列车空调试验台节能改造研究

论文摘要

目前,列车空调性能试验台作为列车空调检修的主要测试平台,已经普遍应用于各车辆段中,由于需要对工质空气进行反复的热湿处理,试验台存在能耗较高的问题,本文针对试验台的节能改造进行了一系列分析和研究。本文在TB/T1804-2003《铁道客车空调机组》规定的列车空调试验标准的基础上,进行列车空调试验台节能改造的研究。阐述了列车空调试验台的构造和原理,分析了焓差试验方法的数学模型,并在此基础上提出两种节能改造方案。引入冷凝热回收方法,以及因地制宜地利用气象条件,在户外空气焓值达到一定要求时,采取直接导入户外空气与试验工质空气混合的方法,分析了这两种方案的节能原理和经济性,并进行了试验台节能改造的系统设计。然后,在统计分析我国不同地区气象条件的基础上,分别统计了两种改造方案在不同地区的全年可用时间,并对其经济性进行了分析。通过节能分析,利用户外空气能量的方案在长江以南地区全年可用时间较多,武汉地区全年可用时间达到642个小时,全年可节省电能40895.4千瓦时。在此方案不适用的时段内,可使用冷凝热回收方案,将空调机组冷凝热进行全热回收。武汉地区采用此方案每年可节省电能136452.2千瓦时。两种方案互补运行,每年可节省大量电费开支,在全天运行的情况下,改造工程的初投资可在3个月以内收回。此外,本文还利用Visual Basic.Net语言,设计开发了一套列车空调性能试验台的操作软件,实现了试验台的数据采集、自动控制、数据输出等功能,为试验台的自动化和智能化提供了有效的解决方案。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 课题背景介绍
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 课题的目的和意义
• 1.4 课题研究内容
• 2 列车空调器性能试验台测试原理及构造
• 2.1 列车空调性能试验概述
• 2.2 列车空调机组性能试验方法的选择
• 2.2.1 列车空调机组试验方法简介
• 2.2.2 试验方法的选择
• 2.2.3 空气焓差法的数学模型
• 2.3 列车空调机组性能试验台的构造
• 2.3.1 试验台结构简介
• 2.3.2 试验台结构比较与选择
• 2.4 本章小结
• 3 列车空调试验台的节能改造
• 3.1 引言
• 3.2 试验台节能改造方案及原理
• 3.2.1 引入户外空气
• 3.2.2 冷凝热回收
• 3.3 试验台系统设计
• 4 试验台节能改造方案在不同地区的节能效果分析
• 4.1 典型城市的气候特征分析
• 4.2 不同气候地区的经济性分析
• 4.2.1 引入户外空气方案可用时间统计
• 4.2.2 改造后试验台的经济性分析
• 4.3 本章小结
• 5 列车空调试验台的软件实现
• 5.1 系统设计
• 5.1.1 系统概述
• 5.1.2 功能框架
• 5.2 功能模块介绍
• 5.2.1 试验数据采集模块
• 5.2.2 各执行器控制量输出模块
• 5.2.3 试验数据处理模块
• 5.2.4 试验数据输出模块
• 5.2.5 试验台自动保护模块
• 5.2.6 试验台自动控制模块
• 5.3 关键技术
• 5.3.1 .NET Framework 简介
• 5.3.2 PID 控制算法的实现
• 5.3.3 数据库操作技术
• 5.4 本章小结
• 6 结论及展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录1 攻读学位期间发表论文及参与课题目录