变流量系统五篇

变流量系统 篇1

国内传统的喷药机大多都是采用汽油机或直流电动机带动离心泵运转,从而使得泵吸取药箱内的液体,经过过滤后再通过喷头把液体喷射出去。汽油机通过控制离合器使得喷药机喷药或停喷,不适合频繁启动和停止,一般在作业结束前喷药机维持运转。这样在不需要喷药时,汽油机运转会造成很大的能源浪费,而且噪音大,现在用得越来越少。

采用电池供电的直流电机运转噪音较小,喷药机通过闭合和切断电池与电机之间的电路,控制电机的转动和停止,以达到喷药与否的目的。这种喷药机没有专门的控制系统,喷药控制简单,但药物的流量和剂量不可控制,工作启停对电流冲击大,开合处易产生电弧,可靠性差。

国外的喷药机做得比较成熟,有专门的控制箱,采用了微处理器控制喷药作业,并可以设置不同的工作模式:一种是点动喷药,一种是间歇性循环喷药,且可以调节时间,以确定周期中喷药间隔之间的时间比,并加装了流量传感器,可以检测出一定时间内喷药机喷出的药剂量,但价格比较昂贵,不适合在农村推广和使用。

1 喷药流量的控制方法及实现

控制喷药流量最原始的方法是在不改变离心泵转速情况下(水泵恒速运行)调节泵出口阀门的开度,其实质是通过改变管路特性曲线的位置来改变泵的工况点,如图1所示。水泵特性曲线Q—H与管路特性曲线Q一Σh的交点A为阀门处在一定位置时水泵的工况点。关小阀门时,管道局部阻力增加,水泵工况点由a向左移至b点,流量相应减少。

通过调节阀门开度来控制流量时,水泵本身的供水能力不变,扬程特性不变,但是管阻特性将随阀门开度大小而发生变化。

采用这种方法的优点是操作简便,流量连续,可以在某一最大流量与零之间随意调节,且成本低,适用面广。缺点是以消耗离心泵的多余能量(如图2阴影部分)来维持一定的供给量,而且工作效率低,能量浪费大。

通过调节水泵转速,可以使得水泵工况点尽量接近高效区。当水泵的转速改变时,阀门开度保持不变,管路系统特性保持不变,但供水能力和扬程特性随转速而改变,如图2所示。图2中,a为水泵平衡工况点,通过降低转速,流量减小,工况点移至b,水泵运行效率仍然很高。如果采用阀门节流的方法来调节,则工况点为c,泵的效率明显下降。由图2可见,在需要流量小于额定流量的情况下,调节速度后的扬程比阀门节流小,所需实际功率也比阀门节流小。图2阴影部分表示采用调速调节流量所节约的供水功率。与阀门节流相比,调速的节能效果明显,离心泵的工作效率更高。

基于 PWM调速的变流量喷药系统采用脉宽调制技术调节电机的运行速度,电机与泵连轴运行,从而控制喷药流量。试验中,采用了调节频率和调节占空比两种方法,但是试验表明,频率的调节对电机运行的平稳度有很大影响。最终,采取了调节供电电压占空比的方法。

2 系统构成及功能实现

本系统主要由电动机、离心泵、药桶、手推车架、胶管、可调喷枪、过滤器、吸液管、蓄电池和控制箱等组成。其中,控制装置包括固体继电器、液晶显示器、控制器、控制按钮按键和其他外围设备,系统机构图如图3所示。系统设置了两种工作模式,分别为点动喷药模式和间歇性喷药模式,可以通过控制按钮任意切换。

调节两个电位器(周期模式下一个为导通的时间,另一个为关闭的时间)的位置,将引起电压信号的变化。电压信号在经过AD转换后,将数字量输入单片机,同时将设定值显示到液晶屏上,从而使得当调节设定时间时可以使得单片机获取延时设定值,可以直观看到数值的变化。

当模式切换按钮未按下时,系统默认为点动喷药模式;当按下点动按钮时,系统立即闭合负载电路,系统开始喷药作业;同时,定时器启动定时,并实时在液晶上显示喷雾工作已经耗费的时间。时间最大值设定为1000s。如果点动持续时间超过1000s,显示时间值会自动复0,然后重新开始计时,即1000+Xs。

松开点动按钮时,并不是马上切断负载电路,而是经过原先设定的时间后才切断电路。如果在喷药工作还未停止时,再次按下按键,定时器会重现开始计时,直到计满设定的时间,切断负载端电路。这样避免了对电机在短时间内的频繁启停,对电机起到一定的保护作用。

点动工作时,如果将延时时间设置为0(即没有延时),那么系统相当于直接控制普通的继电器,使之可以即时接通和断开负载(电机和泵)。

电机运转后,控制器打开三通电磁阀,电机带动离心泵转动,离心泵形成负压,促使药液从药桶通过单向阀进入管道。由于药液中可能存在较大的颗粒或其他杂质,液体首先进入过滤器,将里面的杂质过滤掉,避免其堵塞管道和喷头,最后液体以一定的速度喷入喷头,使之喷出后呈雾状散开。如果三通电磁不打开,则药液通过电磁阀的另一通道回到药箱中。

为了防止电机停转后管道内药液回流,在进出泵的两侧管道加入了止回阀。如果管道内液体回流,管道中就会产生空气柱,影响离心泵抽取液体,从而影响喷药工作。特别在周期模式喷药过程中,管道中的空气会直接影响下一周期的喷药。因此,如果管道中有空气,可以预先使得电机运转,排掉管道中的空气,从而使得药液充盈整个管道。

当模式切换按钮按下时,系统认定为间歇性循环喷药模式。系统首先采集两个AD转换值(电位器),获得用户需要设定的喷药工作时间和间歇时间;然后根据设定时间,循环控制继电器的导通和闭合,从而使得喷药机周期性地工作或停止。这样,喷药机在一段时间内向外喷药,在另外一段时间休息。

在间歇性循环模式工作期间,如果通过电位器调节时间设定值,液晶屏上会刷新显示更新的时间,但是在调节的当个周期内,控制器不会根据更新的时间值而改变本次的工作循环,而是在进入下一个循环后,系统才会改变周期(即当次改变在下次生效)。

3 系统软件设计

控制器软件主要完成电机控制模块的占空比调节,LCD显示,接受电位器(通过A/D转换)输入,实现电机平稳运行、继电器和电磁阀的控制等几项功能,包括主程序、PWM调节子程序、定时器TO中断服务程序以及LCD显示子程序等。主程序流程如图4所示。

PWM调节子程序根据用户对流量的需求,采用控制器内部的定时器精确计时,从而获取实际的占空比,调节脉冲宽度,控制喷药量。LCD子程序用于在液晶上显示当前喷药系统所处的喷药模式,运行开通和关闭时间,直观显示。

系统软件编制采用定时器定时中断延时,不使用软件延时,时间控制精确,且不占用CPU。CPU 在非中断时间内处理其他事件,只有到了中断时间,才驱动电机运转或使其停止。本系统中断服务程序流程见图5所示。

4 流量控制试验

4.1 流量的检测

离心泵在实际运行过程中会受到机械振动、管路系统特性改变、流体的粘度变化以及药箱内液面下降等各种因素的影响,离心泵瞬间的流量也不会相同。其对于时间的函数Q(t)为

∫Q(t)dt=V(t) (1)

Q(t)=dV/dt (2)

为了减小流量测定的误差,采取了设定不同的时间重复测量喷出药液量的方法。以占空比(B)0.5为例,设定喷药时间分别为0.5,1,1.5s.......直至12s,每次设定好时间(如1s)后,离心泵重复喷10次,收集每次喷出的液体,并测出每一次喷出液体的体积。再将10次所测得的药液量取平均值,得到在该段时间(如1s)内泵喷出的液体体积。

依次得到在其他时间段内喷出的液体体积,这样就可以获得在占空比为0.5的前提下一组不同时间的喷药量数据。将采样的数据进行曲线拟合,结果如图6所示。

得到其关于时间的函数为

V(t)=19.5t+3.1 (3)

由图6可知,泵喷出液体体积与时间有着良好的线性关系(相关系数达到0.99)。这说明,在系统运行过程中稳定性比较好。由式(3)可知,对V(t)求导,以其导数值19.5作为本次试验的流量,可以显著地降低各种测量误差。根据这种方法,便可得到其他不同占空比下的流量。

4.2 流量与占空比的关系

为了获得流量与占空比的关系,试验中一方面要排除其他外界因素的干扰,另一方面通过重复测量提高精度。

通过不同占空比的试验(13组),得到喷药系统每次的流量,经过数据处理后的结果如表1所示。

通过对结果进行曲线拟合,曲线如图7所示。

拟合得到流量与占空比之间的函数关系为

Q=-299.9B2+322.8B-84.3 (4)

可见,离心泵的流量是关于占空比的二次曲线。一旦占空比确定,其喷药的流量也就基本确定。

从图6可以看出:当占空比较低时,模块提供的等效的电压比较低,电机驱动力小,转速太低,泵几乎抽不出任何药液(甚至打不开单向阀),所以在占空比小于0.35时,其流量为0;当占空比大于0.35后,泵在一定转速下,抽取药液,并通过管道将之喷射出去;随着占空比提高,流量不断增加,并且增加的速度在加快;当占空比大于一定值后,虽然流量有所提高,但增长的速度减缓;当泵和电机达到极限工作点,随着占空比再提高,流量将不会再有明显的增加。

5 结束语

对系统性能的测试中,考虑了多种因素对流量的影响,发现药液的粘度(主要是农药)、管道的特性和液面高度等均不是影响流量的主要因素。通过流量控制试验发现,变量喷药系统的流量与占空比之间存在着对应的关系,通过控制器设定相应的占空比,就可以获得实际需要的流量大小,有效地解决了传统控制中流量控制与能量浪费的矛盾。另外,变流量喷药系统通过调节占空比控制流量,避免了使用价格昂贵的流量传感器(流量传感器误差也很大),有效地降低了成本,满足当前农业变量喷药的要求,适合当前农村的推广。

摘要：针对目前便携式和手推式喷药机的不足,设计了可变流量的喷药控制系统。采用控制器调节PWM,控制电机转速,从而控制喷药系统的流量,实现根据实际需要对喷药流量的精确控制。在相同试验条件下,通过设置不同占空比和频率,做了流量的相应试验。试验和实际运行结果表明,该系统运行可靠,自动化程度高,有利于对喷药技术的改进,适用于便携式喷药机和手推式喷药机。

关键词：变流量喷药,离心泵,PWM,MATLAB

参考文献

[1]王宇,龙秉文,黄海,等.离心泵的流量调节与节能控制[J].北京化工大学学报,2007,34(3):234-237.

[2]刘大印,张文爱,王秀,等.基于单片机的定量农药喷洒控制系统[J].农机化研究,2010,32(3):134-138.

[3]王劲松,车小贺,张岩.智能喷药系统的设计[J].中国科技论文在线精品论文,2009,2(6):650-655.

[4]傅泽田,祁力钧,王俊红.精准施药技术研究进展与对策[J].农业机械学报,2007,38(1):189-192.

[5]黄剑.离心泵常用调节方式[J].Coastal Enterprises andScience&Technology,2005,8(66):168-169.

[6]王俊红,傅泽田,王秀,等.基业AT89C52单片机的变量喷雾控制器设计[J].微计算机信息,2006,22(8):8-10.

[7]王锦红,陈志,杨学军.基于AT89C51单片机的变量施药控制系统研究[J].农机化研究,2007(11):147-149.

变流量系统 篇2

目前, 流量收入已普遍成为中国电信运营商的增量市场, 在3G用户渗透率超过30%的今天, 以往传统的计费模式、定价策略等也急需相应的改变。流量时代, 运营商应如何合理定价、设计流量包、提高网络闲时效率、引导用户流量消费?

在国内, 中国电信、中国联通正大刀阔斧地开展新型的流量经营活动, 提升自己的网络运营能力, 实现营收与利润的增长。进入2013四季度以来, 国内一些运营商再出新招。

广东移动:流量800带给4G新选择

今年11月, 广东移动官方微博上发起了投票赢话费活动, 鼓励粉丝在医疗、公共服务, 旅游、导航服务, 餐饮、娱乐服务三个选项中进行投票选出最希望享受到免费流量服务的行业。

事实上, 广东移动此前就推出了流量800服务为广东移动客户使用广发银行、淘宝客户端提供免费流量的服务, 并取得了良好的效果, 广东移动计划推出更多的符合市场需求的流量服务。此次在微博上推出的投票活动可以看做是广东移动为下一步推出全新流量经营服务的一次数据采集。

据了解, “流量800”是广东移动面向金融、电商、IT等对流量需求较大的集团客户推出的一款GPRS流量后向计费产品, 即企业办理该业务后, 消费者在非WLAN环境下访问这些企业的指定IP或APP将不再需要花费自己的GPRS流量, 而由企业统付。

此次, 广东移动发起的投票更是宣布了流量800服务并不会止步于此, 仍会推出更多的应用服务。可以说广东移动在流量经营的道路越走越宽。而这种流量经营不断出新, 或将应用到4G用户的流量经营上。

目前, 广东移动在广州、深圳两地推出了4G套餐, 虽然4G套餐资费单价比3G有所降低, 但其套餐总价相比2G/3G仍旧高昂。此外, 4G合约机价格也偏高。这与之前4G宣传中的采用了4G可以提供更低的费用仍有着差距。而这种定向流量套餐的出现为4G用户降低通信资费带来了新的选择, 这给中国移动全国部署带来借鉴。

广东联通:提出G时代新概念

今年10月底, 广东联通重磅推出一系列G级大流量政策和相关产品, 构建“比多更多”的流量经营新模式。如此一来, 广东联通再一次在流量经营上领先同行, 走出了意义重大的一步。

大流量是移动互联网发展的必然趋势。据统计, 广东省的移动互联网数据使用量为全国最高, 在大流量应用当中, 广东亦走在前列。一直以来, 广东联通也是中国联通各项新业务的先行先试者, 如首推超大流量的随意玩闲时流量包、在业内首开OTT合作先河的微信沃卡等。

据悉, 为降低用户手机上网的流量成本, 广东联通启动旗下所有3G套餐的“从M到G”流量升级行动, 如:办理126元及以上套餐入网的用户, 只要预存300元话费即可每月获赠1GB超大流量, 同时额外赠送1.5GB闲时流量, 连续赠送12个月, 累计共赠送30GB流量;办理66元套餐及96元套餐入网的用户, 只要预存200元话费即可每月分别获赠300MB和500MB流量, 同样额外赠送1.5GB闲时流量, 均连续赠送12个月。

此外, 广东联通还联合众多内容提供商推出“随意看”、“随意听”、“随意享”等一系列套餐包, 用户只需要花10-15元便可以享受来自内容提供商多达数G的视频或音乐, 使大流量的应用落到实处。

据分析, 广东联通此番流量策略, 打破国内只有语音共享产品的局面, 全国首家推出G时代“流量共享产品”, 全面满足家庭用户、多终端上网用户、企业共享上网用户需求。其中面向家庭用户推出的产品包括大流量共享上网卡、3G合家欢、亲友网, 面向企业客户推出企业集群共享VPN。

用户手机用不完的流量, 可以共享给平板电脑、PC或其他手机;自己用不完的流量, 可以共享给家庭其他成员使用, 实现一人付费、全家共享;企业内部员工也可以共享流量包, 实现T级别流量的数据交互。

中国电信:发布流量后向经营策略

今年11月, 中国电信综合平台开发运营中心公开介绍了4G时代中国电信如何向互联网公司提供流量后向产品, 降低用户流量使用门槛等经营策略。

据了解, 中国电信推出的流量后向经营业务是中国电信以流量作为合作资源, 与合作方在全国或部分省市范围内协同开展合作, 由合作方购买流量并按照一定的规则赠送其用户, 流量费用由合作方支付的业务模式。对合作伙伴的利益点为解除用户流量顾忌, 促进业务发展。

中国电信方面表示, 其流量后向经营业务包括定向产品、后向批发和权益合作等多种模式。

在定向产品模式中, 推出个性化定向流量单产品包和定向流量组合产品包, 分别推出可定制的个性化的流量包, 如QQ音乐定向流量包、189云邮定向流量包等产品;在后向批发, 由合作方购买流量并赠送其最终用户, 但不限定流量的使用范围;在权益合作方面, 电信目前已与腾讯、网易、UC、高德等达成合作共识, 未来计划针对电商、游戏、音乐、视频、社区等合作对象, 开展权益合作模式, 就内容权益进行分成。

变流量系统 篇3

【关键词】暖通空调 变流量水力系统 平衡问题

随着人们生活品质要求、节能意识的不断提高，以及空调系统的大型化，变流量水力系统在暖通空调系统中占有越来越重要的位置。变流量系统在运行过程中各分支路的流量是随着外界环境负荷的变化而变化，因此变流量系统的全面平衡问题成为暖通空调设计界的一个重要课题。

一、水力平衡

1、静态水力失调和静态水力平衡

静态水力失调是指由于设计、施工、设备材料等方面存在的限制条件导致系统管道特性阻力数比值与设计要求的管道特性阻力数比值不一致，从而使系统各用户的实际流量与设计流量不一致引起的水力失调。静态水力失调是稳定的、根本性的，是系统本身所固有的。图1 为某异程系统的静态水力失调及其平衡措施示意图。假设各支路的流量和阻力相等，则不难看出，支路5 为最不利支路。水泵扬程根据最不利支路的阻力确定，应保证最不利支路的作用压差满足要求。水压图中末端压降等于各支路实际所需要的作用压差， 此时正好能够满足最不利支路5的需求。从图中可以看出，大部分支路两端的作用压差大于末端压降，例如支路2 上作用压差的余量为 ，并且支路离冷热源越近， 压差余量越大。压差余量正是产生静态水力失调的原因，压差余量越大，静态水力失调越严重。静态水力失调可以采用静态平衡阀来消除。即通过改变静态平衡阀阀芯与阀座的间隙（开度） ，改变节流面积及阀门的阻力，从而达到调节流量的目的。静态平衡阀安装在各个支路上，通过设定其阻力来消除作用压差的余量。当各支路的流量平衡后，一般不再改变平衡阀的开度，此时各支路和各管段的阻抗分布也就确定下来了。

2、动态水力失调和动态水力平衡

动态水力失调是指系统实际运行过程中，当某些末端设备的阀门开度改变引起流量变化时，系统的压力产生波动，其他末端的流量随之发生改变、偏离末端要求流量而引起的水力失调。图2 为某两支路异程式水系统的动态水力失调平衡措施示意图。设计工况下，对两支路进行了静态水力平衡，各支路的流量为设计流量。水泵的工作点在管网特性曲线图（见图3） 上为A 点。当某一支路上的阀门开度减小，使通过该支路的流量减小时，管网的阻抗将会增大，管网特性曲线与水泵工作特性曲线的交点变为B 点。从图中可以看出B 点的扬程大于A 点的扬程，此时作用在另一支路上的作用压差将增大，流量也会跟着增大。

二、变流量系统的全面水力平衡

1、静态水力平衡的实现

通过在相应的部位安装静态水力平衡设备，使系统达到静态水力平衡。实现静态水力平衡的判断依据是：当系统所有的自力式阀门均设定到设计参数位置，所有末端设备的温控阀（电、气动阀）均处于全开位置时，系统所有末端设备的流量均达到设计流量。从以上可以看出，实现静态水力平衡的目的是使系统能均衡地输送足够的水量到各个末端设备，并保证末端设备同时达到设计流量。但是，末端设备在大部分时间是不需要这么大流量的。

2、动态水力平衡的实现

通过在相应部位安装动态水力平衡设备，使系统达到动态水力平衡。实现动态水力平衡的判断依据是：在系统中各个末端设备的流量达到末端设备实际瞬时负荷要求流量的同时，各个末端设备流量的变化只受设备负荷变化的影响，而不受系统压力波动的影响，即系统中各个末端设备流量的变化不互相干扰。变流量系统的动态水力平衡在保证系统供给和需求水量瞬时一致性（这个功能是由各类调节阀门来实现的）的同时，避免了各末端设备流量变化的相互干扰，从而保证系统高效稳定地将设备在各个时刻所需的流量准确地输送过去。目前在暖通空调变流量系统中常用的兼具动态平衡与调节功能的动态水力平衡设备主要有动态平衡电动二通阀（风机盘管用）、动态平衡电动调节阀（各类空调箱用）等。

三、变频水泵水系统的水力平衡措施

在一次泵变流量系统中，必然存在一个压差设定值，例如图1 所示系统采用末端压差控制法时，压差设定值大小等于末端压降。压差设定值是保证系统正常运行的关键， 它可以用来控制水泵运行，也可以用来平衡用户侧和冷热源侧的流量。压差设定值可以分为三类，分别对应图4 中的0， H 1 和H 2。H 2 为干管压差控制的设定值；H 1为末端压差控制的设定值；0 为无旁通的温差控制法的压差设定值，可以近似认为压差设定值为0。不同的压差设定值， 对应的水力平衡措施是不同的，下面分别加以说明。

1、末端压差控制的水力平衡措施

末端压差控制的压差设定值等于设计工况下被控支路（ 一般为最不利环路） 的作用压差，其大小等于图5 中的末端压降。图5 以某异程系统为例，介绍了H 1 压差设定值下的水力失调情况及其水力平衡措施。当关闭支路3 时，支路3 前面的干管流量将减小，水压线变得平缓，支路1，2 的作用压差将减小，减小值分别为 。支路3 后面的干管流量不变，支路4，5 的作用压差不变。当关闭其他支路时，有类似的变化趋势。对于同程系统及环形管网，流量的变化趋势略有不同，但是某些支路的作用压差依然会减小。如果对该系统进行静态水力平衡，则支路1，2的有效作用压差小于末端压降， 会出现冷热输送量不足、系统无法正常换热的情况。因此，该系统不能采用静态平衡阀消除静态水力失调，而应该采用动态压差平衡阀消除静态水力失调及动态水力失调。在实际的空调工程中，尤其对于大型空调水系统，各支路的作用压差相差悬殊，对于作用压差大而自身阻力小的支路，可以适当装设静态平衡阀消除部分静态水力失调。这样设置平衡阀有利于减小动态压差平衡阀的调压范围，有利于选择压差控制精度高的动态压差平衡阀。

2、干管压差控制的水力平衡措施

干管压差控制的压差设定值等于设计工况下供回水干管之间的作用压差，其大小等于图6 中旁通管两端的作用压差。图6 以某异程系统为例，介绍了H 2 压差设定值下的水力失调情况及其水力平衡措施。当关闭支路5 时，各支路的作用压差将增大，增大值分别为 ， 。图6 中给出的是关闭支路5 时的系统水压图，虽然实际的流量調节方法可以是减小该支路的开度，但是其影响是类似的，具有可比性。当关闭其他支路时，系统也具有类似的变化趋势。对于同程系统及环形管网，不能用水压图直观地反映各支路的作用压差变化情况，但是也具有相同的变化规律。该系统可以采用静态平衡阀和动态压差平衡阀的组合来消除水力失调。其中作用压差余量 采用静态平衡阀消除，作用压差余量 采用动态压差平衡阀消除。

总结

随着我国经济的快速发展和人们生活质量的提高，能源问题显得越来越重要。在保障舒适性的前提下，节约现有能源、开发利用新能源成为制冷空调新产品研制过程中考虑的重要因素。随着电子技术的发展，变水量空调系统应运而生，并得到越来越普遍的推广应用，也得到了很大的社会效益和经济效益。因此近些年来，在越来越多的暖通空调工程水系统选用水力平衡阀来对系统的流量分配进行调节。

参考文献

[1]高养田。空调变流量水系统设计技术发展[J].暖通空调，1996.

变制冷剂流量空调系统列车论文 篇4

0前言

我国经济的持续高速发展，客观上对交通和运输提出了更高的要求。铁路作为交通运输市场的传统主导，近年来却面临着高速公路和民航运输的巨大挑战。近期国家不仅规划建设跨省铁路项目沿海铁路(上海—宁波—深圳—香港快速铁路)，以实现全国范围“四横四纵”铁路快速客运通道构想，而且正在积极筹建中巴铁路，实现我国新疆与巴基斯坦的陆上交通，以及建设中缅铁路—西南出海铁路大通道，架设南亚大陆桥以加快我国西部大开发。中国铁路网将在全球战略定位的基础上，具有新的战略意义。对于铁路客运市场来说，实现客车的高速化、舒适化显得尤为迫切。面对新的更高的要求，我国列车客车空调通风系统一方面需要有条件的吸收引进世界最新科技成果，一方面需要加强自主创新。

目前我国现有使用的列车空调大部分采用单元式空调机组，这种列车空调的控制系统简单,仅能通过控制机组的开停对机组进行安全保护和对客车车厢内进行温度控制,难以满足极不稳定的列车空调运行工况,不能满足乘客对舒适性的要求。又由于空调通风机始终满负荷运转状态,不能根据热、湿负荷变化而调节,造成严重的能耗浪费。[2]

变冷媒流量空调系统(VRF)，自1982年日本Dakin公司首先推出以来，二十几年中得到迅速发展和推广，已经在民用建筑上被广泛应用。VRF系统的特点可以有效解决现有列车单元式空调机组的不足。

1VRF系统的特点

(1)VRF系统根据系统负荷情况，通过变频控制器自动调整压缩机转速(变频范围50%~130%)，使系统内冷媒的循环流量得以改变，进而对制冷量进行自动控制以符合使用要求，从而能保证在负荷变化范围内，压缩机以较高的效率运行。VRF空调系统在部分负荷时的能效比相当高，当部分负荷率在40%～60%之间变化时，VRF空调系统的能效比相对最高[4]。可见，列车在多变的气候条件下，大部分时间空调处于低负荷工况，VRF空调系统在低负荷状态下运行时能耗小，能效比更高，故可有效地节约能源。

(2)VRF空调系统拥有一套方便、专用的微电子系统，能提供控制、检测、管理包括能量消耗等项目的各项功能，可以实现优越的控制功能：a.成组控制，通过遥控器连接机组;b.区域控制，将几组作为一个区域，通过集中遥控器上的操作按钮对其进行控制;c.组块控制，用集中检测面板控制整个系统，监控数据通过数据站、主站传送到集中检测面板上。灵活的控制系统尤其适用于列车卧铺车厢，可以分别独立的对各包厢单元进行调温、除湿、控制风速多功能控制，从而保证各卧铺包厢的舒适性。

(3)VRF系统由一台室外机和数台室内机组成，因而又称为多联机空调系统。多台不同种类的室内机由一个冷媒管路连接，每一台室内机可以根据控制单元的要求，进行独立的制冷或制热的运转。目前变制冷剂流量最先进的空调技术，室内机数量可多达16台，并可进行独立的控制;由于VRF技术解决了回油运转问题，使室外机与室内机之间的冷媒管长度延至l00m，室内机与室外机之间的高低差增加至50m，各室内机之间高差可允许15m。

2软卧车厢的立面特点和负荷特点

(1)软卧车厢车体长25米，每节有10个包厢，依次排列相连接。各包厢尺寸相同、方位一致，包厢外是公共通道，没有可供休息桌椅，乘客主要在包厢内休息;

(2)包厢尺寸：2.05×2×2.54(长×宽×高：米)，每个包厢分上、下铺共4个铺位，包厢内立面空间小，乘客只能在铺位坐立和躺卧，其它活动区域很小;

(3)整节车厢呈狭长形，车内定员为41人(包括1名乘务员)。车体6个表面均为散热面，车厢冷、热负荷大，各包厢冷、热负荷基本相同;

(4)车厢内温度冬季应不低于22℃，夏季不高于26℃，应保持空气新鲜;(“铁标”规定)

软卧车厢相对硬座、硬卧车厢车内人员少，新风负荷和新风量较小;包厢内舒适性要求高，各铺位空间温度场和微风速场应尽可能均匀稳定。根据软卧车厢的立面特点和负荷特点，VRF空调系统的多联机方式符合列车软卧紧凑包厢分隔的立面形式,适用于软卧车厢狭长空间的冷量输送。本文提出采用变冷媒流量空调通风系统替代单元式空调机组的新思路，对列车软卧车厢使用VRF空调系统做管路设计。

3列车软卧车厢VRF空调系统管路设计

3.1新风管路

列车软卧车厢采用VRF空调送风系统,外部空气通过车体一侧新风口、新风吸入箱，经过滤网过滤后进入全热交换器，与车厢内排风热湿交换后，新风由新风管道送至每个卧铺包厢吊顶内的静压箱。新风与室内机处理后的回风在其中充分混合后送至各个软卧包厢中。

3.2回风管路

软卧包厢顶部送风在室内循环后，沿包厢底部的出风格栅排出到包厢外的行人走廊。如图2，在每个卧铺间吊顶上分别安装一台室内机组，室内机连接回风口设置在卧铺间对面车窗以上，回风经由走廊侧壁吸入回风口，再由回风管引入室内机处理。这种送回风方式，不同于列车单元空调机组仅在车厢走道门外吊顶处设置一个的集中回风口，防止集中回风混杂的烟气在负压作用下又诱引入车厢卧铺间，从而有效避免空气二次污染。

3.3排风系统

VRF空调系统的排风一部分由全热交换器与新风热量交换后排出。设计时，室内排风可以从车厢内卧铺包厢吊顶上接小段风管直接吸入，经过换热机热交换后连接由排风管引至车厢底部排出。另外部分废排气由废排风机通过车底的横向风道与软卧车厢包厢外走廊侧壁的风道相连，吸入废排气至车体外，为保证车厢内正压，废排风机与压力保护阀连接。

3.4冷凝水管管路设计

VRF空调系统的每台室内机都引出一条冷凝水管，并由一条总冷凝管道顺次的按照1%的坡度连接，一起排到列车洗漱间或卫生间。冷凝水管直接从室内机的凝水盘底部引出，凝水盘不存水，可以减少滋生细菌现象发生。

3.5冷媒管路设计

VRF空调系统室外机与室内机冷媒配管连接方式有三种：线性分流方式、端管分流方式和组合方式。制冷压缩机吸气管路过长会引起制冷系统的制冷能力降低和单位制冷量耗电量的增加，所以必须综合考虑配管与节能两方面的`因素。软卧车厢上选用的是线性分流方式，如图3所示。通过冷媒分歧管和管道接头将各室内机顺次连接在一起，这种配管方式特别适用于列车车厢这种纵深较长的空间。因每间包厢外形尺寸相当，空调负荷也相当，室内机选择同一型号，并且安装在各包厢吊顶同一标高上，所以冷媒管路设计简单，不需要分区。目前冷媒配管采用同径化管道系统技术，只需冷媒主管道管径相同就可以应用。由于采用统一管径，管道施工和管径选择大量简化，系统运行稳定并且易于维护。

根据车厢尺寸和室内、外机的布置，设计配管长度为60m。VRF系统室内机以冷媒R22作为传热介质，其传送的冷量几乎是以等流量水的10倍、空气的20倍，所以列车车厢空调的冷媒配管管径很小，(以10HP的室外机为例，对应冷媒管管径φ28.6mm，外加不足10mm厚的高效的橡塑保温材料。)无需如传统的空调系统那样占据大量的管道空间。系统采用冷媒直接蒸发式供冷，省去了水系统换热的能量传递环节，从而减少了输送耗能及冷媒输送中的能量损失。

4结论

变制冷剂通风空调系统既能体现车厢内各包厢的立面和负荷一致性，又可以满足各包厢空调的独立性控制和舒适性调节要求,同时实现列车低负荷条件下的节能。通过管路设计,说明软卧车厢使用VRF空调系统的可行性。列车采用VRF空调系统的舒适性和安全性需要进一步研究和实验分析。

参考文献

1.彦启森.论多联式空调机组.暖通空调,,32(5):2～4

2.刘希女.变频技术在列车空调系统中应用的思考.制冷与空调,,3(4):51～53

3.陈焕新,杨培志.铁路空调客车硬座车厢空气品质的主观评价.制冷与空调,2003,3(4):57～59

变流量系统 篇5

总的来说, 多联机市场在2009年呈现出以下主要特征:

(1) 大金继续保持“领头羊”地位, 但市场份额被进一步挤压。大金自进入中国市场以来, 其整体市场规模和多联机产品销售规模都一直位居行业第一, 2009年, 其在家装市场和中小型场所项目上的优势为其奠定了坚定的市场基础。但近2年尤其是2009年以来, 日立、东芝、三菱电机等在市场上的运作逐渐成熟, 抢占了大金在高端市场上的份额, 尤其体现在大型房产项目上。同时, 国产品牌美的、格力的多联机份额不断上升, 明显抢占了大金在中、低端市场上的份额。

(2) 变频多联机的市场占有率进一步提升, 数码多联机整体市场表现差强人意。除了大金以外, 主推变频多联机产品的日立、东芝、三菱电机等品牌在2009年全面发力, 销售规模再上台阶, 进一步压缩了数码多联机的市场上升空间, 尤其是日立品牌变频多联机产品在2009年取得了30%左右的增长率。2009年, 尽管数码多联机阵营壮大且日益美系化, 但除了三星、约克、麦克维尔在市场上有些动作以外, 其他几个原先主推数码涡旋的品牌几乎“销声匿迹”或转战变频市场, 值得关注的是, 约克数码多联机产品在经过2008年的前期推广后, 2009年在全国各地中标了不少项目, 如天津梧桐世纪公寓、万通房产、江苏省中医院等。

(3) 市场两极分化趋势更加明显, 价格战越演越烈。2009年, 坚守高端市场的品牌市场份额进一步扩大, 而一些凭借“低价”冲击市场的品牌份额明显萎缩。另外, 多联机品牌产品多样化经营路线明显, 市场竞争再次升级。2009年8月, 大金推出新系统即空调系统与地暖系统的套餐, 实现了产品系列的重大突破, 这对其他竞争对手将形成很大的压力。海信日立公司推出“日立水源变频多联中央空调”, 成功将水源换热节能技术与变频技术结合起来引入多联式机组, 节能效果显著。

(4) 品牌专卖店建设再上台阶。2009年虽然不是品牌集中精力开设专卖店的一年, 但诸如大金、日立、东芝、三菱电机等品牌都对原先开设的专卖店进行了梳理, 有效提升了专卖店的经营质量, 从而提高了终端出货量。而三菱重工无疑成为2009年专卖店开设最多的品牌, 其在南京、上海、长沙、济南、淮安、南通、深圳、徐州等多地分别开设“K-point”体验店和“K-Center”体验中心店, 借专卖店渠道全力开拓中国市场。

(5) 行业细分化明显, 品牌市场操作渐趋理性和成熟。2009年, 一些在行业内具备美誉度和知名度的品牌开始向行业外渗透其影响力, 如房产、家居等。同时, 针对细分行业展开推广和宣传, 如银行金融系统、房产家居行业等。

(6) 华东市场渐显疲软, 其他市场开始发力。毋庸置疑, 华东市场相对成熟, 一直是多联机品牌的主战场, 但2009年, 多联机在整个华东市场尤其是一级城市中的表现渐显疲态, 这和市场容量渐趋饱和不无关系。与之相对应的是, 在华东市场的二级城市和国内其他比较成熟的区域, 多联机产品的销售“渐入佳境”, 在云贵、西北等偏远地区也开始“初现端倪”。

2010年, 多联机品牌应注意以下几个方面的问题:

(1) 专卖店建设要量力而行, 切忌脱离实际, 遍地开花。在2008年的报告中我们曾经建议, 在2009年, 品牌形象店不宜再铺开建设, 而应把注意力放到提升已开设形象店的经营质量上。事实上, 零售店的开设还是要依托在项目的基础上, 起到形象展示和补充销售额的作用。从经销商口中我们得知, 现在为数不少品牌的专卖店售后服务、政策扶持等跟不上, 破坏了品牌美誉度和经销商的积极性, 取得了“事倍功半”的效果。个别品牌避开华东等核心城市, 选择在中部城市或者成熟区域的二级城市开设专卖店, 有独到之处。

(2) 细节决定成败, 品牌要从细节出发。尽管多联机产品近2年在大型项目上的应用逐渐增多, 但在中小型项目和家装项目上的应用更加普遍, 竞争非常激烈。这就要求品牌在项目跟踪和业主服务上从细节出发, 用真诚打动客户。在品牌推广上也要多下功夫, 推陈出新, 除了在房产等行业加大推广力度外, 在其他颇具潜力的行业上也要扩大影响力。

(3) 品牌在紧盯大项目的同时, 要抓住新的市场增长点。2009年底召开的中央经济工作会议上强调2010年要保持投资适度增长, 重点用在完成在建项目, 严格控制新上项目。因此, 2010年, 对于以项目销售为主的多联机品牌会有所影响, 但对于以零售为主的品牌来说, 是个很好的机会, 因此品牌要培育新的市场增长点。2010年前后, 日立在郑州、温州、合肥分别开设专卖店, 就是对市场的快速反应。值得一提的是, 房地产市场已成为国内中央空调企业看中的巨大市场。对于固守高端市场的品牌来说, 大型房产项目占据其销售的绝大部分比例, 因此其市场表现与2010年房地产市场的走势息息相关。2010年, 房地产客户的强烈需求将意味着新一轮的空调企业竞争必将加大服务方面的权重。

(4) 市场要保持均衡发展。大金、海信日立等颇具销售规模的公司在华东、华南、华中、华北乃至西南、云贵、东北等地区核心城市的表现都非常不错, “小河有水大河满”, 各地的均衡发展保证了品牌的市场份额。而反观有些进驻中国市场好几年的多联机品牌, 始终做不大的原因之一就是区域市场一直做不到“遍地开花”。