Tiêu chuẩn TCVN 14571-3:2025 về Ứng dụng đường sắt - Hệ thống sưởi cho phương tiện giao thông đường sắt - Phần 3

• Số hiệu: TCVN14571-3:2025
• Loại văn bản: Tiêu chuẩn Việt Nam
• Nơi ban hành: ***
• Người ký: ***
• Ngày ban hành: Năm 2025

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 14571-3:2025

 ISO 196593:2022

ỨNG DỤNG ĐƯỜNG SẮT - HỆ THỐNG SƯỞI, THÔNG GIÓ VÀ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ CHO PHƯƠNG TIỆN GIAO THÔNG ĐƯỜNG SẮT -
PHẦN 3: HIỆU SUẤT NĂNG LƯỢNG

Railway applications - Heating, ventilation and air conditioning
systems for rolling stock - Part 3: Energy efficiency

Lời nói đầu

TCVN 14571-3:2025 hoàn toàn tương đương với ISO 19659-3:2022.

TCVN 14571-3:2025 do Trường Đại học Công nghệ Giao thông vận tải biên soạn, Bộ Xây dựng đề nghị, Ủy ban Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng Quốc gia thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

Bộ TCVN 14571 (ISO 19659), Ứng dụng đường sắt - Hệ thống sưởi, thông gió và điều hòa không khí cho phương tiện giao thông đường sắt, gồm các phần sau:

...

...

...

- TCVN 14571-2:2025 (ISO 19659-2:2020) Phần 2: Tiện nghi nhiệt

- TCVN 14571-3:2025 (ISO 19659-3:2022) Phần 3: Hiệu suất năng lượng

Lời giới thiệu

Nguồn tài nguyên năng lượng của thế giới đang bị tiêu thụ với tốc độ đáng kể, dẫn đến nguy cơ cạn kiệt các nguồn năng lượng không tái tạo. Điều cấp thiết là phải tiết kiệm năng lượng. Việc tiết kiệm năng lượng trên các phương tiện giao thông đường sắt có thể góp phần làm chậm lại việc sử dụng các nguồn năng lượng không tái tạo và hệ quả là giảm sự phát thải khí nhà kính.

Hệ thống HVAC (sưởi, thông gió và điều hòa không khí) là một trong những bộ phận tiêu thụ năng lượng chính trên tàu, và hiệu suất năng lượng của nó là một vấn đề then chốt để giảm thiểu tác động môi trường của giao thông công cộng.

Vì hầu hết các phương tiện giao thông đường sắt được thiết kế để hoạt động trong thời gian dài (15 đến 40 năm), việc giảm tiêu thụ năng lượng còn có thể được coi là một biện pháp giúp giảm chi phí cho các đơn vị vận hành và cơ quan quản lý đường sắt.

Mức tiêu thụ năng lượng của hệ thống HVAC chịu ảnh hưởng bởi nhiều tham số khác nhau, do đó cần có một hướng dẫn chung nhằm phục vụ cho việc đánh giá so sánh hiệu suất năng lượng giữa các hệ thống khác nhau.

Tiêu chuẩn này cung cấp các phương pháp luận để đưa ra các giá trị tiêu thụ năng lượng so sánh của hệ thống HVAC mà không cần đến các khoảng thời gian chuẩn bị hay chi phí không cần thiết, bằng cách đưa ra các điều kiện phù hợp cho mô phỏng hoặc thử nghiệm.

Nhìn chung, tài liệu này mô tả các điều kiện cần được xem xét:

...

...

...

- Các nguyên tắc như đo đạc, điều kiện khí hậu và điều kiện biên vận hành,

- Các phương pháp đánh giá như mô phỏng, tính toán, xác minh và xử lý hậu kiểm.

Các yếu tố này có thể được sử dụng để đánh giá hiệu quả của các biện pháp nâng cao hiệu suất năng lượng, để so sánh các toa xe hoặc các thiết kế HVAC khác nhau, cũng như đưa ra chỉ số về mức tiêu thụ năng lượng HVAC hàng năm của toàn bộ đoàn tàu (ngoại trừ buồng lái).

Các thông số kỹ thuật trong tài liệu này cần được xem xét kết hợp với các tiêu chuẩn quốc gia/khu vực, trong đó tính đến những khác biệt về sở thích, điều kiện thời tiết địa phương và điều kiện vận hành thực tế.

ỨNG DỤNG ĐƯỜNG SẮT - HỆ THỐNG SƯỞI, THÔNG GIÓ VÀ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ CHO PHƯƠNG TIỆN GIAO THÔNG ĐƯỜNG SẮT - PHẦN 3: HIỆU SUẤT NĂNG LƯỢNG

Railway applications - Heating, ventilation and air conditioning systems for rolling stock - Part 3: Energy efficiency

1  Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này áp dụng cho việc tính toán, đo lường và/hoặc kiểm tra xác nhận mức tiêu thụ năng lượng của các hệ thống HVAC (sưởi, thông gió và điều hòa không khí) trên phương tiện giao thông đường sắt. Mức tiêu thụ năng lượng của hệ thống HVAC được mô phỏng, tính toán, đo lường và thẩm định phù hợp với các yêu cầu về tiện nghi nhiệt được quy định trong TCVN 14571-2:2025 (ISO 19659-2:2020), có xem xét đến cùng loại phương tiện giao thông đường sắt chở khách như đã nêu trong Điều 4 của TCVN 14571-2:2025 (ISO 19659-2:2020):

...

...

...

- Phương tiện loại 2 (ví dụ: ngoại ô, vùng);

- Phương tiện loại 3 (ví dụ: đô thị, LRV, tàu điện, metro/tàu điện ngầm).

Tiêu chuẩn này chỉ đề cập đến các hệ thống HVAC cho khu vực hành khách. Các hệ thống HVAC cho buồng lái được loại trừ, nhưng có thể tham khảo áp dụng theo phương pháp tương tự.

2  Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn sau đây rất cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi (nếu có).

TCVN 14571-1:2025 (ISO 19659-1:2017), Ứng dụng đường sắt - Hệ thống sưởi, thông gió và điều hòa không khí cho phương tiện giao thông đường sắt - Phần 1: Thuật ngữ và định nghĩa

TCVN 14571-2:2025 (ISO 19659-2:2020), Ứng dụng đường sắt - Hệ thống sưởi, thông gió và điều hòa không khí cho phương tiện giao thông đường sắt - Phần 2: Tiện nghi nhiệt

3  Thuật ngữ, định nghĩa và từ viết tắt

3.1  Thuật ngữ và định nghĩa

...

...

...

3.2  Từ viết tắt

Trong tiêu chuẩn này, áp dụng các từ viết tắt sau.

TISM: Train in-service mode - Chế độ khai thác

TRSM: Train ready for service mode - Chế độ sẵn sàng khai thác

PCM: Pre-conditioning mode - Chế độ điều hòa sơ bộ

PM: Parking mode - Chế độ đỗ

4  Chế độ vận hành

4.1  Yêu cầu chung

Các chế độ vận hành dưới đây, từ 4.2 đến 4.5, là những trạng thái vận hành khác nhau của tàu và liên quan đến chế độ vận hành của hệ thống HVAC.

...

...

...

Chế độ này bao gồm vận hành tàu thương mại, bao gồm một số các trường hợp tải hành khách. Tàu đang di chuyển hoặc đứng yên khi hệ thống HVAC vận hành ở chế độ tự động.

4.3  Chế độ sẵn sàng khai thác (TRSM)

Ở chế độ này, hệ thống HVAC vận hành (tương tự như TISM) nhưng không có hành khách.

Tình huống này xảy ra thường xuyên, ví dụ khi:

- Tàu đang dừng chờ giữa hai chuyến khai thác thương mại;

- Tàu dừng ở ga cuối với cửa đóng;

- Tàu vận hành giữa đề-pô và ga cuối.

Khi tàu được vệ sinh tại ga cuối, thời gian này cũng cần được tính cho chế độ sẵn sàng khai thác.

4.4  Chế độ điều hòa sơ bộ (PCM)

...

...

...

Chế độ vận hành này được thực hiện khi trên tàu không có hành khách.

Chế độ này là tùy chọn. Nếu khách hàng yêu cầu chế độ này, các yêu cầu chi tiết phải được quy định trong quy định kỹ thuật.

4.5  Chế độ đỗ (PM)

Chế độ đỗ được sử dụng khi tàu không vận hành và không có nhân viên hoặc hành khách trên tàu. Hệ thống HVAC vận hành bình thường với các điểm cài đặt khác nhau về nhiệt độ và lưu lượng khí, hoặc có thể được tắt để tiết kiệm năng lượng.

Mục đích của chế độ đỗ bao gồm bảo vệ chống đóng băng và duy trì nhiệt độ bên trong ở mức hợp lý. Tàu thường được tắt vào ban đêm để giảm tiếng ồn và tiêu thụ năng lượng.

Chế độ này là tùy chọn. Nếu khách hàng yêu cầu chế độ này, các yêu cầu chi tiết phải được quy định trong quy định kỹ thuật.

4.6  Thời gian biểu vận hành, số giờ cho từng chế độ vận hành và từng loại phương tiện

Thời gian biểu vận hành và số giờ cho từng chế độ vận hành và từng loại phương tiện phải được quy định trong quy định kỹ thuật. Nếu các giá trị nảy không có trong quy định kỹ thuật, thì có thể lựa chọn các giá trị trong Bảng 1.

Bảng 1 - Chế độ vận hành (thời gian biểu và số giờ vận hành)

...

...

...

Phương tiện loại 1

Phương tiện loại 2 và Phương tiện loại 3

Thời gian biểu

Giờ vận hành

Thời gian biểu

Giờ vận hành

TISM

5:00 đến 24:00

12 h/day

...

...

...

14 h/day

TRSM

5:00 đến 24:00 ngoại trừ giờ cao điểm 7:00 đến 9:00 17:00 đến 19:00

4 h/day

5:00 đến 24:00 ngoại trừ giờ cao điểm 7:00 đến 9:00 17:00 đến 19:00

2 h/day

[Tùy chọn]

PCM

5:00 đến 24:00 ngoại trừ giờ cao điểm 7:00 đến 9:00 17:00 đến 19:00

...

...

...

5:00 đến 24:00 ngoại trừ giờ cao điểm 7:00 đến 9:00 17:00 đến 19:00

0,5 h/day

[Tùy chọn] PM

1) 0:00 đến 5:00

2) 5:00 đến 24:00 phần thời gian còn lại ngoại trừ ba chế độ nêu trên

1) 5 h/day

2) 2,5 h/day

tổng tất cả các khoảng thời gian ở chế độ đỗ là 7,5 h/day, bao gồm bật và tắt hệ thống

1)0:00 đến 5:00

...

...

...

1) 5 h/day

2) 2,5 h/day

tổng tất cả các khoảng thời gian chế độ đỗ là 7,5 h/day, bao gồm bật và tắt hệ thống

Tổng

24 h

24 h

5  Nguyên tắc

...

...

...

Mức tiêu thụ năng lượng của một hệ thống HVAC có thể được đo trên một tàu đang khai thác trong một khoảng thời gian nhất định. Các chu kỳ đo mức tiêu thụ năng lượng của hệ thống HVAC sẽ phải bao gồm các chu kỳ hàng năm, hoặc ít nhất là các chu kỳ hàng ngày trong một số ngày trong năm, bao quát được ảnh hưởng của mùa. Phương pháp này tốn rất nhiều thời gian và chi phí, đồng thời có độ lặp lại kém về kết quả. Ngoài ra, việc mô phỏng mức tiêu thụ năng lượng trong các điều kiện quá độ của hệ thống HVAC là rất khó và chưa đạt trình độ tiên tiến để có thể dự đoán chính xác mức tiêu thụ năng lượng.

Do đó, cần áp dụng một phương pháp khác để đo mức tiêu thụ năng lượng của hệ thống HVAC.

Một ma trận các điểm vận hành ở trạng thái ổn định được xác định để đại diện cho các điều kiện khí hậu và điều kiện vận hành hàng năm. Có thể cần phải xác định các điểm vận hành khác nhau tùy thuộc vào từng khu vực nơi tàu vận hành.

Mỗi điểm vận hành được xác định bởi nhiệt độ bên ngoài, độ ẩm tương đối tượng ứng, tải hành khách và tải nhiệt bức xạ mặt trời tương đương. Tất cả các điểm vận hành đều được xác định ở vận tốc tàu bằng không.

Dữ liệu thời tiết đại diện cho thời tiết địa phương được thu thập và phân loại để chuẩn bị tập dữ liệu cho từng chế độ vận hành và từng loại phương tiện.

Số giờ vận hành hàng năm và các hệ số trọng số cho từng điểm vận hành được tính toán dựa trên dữ liệu thời tiết thu thập được nhằm ước tính tổng mức tiêu thụ năng lượng hàng năm của hệ thống HVAC.

Mức tiêu thụ năng lượng tại các điểm vận hành phải được tính toán và sau đó phải được kiểm tra xác nhận bằng một trong hai phương pháp sau:

- Đo đạc trong cơ sở thử nghiệm khí hậu (Phương pháp I);

- Đo đạc trên tàu được đặt trên đường ray trong môi trường ngoài trời, ví dụ trong nhà xưởng hoặc đường nhánh, ở vận tốc tàu bằng không (Phương pháp II).

...

...

...

5.2  Phương pháp

5.2.1  Yêu cầu chung

Các điểm vận hành phải được lựa chọn phù hợp với các điều kiện khí hậu địa phương và phải được lựa chọn theo quy trình mô tả trong 5.3.2.

Tải hành khách phải được áp dụng bằng người thật hoặc mô phỏng bằng các nguồn nhiệt và nguồn ẩm như được mô tả trong 10.4 của TCVN 14571-2:2025 (ISO 19659-2:2020).

5.2.2  Phương pháp I [sử dụng cơ sở thử nghiệm khí hậu/TCVN 14571-2:2025 (ISO 19659-2:2020)]

Mức tiêu thụ năng lượng được đo tại cơ sở thử nghiệm khí hậu phù hợp với Điều 10 của TCVN 14571- 2:2025 (ISO 19659-2:2020).

5.2.3  Phương pháp II [không sử dụng cơ sở thử nghiệm khí hậu]

Mức tiêu thụ năng lượng được đo trên tàu đặt trên đường ray trong môi trường ngoài trời, ví dụ trong nhà xưởng hoặc đường nhánh, ở vận tốc tàu bằng không. Vì các điều kiện môi trường không thể được kiểm soát giống như trong cơ sở thử nghiệm khí hậu, các điều kiện môi trường này phải được duy trì trong giới hạn dung sai như được quy định trong 6.3.2.

5.3  Các điều kiện biên khí hậu và vận hành

...

...

...

Các điều kiện biên khí hậu và vận hành phải đại diện cho khu vực địa phương để ước tính mức tiêu thụ năng lượng một cách thích hợp.

Trong điểm này, quy trình quyết định ma trận điểm vận hành, thu thập và phân tích dữ liệu thời tiết, tính toán số giờ vận hành hàng năm và hệ số trọng số được đưa ra kèm theo một số ví dụ.

Thông tin này có thể áp dụng cho việc mô phỏng, tính toán và kiểm tra xác nhận mức tiêu thụ năng lượng trong 6.2 và 6.3.

5.3.2  Ma trận điểm vận hành

Một ma trận các điểm vận hành trạng thái ổn định cho từng chế độ vận hành được xác định để đại diện cho các điều kiện khí hậu và vận hành hàng năm của khu vực địa phương.

Bảng 2 đưa ra các điểm vận hành điển hình cho khu vực lạnh, ôn hòa và nóng trong trường hợp TISM và TRSM. Bảng này bao gồm các giá trị cho T_em1, T_em3, T_em4, T_em5, T_em7 trong Bảng 1, Bảng 2, Bảng 9, Bảng 11 của TCVN 14571-2:2025 (ISO 19659-2:2020). Để bao quát toàn bộ dải nhiệt độ cho tính toán mức tiêu thụ năng lượng hàng năm, bổ sung thêm các giá trị nhiệt độ bên ngoài 10 °C và 15 °C. Tàu được xem là ở vận tốc bằng không cho tất cả các điểm vận hành.

Các điểm vận hành có thể được lựa chọn từ Bảng 2.

Để đảm bảo cân bằng tối ưu giữa công sức tính toán / thử nghiệm và yêu cầu về độ chính xác, việc lựa chọn từ 6 đến 8 điểm vận hành là hợp lý cho tính toán mức tiêu thụ năng lượng hàng năm đối với TISM và TRSM.

Các điều kiện nhiệt độ bên ngoài 10 °C, 15 °C, 22°C và 28 °C là các điều kiện hợp lý được quy định làm các điểm vận hành.

...

...

...

Nếu chênh lệch nhiệt độ bên ngoài giữa các điểm vận hành liền kề bằng hoặc lớn hơn 20 K, thì cần bổ sung thêm nhiệt độ trung gian (xem A.2.2.3 và A.2.2.4 làm ví dụ).

Đối với các khu vực đặc biệt như vùng nhiệt đới hoặc vùng cực lạnh, số lượng điểm vận hành phụ thuộc vào dự án.

Quy trình quyết định ma trận điểm vận hành được mô tả trong Phụ lục A cùng với một số ví dụ.

Ma trận điểm vận hành cho PCM và PM phải được quy định trong quy định kỹ thuật nếu cần.

Bảng 2 - Gom nhóm ma trận điểm vận hành cho TISM và TRSM

Các điểm vận hành quy định Txx để phân tích tiêu thụ năng lượng

T_em

°C

RH_em

...

...

...

Tải trọng nhiệt mặt trời tương đương

%

Tải hành khách %

Tham chiếu đến TCVN 14571- 2:2025 (ISO 19659-2:2020)

Khu vực lạnh

Khu vực ôn hòa

Khu vực nóng

TISM

TRSM

...

...

...

-40

--

0

0

0

T_em5

...

...

...

-30

--

0

0

0

T_em5

...

...

...

-25

--

0

0

0

T_em5

...

...

...

--

0

0

0

_T_em5

- 10

...

...

...

0

0

0

T_em5

0

80

...

...

...

0

0

T_em5, T_em7

5

80

0

...

...

...

0

T_em5, T_em7

T₁₀

T₁₀

T₁₀

10

80

0

0

...

...

...

—

T₁₅

T₁₅

T₁₅

15

80

0

50

0

...

...

...

T₂₂

T₂₂

T₂₂

22

60

0

50

0

—

...

...

...

80

0

50

0

T_em4

25

...

...

...

50

50

0

T_em3

26

55

...

...

...

50

0

T_em3

T₂₈

T₂₈

T₂₈

28

45

50

...

...

...

0

T_em3

28

45 (50)

100

100

0

T_em1

28

...

...

...

0

50

0

T_em4

28

70

...

...

...

50

0

T_em3

32

50

100

...

...

...

0

T_em1

33

69

100

100

...

...

...

T_em1

35

50

100

100

0

...

...

...

35

60

50

50

0

T_em3

...

...

...

35

60

100

100

0

T_em1

...

...

...

35

65

100

100

0

T_em1

...

...

...

35

75

100

100

0

T_em1

...

...

...

40 (46)

100

100

0

T_em1

40

...

...

...

100

100

0

T_em1

45

10

...

...

...

100

0

T_em1

CHÚ THÍCH:

- Tàu được xem là ở vận tốc bằng 0 cho tất cả các điểm.

- RH_em(%) đối với T_em bằng hoặc nhỏ hơn 10^oC chỉ cần thiết cho các hệ thống HVAC trang bị bơm nhiệt.

5.3.3  Phân tích dữ liệu thời tiết

5.3.3.1  Yêu cầu chung

Dữ liệu thời tiết đại diện cho thời tiết địa phương được thu thập và phân loại dựa trên thời gian biểu vận hành và số giờ vận hành tương ứng với từng chế độ vận hành và từng loại phương tiện. Sau đó, số giờ vận hành hàng năm và hệ số trọng số cho mỗi điểm vận hành được tính toán để ước tính tổng mức tiêu thụ năng lượng hàng năm của hệ thống HVAC.

...

...

...

Dữ liệu thời tiết được xem xét cho việc tính toán mức tiêu thụ năng lượng phải đại diện cho khí hậu địa phương.

Các yêu cầu tối thiểu về nội dung của dữ liệu thời tiết:

- Dữ liệu thời tiết phải được lấy từ nguồn đã được thẩm định;

- Khuyến nghị sử dụng nguồn dữ liệu thời tiết gần đây (lý tưởng là không quá mười năm);

- Dữ liệu phải bao quát ít nhất năm năm hoàn chỉnh để tính trung bình;

- Khuyến nghị xem xét ít nhất một dữ liệu mỗi giờ;

- Dữ liệu tối thiểu phải bao gồm nhiệt độ bên ngoài (được che chắn khỏi ánh nắng và gió).

Dữ liệu thời tiết thu thập sẽ được phân loại dựa trên thời gian biểu vận hành và số giờ vận hành tương ứng với từng chế độ vận hành và từng loại phương tiện như được xác định trong Bảng 1, nhằm chuẩn bị cho việc tính toán số giờ vận hành hàng năm và hệ số trọng số.

Quy trình thu thập dữ liệu thời tiết được mô tả trong Phụ lục B như là một ví dụ. Một địa điểm được chọn để giới thiệu quy trình phân tích dữ liệu thời tiết. Đối với tàu trong vận hành trên một khu vực rộng lớn thường là phương tiện loại 1, có thể sử dụng dữ liệu thời tiết từ một số địa điểm đại diện và tính trung bình. Trong trường hợp đó, số giờ vận hành hàng năm trong 5.3.3.4 có thể được tính bằng cách lấy trung bình tại từng địa điểm. Hệ số trọng số trung bình trong 5.3.3.5 có thể được tính toán từ số giờ vận hành trung bình hàng năm.

...

...

...

5.3.3.3  Phạm vi điểm vận hành

T_em trong Bảng 2 được xem là RT_em của tất cả các giá trị trong phạm vi điểm vận hành. Phạm vi của điểm vận hành i (OPi) được xác định là lớn hơn L_i và nhỏ hơn hoặc bằng U_i như thể hiện trong Hình 1.

Chú dẫn:

OP_i: Điểm vận hành i

T_em: Nhiệt độ trung bình bên ngoài, tính bằng °C

RT_emi: Nhiệt độ trung bình bên ngoài đại diện tại điểm vận hành i (OPi), tính bằng °C

L_i: Nhiệt độ trung bình bên ngoài ở đầu thấp của điểm vận hành i (OPi), tính bằng °C

L_i =

...

...

...

2

U_i: Nhiệt độ trung bình bên ngoài ở đầu cao của điểm vận hành i (OPi), tính bằng °C

U_i =

RT_emi + RT_emi+1

2

Hình 1 - Phạm vi điểm vận hành i (OPi)

5.3.3.4  Tính toán số giờ vận hành hàng năm

Số giờ vận hành hàng năm cho một điểm vận hành cụ thể là tổng của tất cả các trường hợp xảy ra của tất cả các nhiệt độ bên ngoài trong phạm vi của điểm vận hành đó. Do đó, tổng số giờ vận hành hàng năm cho từng chế độ vận hành được tính bằng tổng số giờ vận hành của các điểm vận hành cụ thể. Xem Công thức (1).

...

...

...

Trong đó:

x: Là chế độ vận hành (TISM, TRSM, PCM và PM);

h_x: Là tổng số giờ vận hành hàng năm cho chế độ vận hành x, tính bằng giờ (h);

n: Là số lượng điểm vận hành;

h_{x_OPi}: Là số giờ vận hành hàng năm đối với một điểm vận hành cụ thể (OPi) của chế độ vận hành x, tính bằng giờ (h).

Quy trình tính toán số giờ vận hành hàng năm được mô tả trong Phụ lục B như là một ví dụ.

Nếu tổng số giờ vận hành hàng năm cho PCM và PM được yêu cầu thì các giá trị này phải được quy định trong quy định kỹ thuật.

5.3.3.5  Tính toán hệ số trọng số

Hệ số trọng số là tỷ số giữa số giờ vận hành hàng năm cho một điểm vận hành cụ thể (OPi) so với tổng số giờ vận hành hàng năm cho từng chế độ vận hành. Xem Công thức (2).

...

...

...

(2)

Trong đó W_{x_OPi} là hệ số trọng số cho điểm vận hành cụ thể (OPi) của chế độ vận hành x.

Nếu hệ số trọng số nhỏ hơn 1 % của hệ số trọng số tổng, điểm vận hành tương ứng có thể được loại bỏ. Trong trường hợp đó, số giờ vận hành của điểm này nên được cộng vào điểm vận hành gần nhất.

Quy trình tính toán hệ số trọng số được mô tả trong Phụ lục B như là một ví dụ.

Nếu hệ số trọng số cho PCM và PM được yêu cầu thì các giá trị này phải được quy định trong quy định kỹ thuật.

6  Phương pháp đánh giá

6.1  Yêu cầu chung

Công suất trung bình của hệ thống HVAC cho một điểm vận hành cụ thể được mô phỏng bằng máy tính và mức tiêu thụ năng lượng hàng năm được tính bằng tổng của các tích số giữa tổng số giờ vận hành hàng năm, hệ số trọng số và công suất trung bình cho điểm vận hành cụ thể. Cuối cùng, giá trị này phải được kiểm tra xác nhận bằng các phép đo trong cơ sở thử nghiệm khí hậu (Phương pháp I) hoặc bằng các phép đo trên tàu được đặt trên đường ray trong môi trường ngoài trời, ví dụ tại nhà xưởng hoặc đường nhánh, ở vận tốc tàu bằng không (Phương pháp II) để đánh giá.

Có thể cần xử lý hậu kiểm đối với các dữ liệu đã đo và/hoặc tính toán.

...

...

...

6.2.1  Mô phỏng

Mô phỏng bằng máy tính được thực hiện để xác định công suất trung bình của hệ thống HVAC cho từng điểm vận hành trong 5.3.2, P_{x_OPi}.

Việc mô phỏng phải xem xét đến điều kiện tàu ở trạng thái ổn định về nhiệt với nhiệt độ bên trong thiết bị được giữ không đổi trong suốt giai đoạn tính toán năng lượng và ở vận tốc tàu bằng không đối với tất cả các chế độ vận hành.

6.2.2  Tính toán tổng mức tiêu thụ năng lượng hàng năm

6.2.2.1  Tính toán tổng mức tiêu thụ năng lượng hàng năm cho hệ thống HVAC

Tổng mức tiêu thụ năng lượng hàng năm cho hệ thống HVAC ký hiệu là (E_HVAC) được tính bằng tổng mức tiêu thụ năng lượng hàng năm của cả bốn chế độ vận hành trong 6.2.2.2. Xem Công thức (3).

(3)

Trong đó:

...

...

...

E_x: Tổng mức tiêu thụ năng lượng hàng năm cho chế độ vận hành x, tính bằng kWh.

CHÚ THÍCH: Nếu một chế độ vận hành không liên quan trong một dự án cụ thể, thì giá trị tổng mức tiêu thụ năng lượng tương ứng có thể được cài đặt bằng 0 kWh.

6.2.2.2  Tính toán tổng mức tiêu thụ năng lượng hàng năm cho chế độ vận hành

Tổng mức tiêu thụ năng lượng hàng năm cho chế độ vận hành là tổng của các tích số giữa tổng số giờ vận hành hàng năm trong 5.3.3.4, hệ số trọng số trong 5.3.3.5 và công suất trung bình cho từng điểm vận hành trong 5.3.2. Xem Công thức (4).

(4)

Trong đó:

E_x: Tổng mức tiêu thụ năng lượng hàng năm cho chế độ vận hành x, tính bằng kWh;

h_x: Tổng số giờ vận hành hàng năm cho chế độ vận hành x, tính bằng giờ (h);

...

...

...

W_{x_OPi}: Hệ số trọng số cho điểm vận hành cụ thể (OPi) của chế độ vận hành x;

P_{x_OPi}: Công suất trung bình cho điểm vận hành cụ thể (OPi) của chế độ vận hành x, tính bằng kW. Giá trị này được xác định trong 6.2.1.

6.2.3  Tính toán tổng hiệu suất năng lượng hàng năm

6.2.3.1  Tính toán tổng hiệu suất năng lượng hàng năm cho hệ thống HVAC

Tổng hiệu suất năng lượng hàng năm cho hệ thống HVAC ký hiệu là AEE_HVAC, được tính bằng tỷ số giữa tổng tải sưởi và tải làm mát hàng năm của cả bốn chế độ vận hành trong 6.2.3.2 chia cho tổng mức tiêu thụ năng lượng hàng năm cho hệ thống HVAC (E_HVAC) trong 6.2.2.1. Xem Công thức (5).

(5)

Trong đó:

AEE_HVAC: Tổng hiệu suất năng lượng hàng năm cho hệ thống HVAC;

...

...

...

E_HVAC: Tổng mức tiêu thụ năng lượng hàng năm cho hệ thống HVAC, tính bằng kWh.

CHÚ THÍCH: Nếu một chế độ vận hành không liên quan trong một dự án cụ thể, thì giá trị tải sưởi và tải làm mát hàng năm tương ứng có thể được cài đặt bằng 0 kWh.

6.2.3.2  Tính toán tổng tải sưởi và làm mát hàng năm cho chế độ vận hành

Tổng tải sưởi và làm mát hàng năm cho chế độ vận hành là tổng của tích số giữa tổng số giờ vận hành hàng năm trong 5.3.3.4, hệ số trọng số trong 5.3.3.5 và tải sưởi và làm mát cho từng điểm vận hành trong 5.3.2. Xem Công thức (6).

(6)

Trong đó:

THCL_x: Tổng tải sưởi và tải làm mát hàng năm cho chế độ vận hành x, tính bằng kWh;

h_x: Tổng số giờ vận hành hàng năm cho chế độ vận hành x, tính bằng giờ (h);

...

...

...

W_{x_OPi}: Hệ số trọng số cho điểm vận hành cụ thể (OPi) của chế độ vận hành x;

HCL_{x_OPi}: Tải sưởi và làm mát cho điểm vận hành cụ thể (OPi) của chế độ vận hành x, tính bằng kw.

Ví dụ, tham khảo JIS E 6603 và Điều 6 Hướng dẫn ASHRAE 23,.

6.2.4  Hệ thống tài liệu

Kết quả tính toán phải được ghi lại trong báo cáo. Các yêu cầu tối thiểu đối với nội dung của báo cáo bao gồm:

a) Thông tin về dữ liệu đầu vào vận hành và môi trường, chẳng hạn như tải hành khách, các tải nội bộ khác (ví dụ: chiếu sáng), các điều kiện ảnh hưởng khác (ví dụ: tình trạng buồng lái, các điểm cài đặt nhiệt độ, nhiệt độ bên ngoài, độ ẩm tương đối tượng ứng, tải nhiệt bức xạ mặt trời tương đương);

b) Dữ liệu chính liên quan đến hệ thống HVAC của tàu, chẳng hạn như lưu lượng gió, bề mặt phương tiện, hệ số truyền nhiệt;

c) Nhu cầu công suất trung bình [kW] cho tất cả các điểm vận hành của từng chế độ vận hành (TISM, TRSM, PCM và PM);

CHÚ THÍCH: Nếu một chế độ vận hành không liên quan trong một dự án cụ thể, thì giá trị nhu cầu công suất trung bình tương ứng có thể được cài đặt bằng 0 kW;

...

...

...

e) Thông tin về việc sử dụng các hệ thống lưu trữ năng lượng trên tàu, quản lý năng lượng hoặc các công nghệ sử dụng hiệu suất năng lượng khác: Trạng thái năng lượng của mọi hệ thống lưu trữ năng lượng trên tàu phải được ghi lại ở thời điểm bắt đầu và sau khi kết thúc mô phỏng.

6.3  Kiểm tra xác nhận

6.3.1  Yêu cầu chung

Để kiểm tra xác nhận các kết quả tính toán được thực hiện trong 6.2, phải sử dụng một trong các phương pháp (I) hoặc (II) trong 5.2.

Các thiết bị đo và ghi dữ liệu, vị trí các điểm đo phải được thực hiện theo Điều 11 và Điều 12 của TCVN 14571-2:2025 (ISO 19659-2:2020). Ngoài ra, lưu lượng gió phải được kiểm tra xác nhận bằng các phép đo theo Điều 8 của TCVN 14571-2:2025 (ISO 19659-2:2020) (ví dụ trong quá trình thử nghiệm thông gió của phương tiện).

6.3.2  Quy tắc thử nghiệm

Ngoài tất cả các yêu cầu được quy định trong Điều 5, thử nghiệm phải được thực hiện theo các quy tắc sau:

- Phải lập kế hoạch thử nghiệm trước khi tiến hành;

- Tàu phải ở trong trạng thái vận hành đầy đủ và được trang bị phần mềm phiên bản thương mại, trong đó tất cả các tham số liên quan đến tiêu thụ năng lượng đều được quy định;

...

...

...

- Việc đo công suất trung bình phải bắt đầu sau 30 phút kể từ khi phương tiện đã đạt được trạng thái ổn định và phải được thực hiện trong ít nhất 60 phút hoặc ba chu kỳ điều khiển liên tiếp giống nhau trong trường hợp công suất dao động (ví dụ: thiết bị điều khiển bật/tắt được sử dụng cho các thiết bị sưởi và thiết bị làm mát);

- Đối với Phương pháp I, các giá trị dung sai môi trường phải tuân thủ Điều 10 của TCVN 14571-2:2025 (ISO 19659-2:2020).

Đối với Phương pháp II, cho phép sử dụng các giá trị dung sai môi trường sau:

- Nhiệt độ bên ngoài ± 2 K;

- Độ ẩm tương đối + 15 % RH trong quá trình thử nghiệm làm mát;

- Tải nhiệt bức xạ mặt trời tương đương ± 200 w/m^2.

Đối với hệ thống HVAC có trang bị bơm nhiệt, dung sai về độ ẩm tương đối cho thử nghiệm sưởi không được quy định vì khó kiểm soát độ ẩm tương đối nhân tạo ở nhiệt độ ngoài trời thấp.

Trong trường hợp này, phương pháp xử lý hậu kiểm phải được các bên ký kết thỏa thuận.

CHÚ THÍCH: Để nâng cao hiệu quả, thử nghiệm kiểm tra xác nhận có thể được rút gọn nếu các phương tiện thuộc cùng một kiểu loại đã được kiểm tra xác nhận theo Phương pháp I hoặc Phương pháp II và đang được sử dụng tại nhiều quốc gia và/hoặc nhiều đơn vị vận hành. Mô phỏng đã được thẩm định và được các bên ký kết thống nhất có thể được sử dụng để giảm khối lượng thử nghiệm.

...

...

...

Kết quả của các phép đo kiểm tra xác nhận phải được ghi lại trong báo cáo. Các yêu cầu tối thiểu đối với nội dung báo cáo bao gồm:

a) Thông tin chính về tàu (ít nhất các tham số trong 6.2.4);

CHÚ THÍCH: Giá trị hệ số truyền nhiệt được nêu trong báo cáo thử nghiệm nếu nó được đo, nếu không có thể nêu giá trị lý thuyết;

b) Mô tả về thiết bị đo được sử dụng;

c) Năng lượng đo được cho TISM, TRSM, PCM và PM;

d) Bất kỳ quan sát nào trong quá trình thử nghiệm có thể ảnh hưởng đến việc diễn giải kết quả thử nghiệm, ví dụ: số nhận dạng tàu, độ ẩm tương đối, nhiệt độ, thời gian và ngày, tỷ lệ mây/độ quang đãng, mưa, địa điểm, vị trí đỗ của tàu, nắng hoặc bóng râm.

6.4  Xử lý hậu kiểm

Trong điều kiện lý tưởng, không cần xử lý hậu kiểm đối với dữ liệu đo hoặc dữ liệu tính toán. Trong trường hợp này, phát hành báo cáo cuối cùng bao gồm việc so sánh giữa kết quả tính toán, kết quả đo và quá trình xử lý kết thúc.

Tuy nhiên, có thể khó kiểm soát hoàn toàn tất cả các điều kiện trong quá trình thử nghiệm trên hệ thống đường sắt thực tế, dưới tác động của các điều kiện môi trường. Do đó, một số xử lý hậu kiểm đối với các phép đo, có hoặc không lặp lại việc tính toán, phải được chấp nhận.

...

...

...

VÍ DỤ  Trong ví dụ này, chúng ta xem xét hai trường hợp xử lý hậu kiểm.

Trường hợp 1

Việc mô phỏng và thử nghiệm phải được thực hiện với các điều kiện sau:

Điều kiện bên ngoài: T_em = 28 °C, RH_em = 60 % và tải nhiệt bức xạ mặt trời tương đương = 0 %

Điều kiện bên trong: T_im = 25 °C và 50 % số hành khách

Loại phương tiện giao thông đường sắt chở khách: Phương tiện loại 1

Kết quả công suất trung bình của lần mô phỏng này được gọi là Mô phỏng 1, và kết quả công suất trung bình của thử nghiệm này được gọi là Thử nghiệm 1. Ví dụ: giả sử Mô phỏng 1 = 30 kW.

Nếu trong quá trình thử nghiệm, độ ẩm tương đối bên ngoài không đạt RH_em= 60 % mà chỉ đạt RH_em = 50 % (kết quả công suất trung bình tại RH_em = 50 % được gọi là Thử nghiệm 2), điều này có nghĩa là Thử nghiệm 1 không thể thực hiện được. Khi đó, kết quả giữa thử nghiệm (Thử nghiệm 2) và mô phỏng (Mô phỏng 1) là không nhất quán, vì theo 10.3 của TCVN 14571-2:2025 (ISO 19659-2:2020) khuyến nghị dung sai của độ ẩm tương đối trong thử nghiệm làm mát là ± 5 %. Ví dụ: giả sử Thử nghiệm 2 = 28 kW.

Trong trường hợp này, cần tiến hành xử lý hậu kiểm đối với phép đo để chứng minh rằng mô hình được sử dụng trong giai đoạn mô phỏng là đúng. Việc mô phỏng được thực hiện lại với điều kiện: T_em = 28 °C, RH_em = 50 %, tải nhiệt bức xạ mặt trời tương đương 0 %, 50 % số hành khách, và T_im = 25 °C. Trong trường hợp này, kết quả mô phỏng công suất trung bình tại RH_em = 50 % được gọi là Mô phỏng 2.

...

...

...

(7)

Nếu Mô phỏng 2 = 27 kW, trong trường hợp này, sai lệch là:

(8)

Xử lý hậu kiểm được áp dụng để hiệu chỉnh sai lệch đối với kết quả mô phỏng ban đầu (Mô phỏng 1).

Giá trị cần xem xét đối với mô phỏng xử lý hậu kiểm được tính theo Công thức (9) và (10):

Mô phỏng 1_{Đã qua xử lý} = Mô phỏng 1 x (1 + Sai lệch)

(9)

...

...

...

(10)

Giá trị tính toán này sẽ tương đương với giá trị ước tính của Thử nghiệm 1.

Trường hợp 2

Mô phỏng và thử nghiệm sẽ được thực hiện với các điều kiện sau:

• Điều kiện bên ngoài: T_em = 35 °C, RH_em = 60 % và tải nhiệt bức xạ mặt trời tương đương = 100 %

• Điều kiện bên trong: T_im = 26 °C và 100 % số hành khách

• Loại phương tiện giao thông đường sắt chở khách: Phương tiện loại 1

Kết quả công suất trung bình của mô phỏng này được gọi là Mô phỏng 3, và kết quả công suất trung bình của thử nghiệm này được gọi là Thử nghiệm 3. Ví dụ: giả sử Mô phỏng 3 = 40 kW.

Nếu trong quá trình thử nghiệm, nhiệt độ trung bình bên trong là T_im = 25 °C thay vì T_im = 26 °C (kết quả thử nghiệm công suất trung bình tại T_im = 25 °C được gọi là Thử nghiệm 4), điều này có nghĩa là Thử nghiệm 3 không thể thực hiện được. Ví dụ: giả sử Thử nghiệm 4 = 41 kW.

...

...

...

Mô phỏng được thực hiện với điều kiện T_im = 25 °C. Trong trường hợp này, kết quả mô phỏng công suất trung bình tại T_im = 25 °C được gọi là Mô phỏng 4 .

So sánh công suất trung bình được thực hiện giữa thử nghiệm (Thử nghiệm 4) và mô phỏng (Mô phỏng 4) ở cùng nhiệt độ bên trong 25 °C. Sai lệch được tính theo Công thức (11) và (12).

(11)

Nếu Mô phỏng 4 = 41,5 kW, trong trường hợp này sai lệch là:

(12)

Xử lý hậu kiểm được áp dụng để hiệu chỉnh sai lệch đối với kết quả mô phỏng ban đầu (Mô phỏng 3).

Giá trị cần xem xét cho mô phỏng xử lý hậu kiểm được tính theo Công thức (13) và (14):

...

...

...

(13)

Mô phỏng 3_{Đã qua xử lý} = 40 x (1 - 0,012) = 39,5 [kW]

(14)

Giá trị tính toán này sẽ tương đương với giá trị ước tính của Thử nghiệm 3.

Phụ lục A

(tham khảo)

Quy trình quyết định ma trận điểm vận hành

A.1  Yêu cầu chung

...

...

...

Trong Phụ lục A, đưa ra các điểm vận hành cho TISM và TRSM. Các điểm vận hành cho PCM và PM không được nêu ra ở đây vì chúng là tùy chọn nên quy định kỹ thuật yêu cầu sẽ phụ thuộc vào từng trường hợp cụ thể.

A.2  Quyết định ma trận điểm vận hành

A.2.1  Trường hợp của Nhật Bản

Theo TCVN 14571-2:2025 (ISO 19659-2:2020), điều kiện thiết kế khí hậu cho mùa hè trong Bảng 1, Nhật Bản thuộc “TS3” và điều kiện thiết kế khí hậu cho mùa đông trong Bảng 2, Nhật Bản thuộc “TW6”.

Tham chiếu Bảng 2 trong 5.3.2 và chọn các điểm vận hành tương ứng với T_em5 trong Bảng 2, T_em7 trong Bảng 11 cho “TW6”, và T_em1 trong Bảng 1, T_em3 và T_em4 trong Bảng 9 cho “TS3”, như được liệt kê trong TCVN 14571-2:2025 (ISO 19659-2:2020).

Kết quả là, năm điểm vận hành T_em5 = 0 °C, T_em7 = 5 °C, T_em4 = 22 °C, T_em3 = 28 °C và T_em1 = 33 °C được lựa chọn. Bằng cách bổ sung hai điểm vận hành quy định T₁₀ = 10 °C và T₁₅ = 15 °C, tổng cộng bảy điểm vận hành được lựa chọn.

Bảng A.1 thể hiện ma trận điểm vận hành tại Nhật Bản.

Bảng A.1 - Ma trận điểm vận hành tại Nhật Bản

Điểm vận hành

...

...

...

RH_em
(%)

Tải nhiệt bức xạ mặt trời tương đương (%)

Tải hành khách
(%)

Tham chiếu TCVN 14571- 2:2025 (ISO 19659-2:2020)

Ghi chú

TISM

TRSM

OP1

0

...

...

...

0

0

0

T_em5

OP2

5

80

0

...

...

...

0

T_em7

OP3

10

80

0

0

0

...

...

...

T₁₀

OP4

15

80

0

50

0

-

T₁₅

...

...

...

22

80

0

50

0

T_em4

OP6

28

...

...

...

50

50

0

T_em3

OP7

33

69

100

...

...

...

0

T_em1

CHÚ THÍCH: RH_em cho T_em nhỏ hơn hoặc bằng 10 °C chỉ cần thiết cho các hệ thống HVAC trang bị bơm nhiệt.

A.2.2  Trường hợp của Trung Quốc

A.2.2.1  Yêu cầu chung

Theo TCVN 14571-2:2025 (ISO 19659-2:2020), điều kiện thiết kế khí hậu cho mùa hè trong Bảng 1, Trung Quốc thuộc “TS8” đối với Vùng I, “TS5" đối với Vùng II và “TS1” đối với Vùng III. Điều kiện thiết kế khí hậu cho mùa đông trong Bảng 2, Trung Quốc thuộc “TW5” đối với Vùng I, “TW3” đối với Vùng II và “TW1” đối với Vùng III. Do đó, có thể lựa chọn 9 tổ hợp làm ma trận các điểm vận hành ở Trung Quốc.

CHÚ THÍCH  Đối với “Vùng I", “Vùng II” và “Vùng III”, tham khảo TCVN 14571-2:2025 (ISO 19659-2:2020), A.3.

Trong điểm này, ba trường hợp trong số đó được giới thiệu.

...

...

...

Tham chiếu Bảng 2 trong 5.3.2 và chọn các điểm vận hành tương ứng với T_em5 trong Bảng 2, T_em7 trong Bảng 11 cho “TW5”, và T_em1 trong Bảng 1, T_em3 và T_em4 trong Bảng 9 cho “TS8”, như được liệt kê trong TCVN 14571-2:2025 (ISO 19659-2:2020).

Kết quả là, năm điểm vận hành T_em5 = -10°C, T_em7 = 0°C, T_em4 = 22°C, T_em3 = 28°C và T_em1 = 40°C được lựa chọn. Bằng cách bổ sung hai điểm vận hành quy định T₁₀ = 10°C và T₁₅ = 15°C, tổng cộng bảy điểm vận hành được lựa chọn.

Bảng A.2 thể hiện ma trận điểm vận hành cho Vùng I, áp dụng cho cả mùa hè và mùa đông tại Trung Quốc.

Bảng A.2 - Ma trận điểm vận hành cho Vùng I áp dụng cho cả mùa hè và mùa đông tại Trung Quốc

Điểm vận hành

T_em
(°C)

RH_em
(%)

Tải nhiệt bức xạ mặt trời tương đương (%)

Tải hành khách
(%)

...

...

...

Ghi chú

TISM

TRSM

OP1

-10

80

0

0

0

...

...

...

OP2

0

80

0

0

0

T_em7

...

...

...

10

80

0

0

0

-

T₁₀

OP4

15

...

...

...

0

50

0

-

T₁₅

OP5

22

80

0

...

...

...

0

T_em4

OP6

28

70

50

50

0

...

...

...

OP7

40

46

100

100

0

T_em1

...

...

...

A.2.2.3  Trường hợp 2: Vùng II cho cà mùa hè và mùa đông

Tham chiếu Bảng 2 trong 5.3.2 và chọn các điểm vận hành tương ứng với T_em5 trong Bảng 2, T_em7 trong Bảng 11 cho “TW3”, và T_em1 trong Bảng 1, T_em3 và T_em4 trong Bảng 9 cho “TS5”, như được liệt kê trong TCVN 14571-2:2025 (ISO 19659-2:2020).

Kết quả là, năm điểm vận hành T_em5= -25°C, T_em7 = 0°C, T_em4 = 22°C, T_em3 = 28°C và T_em1 = 35 °C được lựa chọn. Bằng cách bổ sung hai điểm vận hành quy định T₁₀ = 10 °C và T₁₅ = 15 °C, và thêm một điểm vận hành nữa -10 °C để bổ sung dải nhiệt độ giữa T_em5 = -25 °C và T_em7 = 0 °C, tổng cộng tám điểm vận hành được lựa chọn. (Tham khảo 5.3.2)

Bảng A.3 thể hiện ma trận điểm vận hành cho Vùng II áp dụng cho cả mùa hè và mùa đông tại Trung Quốc.

Bảng A.3 - Ma trận điểm vận hành cho Vùng II áp dụng cho cả mùa hè và mùa đông

Điểm vận hành

T_em (°C)

RH_em (%)

Tài nhiệt bức xạ mặt trời tương đương (%)

...

...

...

Tham chiếu TCVN 14571- 2:2025 (ISO 19659- 2:2020)

Ghi chú

TISM

TRSM

OP1

-25

-

0

0

...

...

...

T_em5

OP2

-10

80

0

0

0

-

...

...

...

OP3

0

80

0

0

0

T_em7

OP4

...

...

...

80

0

0

0

-

T₁₀

OP5

15

80

...

...

...

50

0

-

T₁₅

OP6

22

80

0

50

...

...

...

T_em4

OP7

28

70

50

50

0

T_em3

...

...

...

OP8

35

60

100

100

0

T_em1

CHÚ THÍCH: RH_em cho T_em nhỏ hơn hoặc bằng 10 °C chỉ cần thiết cho các hệ thống HVAC trang bị bơm nhiệt.

...

...

...

Tham chiếu Bảng 2 trong 5.3.2 và chọn các điểm vận hành tương ứng với T_em5 trong Bảng 2, T_em7 trong Bảng 11 cho “TW1”, và T_em1 trong Bảng 1, T_em3 và T_em4 trong Bảng 9 cho “TS1”, như được liệt kê trong TCVN 14571-2:2025 (ISO 19659-2:2020).

Kết quả là, năm điểm vận hành T_em5 = - 40 °C, T_em7 = 0 °C, T_em4 = 22 °C, T_em3 = 25 °C và T_em1 = 28 °C được lựa chọn. Bằng cách bổ sung hai điểm vận hành quy định T₁₀= 10°C và T₁₅ = 15°C, và thêm một điểm vận hành nữa - 20 °C để bổ sung dải nhiệt độ giữa T_em5 = - 40 °C và T_em7 = 0 °C, tổng cộng tám điểm vận hành được lựa chọn. (Tham khảo 5.3.2)

Bảng A.4 thể hiện ma trận điểm vận hành cho Vùng III áp dụng cho cả mùa hè và mùa đông tại Trung Quốc.

Bảng A.4 - Ma trận điểm vận hành cho Vùng III áp dụng cho cả mùa hè và mùa đông

Điểm vận hành

T_em (°C)

RH_em (%)

Tải nhiệt bức xạ mặt trời tương đương (%)

Tải hành khách
(%)

...

...

...

Ghi chú

TISM

TRSM

OP1

- 40

-

0

0

0

...

...

...

OP2

- 20

-

0

0

0

-

Bổ sung

...

...

...

0

80

0

0

0

T_em7

OP4

10

...

...

...

0

0

0

-

T₁₀

OP5

15

80

0

...

...

...

0

-

T₁₅

OP6

22

80

0

50

0

...

...

...

OP7

25

60

50

50

0

T_em3

...

...

...

28

50

100

100

0

T_em1

CHÚ THÍCH: RH_em cho T_em nhỏ hơn hoặc bằng 10°C chỉ cần thiết cho các hệ thống HVAC trang bị bơm nhiệt.

...

...

...

(tham khảo)

Quy trình phân tích dữ liệu thời tiết

B.1  Yêu cầu chung

Trong phụ lục này, quy trình phân tích dữ liệu thời tiết được đưa ra thông qua ví dụ xem xét tuyến tàu loại 1. Trước tiên, phương pháp thu thập dữ liệu thời tiết và việc gom dữ liệu này vào ma trận điểm vận hành quy định trong Phụ lục A được trình bày. Tiếp theo, số giờ vận hành hàng năm được tính toán tại mỗi điểm vận hành cho từng chế độ vận hành. Cuối cùng, hệ số trọng số được xác định.

B.2  Thu thập dữ liệu thời tiết

Dữ liệu được thu thập phải tuân thủ các yêu cầu quy định trong 5.3.3.2.

Ví dụ được nêu trong phụ lục này xem xét đến tàu chạy trong một vùng rộng lớn như phương tiện loại 1. Trong trường hợp đó, khuyến nghị lựa chọn một địa điểm đại diện cho điều kiện thời tiết điển hình tại nơi tàu dừng.

Ví dụ này thể hiện dữ liệu được thu thập tại Tokyo, Nhật Bản.

Việc đáp ứng các yêu cầu trong 5.3.3.2 như sau:

...

...

...

- Thời gian thu thập: từ 01/01/2010 đến 31/12/2019 (mười năm)

- Giãn cách: 1 h

- Thông số: Nhiệt độ bên ngoài

- Địa điểm: Tokyo, Nhật Bản

Dữ liệu thời tiết thu thập được được phân loại thành từng chế độ vận hành như được thể hiện trong Bảng B.1, theo thời gian biểu vận hành của phương tiện loại 1. Trong trường hợp này, chỉ xem xét hai chế độ vận hành: TISM và TRSM.

Bảng B.1 - Thu thập dữ liệu thời tiết (Tokyo)

Ngày

Giờ

Nhiệt độ bên ngoài (°C)

...

...

...

TRSM

2010/1/1

1:00

2,5

N/A

N/A

2010/1/1

2:00

2,4

...

...

...

N/A

2010/1/1

3:00

1,3

N/A

N/A

2010/1/1

4:00

0,8

...

...

...

N/A

2010/1/1

5:00

0,7

√

√

2010/1/1

6:00

0,7

...

...

...

√

2010/1/1

7:00

1,8

√

N/A

2010/1/1

8:00

2,7

...

...

...

N/A

2010/1/1

9:00

4,1

√

√

2010/1/1

10:00

5,3

...

...

...

√

2010/1/1

11:00

6,3

√

√

2010/1/1

12:00

8,5

...

...

...

√

2010/1/1

13:00

8,2

√

√

2010/1/1

14:00

9,1

...

...

...

√

2010/1/1

15:00

8,5

√

√

2010/1/1

16:00

7,9

...

...

...

√

2010/1/1

17:00

7,5

√

N/A

2010/1/1

18:00

6,7

...

...

...

N/A

2010/1/1

19:00

6,4

√

√

2010/1/1

20:00

6,0

...

...

...

√

2010/1/1

21:00

4,5

√

√

2010/1/1

22:00

5,1

...

...

...

√

2010/1/1

23:00

5,5

√

√

2010/1/2

0:00

2,9

...

...

...

N/A

2010/1/2

1:00

4,7

N/A

N/A

2010/1/2

2:00

4,4

...

...

...

N/A

2010/1/2

3:00

3,4

N/A

N/A

...

...

...

...

...

...

...

2019/12/31

17:00

8,1

√

N/A

2019/12/31

18:00

7,1

...

...

...

N/A

2019/12/31

19:00

6,0

√

√

2019/12/31

20:00

5,1

...

...

...

√

2019/12/31

21:00

4,8

√

√

2019/12/31

22:00

4,3

...

...

...

√

2019/12/31

23:00

4,3

√

√

2020/1/1

0:00

3,7

...

...

...

N/A

• √: áp dụng

• N/A: không áp dụng

B.3  Tính toán phạm vi điểm vận hành

Để phân loại dữ liệu thời tiết vào từng điểm vận hành, phạm vi điểm vận hành được tính theo công thức quy định trong 5.3.3.3. Đối với trường hợp của Nhật Bản, bảng sau được xác định dựa trên Phụ lục A và 5.3.3.3.

Bảng B.2 - Ma trận điểm vận hành tại Nhật Bản

Điểm vận hành (OP_i)

Nhiệt độ trung bình bên ngoài đại diện (RT_em)
(°C)

Phạm vi điểm vận hành
(°C)

...

...

...

0

τ_i ≤ 2,5

OP2

5

2,5 < τ_i ≤ 7,5

OP3

10

7,5 < τ_i ≤ 12,5

OP4

...

...

...

12,5 < τ_i ≤ 18,5

OP5

22

18,5 < τ_i <25,0

OP6

28

25,0 <τ_i ≤ 30,5

OP7

33

...

...

...

Dựa trên phạm vi điểm vận hành, dữ liệu thời tiết được phân loại vào từng điểm vận hành. Bảng B.3 được xây dựng từ Bảng B.1 và Bảng B.2. Sau đó, việc đếm tổng số lần xuất hiện của mỗi điểm vận hành trong suốt khoảng thời gian dự kiến (trong trường hợp này là 10 năm) trong Bảng B.3, sẽ có được Bảng B.4(a) cho TISM và Bảng B.4(b) cho TRSM.

B.4  Tính toán số giờ vận hành hàng năm

Tổng số giờ trong Bảng B.4(a) và Bảng B.4(b) là giá trị tích lũy trong 10 năm, vì vậy chúng cần được chia cho 10 để thu được dữ liệu hàng năm. Ngoài ra, tổng số giờ bao gồm toàn bộ thời gian trong thời gian biểu của chế độ vận hành tương ứng. Do đó, cần phải quy đổi chúng thành số giờ vận hành thực tế. Ví dụ: thời gian biểu của TISM đối với phương tiện loại 1 là từ 5:00 đến 24:00, vì vậy tổng số giờ hàng ngày là 19 h. Vì số giờ vận hành hàng ngày là 12 h, tổng số giờ sẽ được nhân với 12/19. Trong trường hợp TRSM, thời gian biểu không bao gồm giờ cao điểm, do đó tổng số giờ hàng ngày là 15 h. số giờ vận hành là 4 h, do đó các giá trị sẽ được nhân với 4/15.

Các phép tính trên sẽ cho ra số giờ vận hành hàng năm của mỗi điểm vận hành cho từng chế độ vận hành.

B.5  Tính toán hệ số trọng số

Chia số giờ vận hành hàng năm của từng điểm vận hành cho tổng số giờ vận hành hàng năm của tất cả các điểm vận hành sẽ thu được hệ số trọng số của từng điểm vận hành. Do đó, có thể thu được Bảng B.5(a) và Bảng B.5(b).

Bảng B.3 - Thu thập dữ liệu thời tiết được phân loại theo điểm vận hành (Tokyo)

Ngày

Giờ

...

...

...

Điểm vận hành tương ứng (OP_i)

TISM

TRSM

2010/1/1

1:00

2,5

...

...

...

N/A

2010/1/1

2:00

2,4

N/A

N/A

2010/1/1

3:00

1,3

...

...

...

N/A

2010/1/1

4:00

0,8

N/A

N/A

2010/1/1

5:00

0,7

...

...

...

OP1

2010/1/1

6:00

0,7

OP1

OP1

2010/1/1

7:00

1,8

...

...

...

N/A

2010/1/1

8:00

2,7

OP2

N/A

2010/1/1

9:00

4,1

...

...

...

OP2

2010/1/1

10:00

5,3

OP2

OP2

2010/1/1

11:00

6,3

...

...

...

OP2

2010/1/1

12:00

8,5

OP3

OP3

2010/1/1

13:00

8,2

...

...

...

OP3

2010/1/1

14:00

9,1

OP3

OP3

2010/1/1

15:00

8,5

...

...

...

OP3

2010/1/1

16:00

7,9

OP3

OP3

2010/1/1

17:00

7,5

...

...

...

N/A

2010/1/1

18:00

6,7

OP2

N/A

2010/1/1

19:00

6,4

...

...

...

OP2

2010/1/1

20:00

6,0

OP2

OP2

2010/1/1

21:00

4,5

...

...

...

OP2

2010/1/1

22:00

5,1

OP2

OP2

2010/1/1

23:00

5,5

...

...

...

OP2

2010/1/2

0:00

2,9

N/A

N/A

2010/1/2

1:00

4,7

...

...

...

N/A

2010/1/2

2:00

4,4

N/A

N/A

...

...

...

...

...

...

...

2019/12/31

17:00

8,1

OP3

N/A

2019/12/31

18:00

7,1

...

...

...

N/A

2019/12/31

19:00

6,0

OP2

OP2

2019/12/31

20:00

5,1

...

...

...

OP2

2019/12/31

21:00

4,8

OP2

OP2

2019/12/31

22:00

4,3

...

...

...

OP2

2019/12/31

23:00

4,3

OP2

OP2

2020/1/1

0:00

3,7

...

...

...

N/A

• √: áp dụng

• N/A: không áp dụng

Bảng B.4(a) - Ma trận điểm vận hành cho TISM (Tokyo)

Điểm vận hành (OP_i)

Nhiệt độ trung bình bên ngoài đại diện (RT_em)
°C

Phạm vi điểm vận hành
°C

Tổng số giờ trong 10 năm
(h_Total,10,OPi)
(h)

OP1

...

...

...

T_em ≤ 2,5

1 595

OP2

5

2,5 < T_em ≤ 7,5

10 270

OP3

10

7,5 < T_em ≤ 12,5

...

...

...

OP4

15

12,5 < T_em ≤ 18,5

13 461

OP5

22

18,5 < T_em ≤ 25,0

17 657

OP6

...

...

...

25,0 < T_em ≤ 30,5

11 324

OP7

33

30,5 < T_em

3 086

Bảng B.4(b) - Ma trận điểm vận hành cho TRSM (Tokyo)

Điểm vận hành (OP_i)

Nhiệt độ trung bình bên ngoài đại diện (RT_em)
°C

...

...

...

Tổng số giờ trong 10 năm (h_Total,10,OPi)
(h)

OP1

0

T_em ≤ 2,5

1 076

OP2

5

2,5 < T_em ≤7,5

7 881

...

...

...

10

7,5 < T_em ≤ 12,5

9 589

OP4

15

12,5 < T_em ≤ 18,5

10 699

OP5

22

...

...

...

13 926

OP6

28

25,0 < T_em ≤ 30,5

8 910

OP7

33

30,5 < T_em

2 696

...

...

...

Điểm vận hành (OP_i)

Nhiệt độ trung bình bên ngoài đại diện (RT_em)
(°C)

Phạm vi điểm vận hành
(°C)

Tổng số giờ trong 10 năm
(h_Total,10,OPi)
(h)

Số giờ vận hành hàng năm
(h_TISM,OPi)
(h)^a

Hệ số trọng số (W_TiSM,OPi)
H_b

OP1

0

T_em ≤ 2,5

...

...

...

101

0,023

OP2

5

2,5 < T_em ≤ 7,5

10 270

649

0,148

OP3

...

...

...

7,5 < T_em ≤ 12,5

11 992

757

0,173

OP4

15

12,5 < T_em ≤ 18,5

13 461

850

...

...

...

OP5

22

18,5 <T_em ≤ 25,0

17 657

1 115

0,255

OP6

28

25,0 < T_em ≤ 30,5

...

...

...

715

0,163

OP7

33

30,5 < T_em

3 086

195

0,044

Tổng cộng

...

...

...

4 382

1,000

a) "Số giờ vận hành hàng năm (h_TISM,OPi)^n được tính theo công thức sau, như được mô tả trong B.4: h_TISM,OPi=(h_Total,10,OPi/10)x( Số giờ vận hành mỗi ngày, tham chiếu Bảng 1)/( Khoảng thời gian biểu, tham chiếu Bảng 1)

Ví dụ cho “OP1"

h_Total,10,OP1 =1 595 h

• Số giờ vận hành mỗi ngày = 12 h đối với phương tiện loại 1 (tham chiếu Bảng 1).

• Khoảng thời gian biểu = 5:00 đến 24:00 đối với phương tiện loại 1 (tham chiếu Bảng 1) = 19 h.

Do đó:

h_TISM,OP1 =1 595/10x12/19=101 h

...

...

...

W_TISM,OPi =h_TISM,OPi /h_TISM

Ví dụ cho “OP1”

h_TISM,OP1 = 101 h, h_TISM = 4 382 h

Do đó:

h_TISM,OP1 = 101/4 382=0,023

c) Có ba dữ liệu chưa đo được trong nguồn dữ liệu, do đó giá trị nhỏ hơn 69 388 h {= 19 h/day x (365 days/year x 8 years + 366 days/year x 2 years)}.

Bảng B.5(b) - Ma trận điểm vận hành với hệ số trọng số cho TRSM (Tokyo)

Điểm vận hành (OP_i)

Nhiệt độ trung bình bên ngoài đại diện (RT_em)
(°C)

...

...

...

Tổng số giờ trong 10 năm (h_Total,10,OPi)
(h)

Số giờ vận hành hàng năm (h_TISM,OPi)
(h^a)

Hệ số trọng số
(W_TRSM.OPI)^b

OP1

0

T_em ≤ 2,5

1 076

29

0,020

...

...

...

5

2,5 < T_em ≤ 7,5

7 881

210

0,144

OP3

10

7,5 < T_em ≤ 12,5

9 589

...

...

...

0,175

OP4

15

12,5 < T_em ≤ 18,5

10 699

285

0,195

OP5

22

...

...

...

13 926

371

0,254

OP6

28

25,0 < T_em ≤ 30,5

8 910

238

0,163

...

...

...

33

30,5 < T_em

2 696

72

0,049

Tổng cộng

54 777 ^c^)

1 461

1,000

...

...

...

“Số giờ vận hành hàng năm (h_TRSM,OPi)" được tính theo công thức sau như được mô tả trong B.4: h_TRSM,OPi=(h_Total,10,OPi/10)x( số giờ vận hành mỗi ngày, tham chiếu bảng 1) / (Khoảng thời gian biểu, tham chiếu bảng 1)

Ví dụ đối với “OP1”

• h_Total,10,OP1 = 1076h

• Số giờ vận hành mỗi ngày = 4 h đối với phương tiện loại 1 (Category 1) (tham chiếu bảng 1)

• Thời gian biểu = 5:00 đến 24:00, loại trừ thời gian cao điểm đối với phương tiện loại 1 (tham chiếu bảng 1) = 15 h

h_TRSM,OPi=1076 /10 x 4 / 15 = 29 h

b)

Hệ số trọng số (W_TRSM,OPi) được tính theo công thức sau như được mô tả trong B.5:

W_TRSM,OPi=h_TRSM,OPi / h_TRSM

...

...

...

• h_TRSM,OP1 = 29 h

• h_TRSM =1461 h

W_TRSM,OP1 =29 /1461 = 0,020

c)

Có ba dữ liệu chưa đo được trong dữ liệu gốc, do đó giá trị nhỏ hơn 54 780 h = {15 h/day x (365 days/year x 8 years + 366 days/year x 2 years)}

Thư mục tài liệu tham khảo

[1] EN 13129, Railway applications - Air conditioning for main line rolling stock - Comfort parameters and type tests (EN 13129, Ứng dụng đường sắt - Điều hòa không khí cho toa xe chính tuyến - Thông số tiện nghi và thử nghiệm kiểu)

[2] EN 50591, Railway applications - Rolling stock - Specification and verification of energy consumption (EN 50591, Ứng dụng đường sắt - Toa xe - Quy định kỹ thuật và xác minh mức tiêu thụ năng lượng)

[3] GB/T 33193.1, Air conditioning for main line rolling stock - Part 1: Comfort

...

...

...

[4] GB/T 33193.2, Air conditioning for main line rolling stock - Part 2: Type tests

(GB/T 33193.2, Điều hòa không khí cho toa xe chính tuyến - Phần 2: Thử nghiệm kiểu)

[5] JIS E6603, Calculation method of air conditioning equipment capacity for passenger cars

(JIS E6603, Phương pháp tính công suất thiết bị điều hòa không khí cho toa xe khách)

[6] ASHRAE Guideline 23, Guideline for the Design and Application of Heating, Ventilation and Air- Conditioning Equipment for Rail Passenger Vehicles

(ASHRAE Hướng dẫn 23, Hướng dẫn thiết kế và ứng dụng thiết bị sưởi, thông gió và điều hòa không khí cho phương tiện giao thông đường sắt chở khách)

Mục lục

Lời nói đầu

...

...

...

1  Phạm vi áp dụng

2  Tài liệu viện dẫn

3  Thuật ngữ, định nghĩa và từ viết tắt

3.1  Thuật ngữ và định nghĩa

3.2  Từ viết tắt

4  Chế độ vận hành

4.1  Yêu cầu chung

4.2  Chế độ khai thác (TISM)

4.3  Chế độ sẵn sàng khai thác (TRSM)

...

...

...

4.5  Chế độ đỗ (PM)

4.6  Thời gian biểu vận hành, số giờ cho từng chế độ vận hành và từng loại phương tiện

5  Nguyên tắc

5.1  Yêu cầu chung

5.2  Phương pháp

5.3  Các điều kiện biên khí hậu và vận hành

6  Phương pháp đánh giá

6.1  Yêu cầu chung

6.2  Mô phỏng và tính toán

...

...

...

6.4  Xử lý hậu kiểm

Phụ lục A (tham khảo) Quy trình quyết định ma trận điểm vận hành

Phụ lục B (tham khảo) Quy trình phân tích dữ liệu thời tiết

Thư mục tài liệu tham khảo