[发明专利]一种高原列车用电加热器的控制系统及方法

说明书

本发明公开了一种高原列车用电加热器的控制系统及方法，包括：中央处理器，以及分别于中央处理器连接的数据存储模块、温度检测模块、压力检测模块、显示模块、电加热器控制模块；其中，温度检测模块，用于检测车厢内外温度和电加热器罩表面温度；压力检测模块，用于检测列车车厢内外的空气压力；中央处理模块，用于根据温度检测模块和压力检测模块检测的数据进行列车采暖季热负荷计算、电加热器散热量计算、散热器台数初步计算与校核；电加热器控制模块，用于控制电加热器的开启台数和电加热器罩表面温度；本发明有益效果：能够保证列车内温度满足规范要求的同时确保电加热器罩表面温度不高于安全温度。

技术领域

本发明属于电加热器控制领域，尤其涉及一种高原列车用电加热器的控制系统及方法。

背景技术

青藏铁路全线海拔高于4000m地段长达965km，大气压力远远低于平原地区，藏北高原的平均气压相当于平原的60％左右；海拔4500m以上区域其夏季最高气温低于0℃，青藏高原极端低温为－36～－45℃，年平均气温0℃以下，除拉萨以北一段属寒冷地区外，其余均属于高寒地区。

高原地区海拔高，室外空气温度低，为维持列车车厢内设计温度标准，从平原驶入高原的列车，所需热负荷增加，高原地区较低的大气压力，导致空气密度小，使得空调设备的制热效率降低，对流换热能力下降，往往在列车上设置电加热器，以满足增大的热负荷需求，中华人民共和国铁道行业标准中规定，电加热器罩板上表面温度应不大于68℃，也称为安全温度，因此为保证列车车厢内温度要求及电加热器罩表面温度不高于安全温度，需要对电加热器进行智能控制。

在现有技术中，考虑高原低气压环境，有的涉及能在高原地区高效率使用的电加热器，有的涉及适合高原环境的带有空气-空气换热器的车辆空调机组，但是缺少关于高原列车使用电加热器的智能控制策略的技术研究。

发明内容

针对以上问题，本发明专利的目的是提供一种高原列车用电加热器的控制系统及方法，该系统及方法能够保证列车内温度满足规范要求的同时确保电加热器罩表面温度不高于安全温度。

为了达到以上目的，本发明采用如下技术方案：

在一种或者多种实施方式中公开的一种高原列车用电加热器的控制系统，包括：中央处理器，以及分别与中央处理器连接的数据存储模块、温度检测模块、压力检测模块、显示模块、电加热器控制模块；

其中，温度检测模块，用于检测车厢内外温度和电加热器罩表面温度；

压力检测模块，用于检测列车车厢内外的空气压力；

中央处理模块，用于根据温度检测模块和压力检测模块检测的数据进行列车采暖季热负荷计算、电加热器散热量计算、散热器台数初步计算与校核；

电加热器控制模块，用于控制电加热器的开启台数和电加热器罩表面温度；

显示模块，用于实时显示电加热器的运行情况；

数据存储模块，用于进行参数设定、存储及检测数据存储。

进一步地，所述电加热器控制模块通过改变流过电加热器的电流，改变电加热器的发热功率，控制电加热器表面温度不超过设定的安全温度。

进一步地，所述中央处理模块进行列车采暖季热负荷计算具体为：列车采暖季热负荷等于通过车体隔热壁损失的热量与加热送入车内新鲜空气所需热量之和，再减去乘客的散热量。

进一步地，所述通过车体隔热壁损失的热量具体为：车辆运行时的传热系数、车体隔热壁面积以及列车内外温度差的乘积。

进一步地，所述加热送入车内新鲜空气所需热量具体为：新风量、在海拔高度H处的空气密度、空气比热容以及列车内外温度差的乘积。

进一步地，所述乘客散热量具体为：载客量、平均每人散发的热量以及设定的比例系数的乘积。