空调机组的能效比计算方法、系统、设备与存储介质与流程

1.本发明涉及空调机组的能效诊断技术领域，尤其涉及一种空调机组的能效比计算方法、系统、设备与存储介质。


背景技术：

2.轨道车辆目前采用额定工况下的能效比作为轨道车辆空调机组的能效评价指标。但是轨道车辆空调机组运用环境条件复杂，空调机组在额定条件下工作时间很少，大部分工作时间是在部分负荷下运行的，且压缩机启停频繁，额定工况下的能效比不能真实反映空调机组的能效水平。制冷季节能效比是评价空调系统综合节能效果的最佳方法之一,它不仅考虑了稳态效率,同时还考虑了变化的环境和启停损失等因素,是一个较为合理的方法。目前轨道空调行业尚无明确的试验方法，需要引用民用空调标准中的试验方法，但是轨道车辆的运用情况复杂，车辆跨区间运行，环境条件复杂多变，民用空调的季节能效比试验方法在试验温度点、气象参数区域划分和空调的使用情况方面均不适用于轨道车辆空调领域，所以迫切需要制定测试方法和计算方法，弥补相关研究领域的空白，促进轨道车辆空调行业向更加节能、高效的方向发展。


技术实现要素：

3.本发明针对现有的空调机能效计算方法不适用于轨道车辆空调机的技术问题，提出一种空调机组的能效比计算方法、系统、设备与存储介质。
4.第一方面，本技术实施例提供了一种应用于轨道车辆的空调机组的能效比计算方法，包括：
5.温度区间划分步骤：将空调机组的制冷温度范围划分为多个温度区间，并获得每一温度区间对应的环境温度与需要制冷时间；
6.试验步骤：通过对空调机组在不同的试验工况下进行试验，获得在不同的环境温度时所述空调机组在全冷运行模式和半冷运行模式下的制冷量和消耗功率；
7.总负荷计算步骤：根据所述制冷量、车辆制冷负荷以及温度区间对应的环境温度与需要制冷时间计算得到空调机组的制冷季节总负荷；
8.总耗电量计算步骤：根据所述消耗功率以及温度区间对应的环境温度与需要制冷时间计算得到空调机组的制冷季节总耗电量；
9.能效比获得步骤：根据所述制冷季节总负荷与所述制冷季节总耗电量获得所述空调机组的制冷季节能效比。
10.上述能效比计算方法，其中，若所述空调机组为定频空调机组；
11.当环境温度＜车辆制冷负荷与空调机组在半冷运行模式下的制冷量达到均衡时的环境温度t
cb
时，所述空调机组以半冷运行模式断续运行；
12.当车辆制冷负荷与空调机组在半冷运行模式下的制冷量达到均衡时的环境温度t
cb
＜环境温度＜车辆制冷负荷与空调机组在全冷运行模式下的制冷量达到均衡时的环境
温度t
cd
时，所述空调机组以全冷运行模式断续运行；
13.当环境温度＞车辆制冷负荷与空调机组在全冷运行模式下的制冷量达到均衡时的环境温度t
cd
时，所述空调机组以全冷运行模式连续运行。
14.上述能效比计算方法，其中，所述总负荷计算步骤包括：
15.当所述空调机组为定频空调机组时，采用以下公式计算制冷季节总负荷cstl：
[0016][0017]
其中，jc为温度区间；t
jc
为温度区间对应的环境温度；n
jc
为温度区间对应的需要制冷时间；blc(t
jc
)为环境温度为t
jc
时的车辆制冷负荷；φc(t
jc
)为环境温度为t
jc
时的空调机组在全冷运行模式下的制冷量；m为环境温度t
jc
等于车辆制冷负荷与空调机组在全冷运行模式下的制冷量达到均衡时的环境温度t
cd
时的温度区间。
[0018]
上述能效比计算方法，其中，所述总耗电量计算步骤包括：
[0019]
当所述空调机组为定频空调机组时，采用以下公式计算制冷季节总耗电量cste：
[0020][0021]
其中，jc为温度区间；t
jc
为温度区间对应的环境温度；n
jc
为温度区间对应的需要制冷时间；p
cm1
(t
jc
)为环境温度为t
jc
时的空调机组在半冷运行模式下的消耗功率；p
c1
(t
jc
)为环境温度为t
jc
时的空调机组在全冷运行模式下的消耗功率；t
cb
为车辆制冷负荷与空调机组在半冷运行模式下的制冷量达到均衡时的环境温度。
[0022]
上述能效比计算方法，其中，若所述空调机组为变频空调机组；
[0023]
当环境温度≤车辆制冷负荷与空调机组在半冷运行模式下的最小制冷量达到均衡时的环境温度t
ce
时，所述空调机组以半冷运行模式最小制冷能力断续运行；
[0024]
当车辆制冷负荷与空调机组在半冷运行模式下的最小制冷量达到均衡时的环境温度t
ce
＜环境温度≤车辆制冷负荷与空调机组在全冷运行模式下的最小制冷量达到均衡时的环境温度t
cb
时，所述空调机组以半冷运行模式最小制冷能力和全冷运行模式最小制冷能力之间的能力连续运行；
[0025]
当车辆制冷负荷与空调机组在全冷运行模式下的最小制冷量达到均衡时的环境温度t
cb
＜环境温度≤车辆制冷负荷与空调机组全冷运行模式下的中间制冷量达到均衡时的环境温度t
cf
时，空调机组以全冷运行模式最小制冷能力和全冷运行模式中间制冷能力之间的能力连续运行；
[0026]
当车辆制冷负荷与空调机组在全冷运行模式下的中间制冷量达到均衡时的环境温度t
cf
＜环境温度≤车辆制冷负荷与空调机组在全冷运行模式下的名义制冷量达到均衡时的环境温度t
cd
时，空调机组以全冷运行模式中间制冷能力和全冷运行模式名义制冷能力之间的能力连续运行；
[0027]
当环境温度＞车辆制冷负荷与空调机组在全冷运行模式下的名义制冷量达到均衡时的环境温度t
cd
时，空调机组以全冷运行模式名义制冷能力连续运行。
[0028]
上述能效比计算方法，其中，所述总负荷计算步骤包括：
[0029]
当所述空调机组为变频空调机组时，采用以下公式计算所述制冷季节总负荷
cstl：
[0030][0031]
其中，jc为温度区间；t
jc
为温度区间对应的环境温度；n
jc
为温度区间对应的需要制冷时间；blc(t
jc
)为环境温度为t
jc
时的车辆制冷负荷，m为环境温度最接近车辆制冷负荷与空调机组在全冷运行模式下的中间制冷量达到均衡时的环境温度t
cf
且≤t
cf
的温度区间；φ
cr2
(t
jc
)为环境温度为t
jc
时的空调机组在全冷运行模式下的名义制冷量。
[0032]
上述能效比计算方法，其中，所述总耗电量计算步骤包括：
[0033]
当所述空调机组为变频空调机组时，采用以下公式计算所述制冷季节总耗电量cste：
[0034][0035]
其中，jc为温度区间；t
jc
为温度区间对应的环境温度；n
jc
为温度区间对应的需要制冷时间；
[0036]
pm(t
jc
)为空调机组在环境温度为t
jc
时以半冷运行模式最小制冷能力断续运行的消耗功率；
[0037]
p
min1
(t
jc
)为空调机组在环境温度为t
jc
时以半冷运行模式最小制冷能力和全冷运行模式最小制冷能力之间的能力连续运行的消耗功率；
[0038]
p
cm1
(t
jc
)为空调机组在环境温度为t
jc
时以全冷运行模式最小制冷能力和全冷运行模式中间制冷能力之间的能力连续运行的消耗功率；
[0039]
p
cm2
(t
jc
)为空调机组在环境温度为t
jc
时以全冷运行模式中间制冷能力和全冷运行模式名义制冷能力之间的能力连续运行消耗功率；
[0040]
p
c2
(t
jc
)为空调机组在环境温度为t
jc
时以全冷运行模式名义制冷能力连续运行的消耗功率；
[0041]
n为环境温度最接近车辆制冷负荷与空调机组在半冷运行模式下的最小制冷量达到均衡时的环境温度t
ce
且≤t
ce
的温度区间；
[0042]
k为环境温度最接近车辆制冷负荷与空调机组在全冷运行模式下的最小制冷量达到均衡时的环境温度t
cb
且≤t
cb
的温度区间；
[0043]
m为环境温度最接近车辆制冷负荷与空调机组在全冷运行模式下的中间制冷量达到均衡时的环境温度t
cf
且≤t
cf
的温度区间；
[0044]
g为环境温度最接近车辆制冷负荷与空调机组在全冷运行模式下的名义制冷量达到均衡时的环境温度t
cd
且≤t
cd
的温度区间。
[0045]
第二方面，本技术实施例提供了一种应用于轨道车辆的空调机组的能效比计算系统，用于实现上述第一方面所述的能效比计算方法，所述系统包括：
[0046]
温度区间划分单元：将空调机组的制冷温度范围划分为多个温度区间，并获得每一温度区间对应的环境温度与需要制冷时间；
[0047]
试验单元：通过对空调机组在不同的试验工况下进行试验，获得在不同的环境温度时所述空调机组在全冷运行模式和半冷运行模式下的制冷量和消耗功率；
[0048]
总负荷计算单元：根据所述制冷量、车辆制冷负荷以及温度区间对应的环境温度
与需要制冷时间计算得到空调机组的制冷季节总负荷；
[0049]
总耗电量计算单元：根据所述消耗功率以及温度区间对应的环境温度与需要制冷时间计算得到空调机组的制冷季节总耗电量；
[0050]
能效比获得单元：根据所述制冷季节总负荷与所述制冷季节总耗电量获得所述空调机组的制冷季节能效比。
[0051]
第三方面，本技术实施例提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述第一方面所述的空调机组的能效比计算方法。
[0052]
第四方面，本技术实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上述第一方面所述的空调机组的能效比计算方法。
[0053]
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：
[0054]
本技术结合轨道车辆空调机组的特点，创新性的增加了半冷运行工况，更加符合轨道车辆空调机组实际运行特点，能够更加真实地反映轨道车辆空调机组的能效水平，弥补了相关领域的空白，从而为轨道车辆空调机组的能效评价指标的制定提供参考依据,也为相关标准的制订提供理论支撑和指导。
附图说明
[0055]
图1为本发明提供的一种应用于轨道车辆的空调机组的能效比计算方法的步骤示意图；
[0056]
图2为本发明提供的定频空调机组制冷季节能效比示意图；
[0057]
图3为本发明提供的变频空调机组制冷季节能效比示意图；
[0058]
图4为本发明提供的一种应用于轨道车辆的空调机组的能效比计算系统的结构框架图；
[0059]
图5为本发明提供的计算机设备的框架图；
[0060]
其中，附图标记为：
[0061]
11、温度区间划分单元；12、试验单元；13、总负荷计算单元；14、总耗电量计算单元；15、能效比获得单元；81、处理器；82、存储器；83、通信接口；80、总线。
具体实施方式
[0062]
为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行描述和说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。基于本技术提供的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0063]
显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些示例或实施例，对于本领域的普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图将本技术应用于其他类似情景。此外，还可以理解的是，虽然这种开发过程中所作出的努力可能是复杂并且冗长的，然而对于与本技术公开的内容相关的本领域的普通技术人员而言，在本技术揭露的技术内容的基础上进行的一些设计，制造或者生产等变更只是常规的技术手段，不应当理解为本技术公开的内容不充分。
[0064]
在本技术中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本技术的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域普通技术人员显式地和隐式地理解的是，本技术所描述的实施例在不冲突的情况下，可以与其它实施例相结合。
[0065]
除非另作定义，本技术所涉及的技术术语或者科学术语应当为本技术所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本技术所涉及的“一”、“一个”、“一种”、“该”等类似词语并不表示数量限制，可表示单数或复数。本技术所涉及的术语“包括”、“包含”、“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含；例如包含了一系列步骤或模块(单元)的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可以还包括没有列出的步骤或单元，或可以还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。本技术所涉及的“连接”、“相连”、“耦接”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电气的连接，不管是直接的还是间接的。本技术所涉及的“多个”是指两个或两个以上。“和/或”描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“a和/或b”可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。本技术所涉及的术语“第一”、“第二”、“第三”等仅仅是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序。
[0066]
下面结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本发明的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本发明的保护范围之内。
[0067]
实施例一：
[0068]
图1为本发明提供的一种应用于轨道车辆的空调机组的能效比计算方法的步骤示意图，如图1所示，本实施例揭示了一种应用于轨道车辆的空调机组的能效比计算方法(以下简称“方法”)的具体实施方式：
[0069]
步骤s1：将空调机组的制冷温度范围划分为多个温度区间，并获得每一温度区间对应的环境温度与需要制冷时间；
[0070]
本实施例中，根据热工计算惯例与国内外标准，可以将空调机组的制冷温度范围暂定为19℃至40℃，每隔1℃划分为22个温度区间。
[0071]
步骤s2：通过对空调机组在不同的试验工况下进行试验，获得在不同的环境温度时所述空调机组在全冷运行模式和半冷运行模式下的制冷量和消耗功率；
[0072]
其中，试验工况包括但不限于：额定制冷工况、低温制冷工况、低湿制冷工况与断续制冷工况。
[0073]
步骤s3：根据所述制冷量、车辆制冷负荷以及温度区间对应的环境温度与需要制冷时间计算得到空调机组的制冷季节总负荷；
[0074]
具体地，通过在试验工况(额定制冷工况、低温制冷工况等)进行试验得到不同工况下的试验数据，并且根据确定好的制冷负荷温度点、零负荷温度点与空调机组额定制冷负荷，同时根据国内外标准，空调机组制冷负荷和消耗功率与车外温度呈线性相关的关系，绘制能效比示意图，为后续计算提供实验数据。
[0075]
通过能效比示意图中的空调机组的制冷能力线，获得不同的环境温度下的所述空
调机组的制冷量、车辆制冷负荷以及环境温度对应的温度区间与需要制冷时间，进而计算得到空调机组的制冷季节总负荷。
[0076]
步骤s4：根据所述消耗功率以及温度区间对应的环境温度与需要制冷时间计算得到空调机组的制冷季节总耗电量；
[0077]
具体地，通过能效比示意图中的空调机组的消耗功率线，获得在不同的环境温度下的所述空调机组的消耗功率以及环境温度对应的温度区间与需要制冷时间，进而计算得到空调机组的制冷季节总耗电量。
[0078]
步骤s5：根据所述制冷季节总负荷与所述制冷季节总耗电量获得所述空调机组的制冷季节能效比。
[0079]
具体地，空调机组的制冷季节总负荷与制冷季节总耗电量的比值即为空调机组的制冷季节能效比。
[0080]
以下，结合具体实施例进一步详细说明本发明提出的应用于轨道车辆的空调机组的能效比计算方法。
[0081]
在测试空调机组制冷季节能效比时需得到在不同室外侧干、湿球温度下，轨道车辆的制冷负荷、空调机组的实际制冷量、空调机组制冷的耗电量、空调机组运行时间(将制冷季节室外侧干球温度划分成若干个温区,然后统计出空调机组在各温区下的工作时间)。本方法适用于轨道车辆的定频空调机组和变频空调机组。该方法的实现主要分以下四步：
[0082]
一、划分温度区间
[0083]
轨道车辆跨区域运行，本实施例中，根据热工计算惯例，夏季选取武汉作为典型城市。考虑轨道车辆每天实际运行时间为18小时，暂定为运行时间段为每天6:00-24:00。武汉夏季空调机组使用时间从3月30日至11月2日，制冷温度区间为22℃至40℃，将轨道车辆空调机组夏季制冷温度区间暂定为19℃至40℃。
[0084]
参考国内外标准，将轨道车辆空调机组制冷季节从19℃至40℃，每隔1℃划分为22个温区，如表1所示。
[0085]
表1武汉市制冷季节需要制冷的各温度发生时间(3月30日～11月2日)
[0086]
[0087][0088]
通过统计得到武汉制冷总时间为3216小时，加权平均外温为27℃。
[0089]
二、确定制冷负荷
[0090]
在我国现有的标准体系中，额定制冷工况采用统一室外空气干球温度为35℃。因此，在轨道空调机组季节能效比计算中也选取35℃作为制冷负荷温度点。依据轨道空调实际运行情况，选取19℃作为零负荷点，参考国内外标准，假定轨道车辆空调机组制冷负荷与外温呈线性关系，所以当确定了35℃下的额定制冷量时，就可以得到各个温度下的空调机组制冷负荷。
[0091]
三、确定试验工况
[0092]
考虑到目前轨道车辆客室空调机组制冷能力，为满足试验的准确性，所以针对变频空调机组采用三点法，进行额定频率、中间频率和最小频率试验。
[0093]
根据武汉地区的气象参数将夏季制冷时整个外界温度划分成5个区间段：19℃～21℃，22℃～25℃,26℃～29℃,30℃～33℃,34℃～40℃。统计各区间段需要制冷的时间为551h，783h，1021h，629h和232h，通过加权平均计算出5个区间段的温度为20.0℃，23.5℃，27.5℃，31.3℃和35.2℃。
[0094]
考虑到tb/t1804-2017的额定制冷工况外温为35℃且大铁路和动车组等空调机组的设计温度也为35℃，所以将额定制冷工况定为室外侧干球温度35℃，室内侧干球温度29℃，室内侧湿球温度23℃。如表2所示。
[0095]
参考国内外标准的低温工况，结合武汉地区加权平均温度，考虑到当外温27.5℃时的温度区间制冷时间占比较大，达到31.7％，更能反映空调机组实际运行性能，所以将外温27.5℃作为低温工况。当外温27.5℃时，依据gb/t33193.1-2016中车内温度调整曲线车内温度设定值为23.5℃，混合风温度定为干球温度25℃，湿球温度20.4℃。
[0096]
低湿制冷工况室外温度为27.5℃，室内侧工况定为干球温度25℃，湿球温度＜16℃。断续制冷运行时间为定容型空调开机6min，停机24min，非定容型空调以最小能力运行12min，停止48min。
[0097]
表2轨道车辆空调制冷季节能效比试验工况
[0098][0099]
本实施例依据轨道车辆运行的特点，以武汉为代表城市进行了温度区间的划分，选定了制冷零负荷点和制冷负荷点，确定了制冷负荷线，搭建了试验室可行的通用试验工况，弥补了轨道车辆空调领域制冷季节能效比试验方法的空白。
[0100]
四、制定计算方法
[0101]
相对于房间空调器，轨道车辆空调机组一般采用双压缩机系统，定频空调机组当制冷能力大于车辆负荷时，会采用半冷运行，半冷运行即为单台压缩机运行；变频空调机组当压缩机最低频率制冷能力大于车辆负荷时，会运行半冷模式，所以本方法的轨道车辆空调机组在试验过程中增加半冷运行的工况。
[0102]
通过上述第三部分试验工况(额定制冷工况、低温制冷工况等)，经过试验可得到不同工况下的试验数据，同时根据国内外标准，空调机组制冷负荷和消耗功率与车外温度呈线性相关的关系，由此绘制空调机组制冷季节能效比示意图，如图2、图3所示。
[0103]
在一些实施例中，如图2所示，图2为定频空调机组制冷季节能效比示意图，图中，t
ca
为车辆制冷0负荷对应的环境温度；t
cd
为车辆制冷负荷与空调机组在全冷运行模式下的制冷量达到均衡时的环境温度；t
cb
车辆制冷负荷与空调机组在半冷运行模式下的制冷量达到均衡时的环境温度；φc(t
jc
)为空调机组全冷运行制冷能力线；φ
cm
(t
jc
)为空调机组半冷运行制冷能力线；pc(t
jc
)为空调机组全冷运行消耗功率线；p
cm
(t
jc
)为空调机组半冷运行消耗功率线。
[0104]
如图2所示，定频空调机组分别运行在全冷和半冷模式下，与车辆负荷线的交点分别为t
cd
和t
cb
，整个温度区间被分为三部分：
[0105]
当环境温度t
jc
＜t
cb
时，所述空调机组以半冷运行模式断续运行；当t
cb
＜环境温度t
jc
＜t
cd
时，所述空调机组以全冷运行模式断续运行；当环境温度t
jc
＞t
cd
时，所述空调机组以全冷运行模式连续运行。
[0106]
根据图2，采用以下公式计算定频空调机组的制冷季节总负荷cstl：
[0107][0108]
上式中，jc为制冷季节温度区间(1，2，3，
……
，20，21，22)；t
jc
为温度区间对应的环境温度；n
jc
为需要制冷时，制冷季节温度区间jc对应温度的发生时间(h)；blc(t
jc
)为环境温度(或车外温度)为t
jc
时的车辆制冷负荷(w)；φc(t
jc
)为环境温度为t
jc
时的空调机组在全冷运行模式下的制冷量(w)；m为环境温度t
jc
等于t
cd
时的温度区间。
[0109]
根据图2，采用以下公式计算制冷季节总耗电量cste：
[0110][0111]
其中，jc为温度区间(1，2，3，
……
，20，21，22)；t
jc
为温度区间对应的环境温度；n
jc
为温度区间对应的需要制冷时间；p
cm1
(t
jc
)为环境温度为t
jc
时的空调机组在半冷运行模式下的消耗功率；p
c1
(t
jc
)为环境温度为t
jc
时的空调机组在全冷运行模式下的消耗功率；t
cb
为车辆制冷负荷与空调机组在半冷运行模式下的制冷量达到均衡时的环境温度。即p
cm1
(t
jc
)
·njc
为环境温度t
jc
时，空调机组在半冷运行模式下的耗电量(wh)；p
c1
(t
jc
)
·njc
为环境温度t
jc
时，空调机组在全冷运行模式下的耗电量(wh)。
[0112]
因此，根据定频空调机组的制冷季节总耗电量cste与制冷季节总负荷cstl可以由下式可以得出定频空调机组制冷季节能效比seer为：
[0113][0114]
在一些实施例中，如图3所示，图3为变频空调机组制冷季节能效比示意图，图中，t
ca
为车辆的制冷0负荷对应的环境温度；t
cd
为车辆制冷负荷与空调机组在全冷运行模式下的名义制冷量达到均衡时的环境温度；t
cf
为车辆制冷负荷与空调机组全冷运行模式下的中间制冷量达到均衡时的环境温度；t
cb
为车辆制冷负荷与空调机组在全冷运行模式下的最小制冷量达到均衡时的环境温度；t
ce
为车辆制冷负荷与空调机组在半冷运行模式下的最小制冷量达到均衡时的环境温度；φ
cr2
(t
jc
)为空调机组全冷运行名义制冷能力线；φ
crm
(t
jc
)为空调机组全冷运行中间制冷能力线；φ
min
(t
jc
)为空调机组全冷运行最小制冷能力线；φm(t
jc
)为空调机组半冷运行最小制冷能力线；p
c2
(t
jc
)为空调机组全冷运行名义制冷能力消耗功率线；p
cm
(t
jc
)为空调机组全冷运行中间制冷能力消耗功率线；p
min
(t
jc
)为空调机组全冷运行最小制冷能力消耗功率线；pm(t
jc
)为空调机组半冷运行最小制冷能力消耗功率线。
[0115]
如图3的变频空调机组制冷量、消耗功率与车辆冷负荷的关系示意图，图中给出了全冷运行名义制冷能力、全冷运行中间制冷能力、全冷运行最小制冷能力、半冷运行最小制冷能力与环境温度的关系，缺少了半冷运行中间制冷能力和半冷运行名义制冷能力与环境温度的关系。因为考虑到空调机组在实际运行过程中，半冷运行压缩机会变频运行，其半冷制冷能力可能与全冷制冷能力存在交叉，运行逻辑较为复杂，很难概括所有可能性，且相对于整个温度区间来说，此过程运行时间占比较小，对整体结果影响较小，所以将其简化处理。整个温度区间分为五个运行状态：
[0116]
当环境温度t
jc
≤t
ce
时，空调机组以半冷运行模式最小制冷能力断续运行；
[0117]
当t
ce
＜环境温度t
jc
≤t
cb
时，空调机组以半冷运行模式最小制冷能力和全冷运行模式最小制冷能力之间的能力连续运行；
[0118]
当t
cb
＜环境温度t
jc
≤t
cf
时，空调机组以全冷运行模式最小制冷能力和全冷运行模式中间制冷能力之间的能力连续运行；
[0119]
当t
cf
＜环境温度t
jc
≤t
cd
时，空调机组以全冷运行模式中间制冷能力和全冷运行模式名义制冷能力之间的能力连续运行；
[0120]
当环境温度t
jc
＞t
cd
时，空调机组以全冷运行模式名义制冷能力连续运行。
[0121]
根据图3，采用以下公式计算所述变频空调机组的制冷季节总负荷cstl：
[0122][0123]
其中，jc为温度区间(1，2，3，
……
，20，21，22)；t
jc
为温度区间对应的环境温度；n
jc
为温度区间对应的需要制冷时间；blc(t
jc
)为环境温度为t
jc
时的车辆制冷负荷，m为环境温度最接近t
cf
且≤t
cf
的温度区间；φ
cr2
(t
jc
)为环境温度为t
jc
时的空调机组在全冷运行模式下的名义制冷量。
[0124]
根据图3，采用以下公式计算所述变频空调机组的制冷季节总耗电量cste为：
[0125][0126]
其中，jc为温度区间；t
jc
为温度区间对应的环境温度；n
jc
为温度区间对应的需要制冷时间；
[0127]
pm(t
jc
)为空调机组在环境温度为t
jc
时以半冷运行模式最小制冷能力断续运行的消耗功率(w)；
[0128]
p
min1
(t
jc
)为空调机组在环境温度为t
jc
时以半冷运行模式最小制冷能力和全冷运行模式最小制冷能力之间的能力连续运行的消耗功率(w)；
[0129]
p
cm1
(t
jc
)为空调机组在环境温度为t
jc
时以全冷运行模式最小制冷能力和全冷运行模式中间制冷能力之间的能力连续运行的消耗功率(w)；
[0130]
p
cm2
(t
jc
)为空调机组在环境温度为t
jc
时以全冷运行模式中间制冷能力和全冷运行模式名义制冷能力之间的能力连续运行消耗功率(w)；
[0131]
p
c2
(t
jc
)为空调机组在环境温度为t
jc
时以全冷运行模式名义制冷能力连续运行的消耗功率(w)；
[0132]
n为环境温度最接近t
ce
且≤t
ce
的温度区间；
[0133]
k为环境温度最接近t
cb
且≤t
cb
的温度区间；
[0134]
m为环境温度最接近t
cf
且≤t
cf
的温度区间；
[0135]
g为环境温度最接近t
cd
且≤t
cd
的温度区间。
[0136]
因此，根据变频空调机组的制冷季节总耗电量cste与制冷季节总负荷cstl可以由下式可以得出变频空调机组制冷季节能效比seer为：
[0137][0138]
本实施例结合轨道车辆空调机组的特点，相较于房间空调器创新性的增加了半冷运行工况，定频空调机组增加了半冷运行工况，变频空调机组增加了半冷运行最小能力工况，更加符合空调机组实际运行特点，提高了试验方法的准确性。在计算方法方面，定频空调机组分别运行在全冷和半冷模式下，整个温度区间被分为三部分：空调机组半冷断续运行、空调机组全冷断续运行、空调机组全冷连续运行。变频空调机组分为五部分：半冷最小能力断续运行、半冷最小能力和全冷最小制冷能力之间的能力连续运行、全冷最小制冷能力和全冷中间制冷能力之间的能力连续运行、全冷中间制冷能力和全冷名义制冷能力之间的能力连续运行、全冷名义制冷能力连续运行。相较于房间空调器增加了半冷模式计算方法，综合轨道空调各个模式下的运行时长占比，为了方便计算，简化了半冷运行中间制冷能力和半冷运行名义制冷能力，减少了计算量，同时提升了计算的准确性。
[0139]
因为目前轨道车辆空调领域尚无明确的制冷季节能效比试验方法，本方法参考国内外相关标准，构建了适用于轨道车辆空调机组的季节能效比试验工况，依据所确定的负荷线特点，结合温度区间的划分，按照本方法中的算法即可得到轨道车辆空调制冷季节能效比。该方法创新性的增加了半冷运行工况，能够更加真实地反映轨道车辆空调机组的能效水平，弥补了相关领域的空白，从而为轨道车辆空调机组的能效评价指标的制定提供参考依据,也为相关标准的制订提供理论支撑和指导。
[0140]
实施例二：
[0141]
结合实施例一所揭示的一种空调机组的能效比计算方法，本实施例揭示了一种空调机组的能效比计算系统(以下简称“系统”)的具体实施示例。
[0142]
参照图4所示，所述系统包括：
[0143]
温度区间划分单元11：将空调机组的制冷温度范围划分为多个温度区间，并获得每一温度区间对应的环境温度与需要制冷时间；
[0144]
试验单元12：通过对空调机组在不同的试验工况下进行试验，获得在不同的环境温度时所述空调机组在全冷运行模式和半冷运行模式下的制冷量和消耗功率；
[0145]
总负荷计算单元13：根据所述制冷量、车辆制冷负荷以及温度区间对应的环境温度与需要制冷时间计算得到空调机组的制冷季节总负荷；
[0146]
总耗电量计算单元14：根据所述消耗功率以及温度区间对应的环境温度与需要制冷时间计算得到空调机组的制冷季节总耗电量；
[0147]
能效比获得单元15：根据所述制冷季节总负荷与所述制冷季节总耗电量获得所述空调机组的制冷季节能效比。
[0148]
实施例三：
[0149]
结合图5所示，本实施例揭示了一种计算机设备的一种具体实施方式。计算机设备可以包括处理器81以及存储有计算机程序指令的存储器82。
[0150]
具体地，上述处理器81可以包括中央处理器(cpu)，或者特定集成电路(application specific integrated circuit，简称为asic)，或者可以被配置成实施本技术实施例的一个或多个集成电路。
[0151]
其中，存储器82可以包括用于数据或指令的大容量存储器。举例来说而非限制，存储器82可包括硬盘驱动器(hard disk drive，简称为hdd)、软盘驱动器、固态驱动器(solid state drive，简称为ssd)、闪存、光盘、磁光盘、磁带或通用串行总线(universal serial bus，简称为usb)驱动器或者两个或更多个以上这些的组合。在合适的情况下，存储器82可包括可移除或不可移除(或固定)的介质。在合适的情况下，存储器82可在数据处理装置的内部或外部。在特定实施例中，存储器82是非易失性(non-volatile)存储器。在特定实施例中，存储器82包括只读存储器(read-only memory，简称为rom)和随机存取存储器(random access memory，简称为ram)。在合适的情况下，该rom可以是掩模编程的rom、可编程rom(programmable read-only memory，简称为prom)、可擦除prom(erasable programmable read-only memory，简称为eprom)、电可擦除prom(electrically erasable programmable read-only memory，简称为eeprom)、电可改写rom(electrically alterable read-only memory，简称为earom)或闪存(flash)或者两个或更多个以上这些的组合。在合适的情况下，该ram可以是静态随机存取存储器(static random-access memory，简称为sram)或动
态随机存取存储器(dynamic random access memory，简称为dram)，其中，dram可以是快速页模式动态随机存取存储器(fast page mode dynamic random access memory，简称为fpmdram)、扩展数据输出动态随机存取存储器(extended date out dynamic random access memory，简称为edodram)、同步动态随机存取内存(synchronous dynamic random-access memory，简称sdram)等。
[0152]
存储器82可以用来存储或者缓存需要处理和/或通信使用的各种数据文件，以及处理器81所执行的可能的计算机程序指令。
[0153]
处理器81通过读取并执行存储器82中存储的计算机程序指令，以实现上述实施例中的任意一种空调机组的能效比计算方法。
[0154]
在其中一些实施例中，计算机设备还可包括通信接口83和总线80。其中，如图5所示，处理器81、存储器82、通信接口83通过总线80连接并完成相互间的通信。
[0155]
通信接口83用于实现本技术实施例中各模块、装置、单元和/或设备之间的通信。通信端口83还可以实现与其他部件例如：外接设备、图像/数据采集设备、数据库、外部存储以及图像/数据处理工作站等之间进行数据通信。
[0156]
总线80包括硬件、软件或两者，将计算机设备的部件彼此耦接在一起。总线80包括但不限于以下至少之一：数据总线(data bus)、地址总线(address bus)、控制总线(control bus)、扩展总线(expansion bus)、局部总线(local bus)。举例来说而非限制，总线80可包括图形加速接口(accelerated graphics port，简称为agp)或其他图形总线、增强工业标准架构(extended industry standard architecture，简称为eisa)总线、前端总线(front side bus，简称为fsb)、超传输(hyper transport，简称为ht)互连、工业标准架构(industry standard architecture，简称为isa)总线、无线带宽(infiniband)互连、低引脚数(low pin count，简称为lpc)总线、存储器总线、微信道架构(micro channel architecture，简称为mca)总线、外围组件互连(peripheral component interconnect，简称为pci)总线、pci-express(pci-x)总线、串行高级技术附件(serial advanced technology attachment，简称为sata)总线、视频电子标准协会局部(video electronics standards association local bus，简称为vlb)总线或其他合适的总线或者两个或更多个以上这些的组合。在合适的情况下，总线80可包括一个或多个总线。尽管本技术实施例描述和示出了特定的总线，但本技术考虑任何合适的总线或互连。
[0157]
另外，结合上述实施例中的空调机组的能效比计算方法，本技术实施例可提供一种计算机可读存储介质来实现。该计算机可读存储介质上存储有计算机程序指令；该计算机程序指令被处理器执行时实现上述实施例中的任意一种空调机组的能效比计算方法。
[0158]
综上所述，本发明的有益效果在于：
[0159]
1.依据轨道车辆运行的特点，以武汉为代表城市进行了温度区间的划分，选定了制冷零负荷点和制冷负荷点，确定了制冷负荷线，搭建了试验室可行的通用试验工况，弥补了轨道车辆空调领域制冷季节能效比试验方法的空白。
[0160]
2.结合轨道车辆空调机组的特点，相较于房间空调器创新性的增加了半冷运行工况，定频空调机组增加了半冷运行工况，变频空调机组增加了半冷运行最小能力工况，更加符合空调机组实际运行特点，提高了试验方法的准确性。
[0161]
3.在计算方法方面，定频空调机组分别运行在全冷和半冷模式下，整个温度区间
被分为三部分：空调机组半冷断续运行、空调机组全冷断续运行、空调机组全冷连续运行。变频空调机组分为五部分：半冷最小能力断续运行、半冷最小能力和全冷最小制冷能力之间的能力连续运行、全冷最小制冷能力和全冷中间制冷能力之间的能力连续运行、全冷中间制冷能力和全冷名义制冷能力之间的能力连续运行、全冷名义制冷能力连续运行。相较于房间空调器增加了半冷模式计算方法，综合轨道空调各个模式下的运行时长占比，为了方便计算，简化了半冷运行中间制冷能力和半冷运行名义制冷能力，减少了计算量，同时提升了计算的准确性。
[0162]
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0163]
以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。