暖通空調(diào)制冷系統(tǒng)的優(yōu)化控制方法研究

萬奇 趙永成 史相茹

摘要：隨著人們生活水平的不斷提升，對生活、工作環(huán)境的舒適度要求的提高，暖通空調(diào)被逐漸普及到家庭和企業(yè)中，充分發(fā)揮了其調(diào)試室內(nèi)溫度、改善室內(nèi)空氣清潔度的作用，為提高人們生活質(zhì)量做出巨大貢獻。但因其在運作中會消耗較多的能源，不利于環(huán)境友好型社會的發(fā)展，因此要不斷改進暖通空調(diào)系統(tǒng)。制冷機是其中的核心機械之一，加強優(yōu)化控制制冷機能有效提升暖通空調(diào)運作效率，并降低其能耗。

關(guān)鍵詞：暖通空調(diào)；制冷系統(tǒng)；優(yōu)化控制；方法

中圖分類號：TU83文獻標(biāo)識碼：A文章編號：2095-3178（2018）19-0307-01

1暖通空調(diào)制冷系統(tǒng)的工作原理

暖通空調(diào)在實際工作過程中，其制冷作用主要是通過熱量的交

換來實現(xiàn)的，制冷劑在冷凝器、壓縮機、節(jié)流閥以及蒸發(fā)器四個設(shè)備當(dāng)中不斷地循環(huán)，在自身狀態(tài)發(fā)生一定變化的同時實現(xiàn)了熱量的釋放和吸收。在蒸發(fā)器當(dāng)中對熱量進行吸收，此時制冷劑就會由液體轉(zhuǎn)變?yōu)榈蜏氐蛪旱臍怏w，然后再將其吸入到壓縮機當(dāng)中并將其壓縮成為高壓高溫的氣體，此類氣體會在冷凝器當(dāng)中將自身所攜帶的熱量傳遞給水或者是空氣，然后又變回液態(tài)，就是這樣不斷地循環(huán)對熱量進行不停地交換以達到降溫的目的。

在暖通空調(diào)運行過程中，不但會存在制冷劑的循環(huán)，而且還存在冷凍水、冷卻水還有室內(nèi)空氣的循環(huán)，制冷劑被制冷機利用壓縮機壓縮成液態(tài)之后送到蒸發(fā)器當(dāng)中，然后和冷凍水之間進行熱量的交換，再由冷凍泵將冷凍水送至風(fēng)機的風(fēng)口的冷卻盤管當(dāng)中，在風(fēng)機的吹送作用下達到有效的降溫處理。制冷劑在蒸發(fā)之后便在冷凝器當(dāng)中轉(zhuǎn)換成了氣體形態(tài)，然后由冷卻泵將冷卻水送到冷卻塔上，并由水塔風(fēng)機對其實施噴淋冷卻，經(jīng)過和空氣之間的熱量交換將熱量釋放出去。在這幾種熱量循環(huán)過程中，都和制冷劑發(fā)生了一定的熱量交換，通過這樣的循環(huán)將室內(nèi)溫度降低以達到有效的制冷效果。

從其制冷工作原理就可以看出，在制冷過程中能耗損耗最大的一個部分就是制冷系統(tǒng)，所以想要降低能耗就應(yīng)該對這部分的能量損耗進行充分的研究和管控。

2控制制冷機在暖通空調(diào)中的作用及優(yōu)化

2.1冷卻作用

制冷機是制取冷量的主要機械，是暖通空調(diào)系統(tǒng)中制取和輸出冷量的關(guān)鍵機械之一，所消耗的能量占暖通空調(diào)整體運作消耗總能量的50%左右，因此優(yōu)化控制制冷機很大程度上決定了整個暖通空調(diào)系統(tǒng)是否處于良好運行狀態(tài)，而要解決暖通空調(diào)系統(tǒng)高能耗的問題，就必須對制冷機進行優(yōu)化控制，在改進該項功能時應(yīng)基于現(xiàn)有技術(shù)和運行數(shù)據(jù)，掌握制冷機工作原理，及其高耗能的原因，做到針對性優(yōu)化控制。制冷機起到制冷效果是通過蒸發(fā)器中制冷劑和冷凍水的熱量傳遞達成的，冷凍水溫度降低。冷凍水經(jīng)過壓縮機壓縮成氣體，在經(jīng)過制冷機組時發(fā)生冷凝反應(yīng)，流經(jīng)冷卻塔與其中冷卻水發(fā)生熱量交換，重新變成液化形態(tài)，在熱交換器與熱風(fēng)進行混合處理，成為冷風(fēng)，輸送到室內(nèi)環(huán)境中，降低室內(nèi)溫度。在冷卻的過程中，具有加濕和除塵的功效。

2.2優(yōu)化方法

隨著科技的發(fā)展，對暖通空調(diào)控制制冷機的不斷研究，將制冷

機工況COP作為衡量暖通空調(diào)和制冷機工作狀態(tài)的參數(shù)，更加確定制冷機工作效率。COP是制冷劑溫度與吸氣壓力之間的關(guān)系值，在制冷機制冷過程中，其制冷能力越高，相應(yīng)的制冷機系統(tǒng)吸氣壓力也會增高，而隨著制冷機系統(tǒng)吸入高壓氣體，其吸入冷氣的制冷量也會增加，在一定負(fù)荷下，COP值達到最優(yōu)，暖通空調(diào)制冷效果更佳。此外，在研究暖通空調(diào)制冷技術(shù)時，研究人員會用到CFD技術(shù)，輔助計算暖通空調(diào)中動量、能量等數(shù)據(jù)，質(zhì)量守恒方程建模，提高研究暖通空調(diào)制冷技術(shù)效率。CFD技術(shù)可以按照自身嚴(yán)格計算程序處理及計算暖通空調(diào)制冷過程中涉及到的大量數(shù)據(jù)，并獲得準(zhǔn)確的、可視化的數(shù)據(jù)結(jié)果，應(yīng)用于研究人員研究評估中，嘴和合理運用到實際生產(chǎn)中，有效節(jié)省了研究人員的工作時間，優(yōu)化了暖通空調(diào)控制制冷系統(tǒng)的研究。

在使用CFD技術(shù)之前，研究人員要首先將壓縮機實際工作中的具體參數(shù)記錄、確認(rèn)下來，包括其工作轉(zhuǎn)動頻率、吸氣時壓力等，然后通過CFD技術(shù)優(yōu)化暖通空調(diào)控制制冷系統(tǒng)參數(shù)，將暖通空調(diào)投入使用，之后對比預(yù)先設(shè)置數(shù)據(jù)和制冷機系統(tǒng)實際工作中的數(shù)據(jù)，接著將制冷機實際工作時產(chǎn)生的數(shù)據(jù)建立BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，其中輸入量與制冷劑溫度、制冷系統(tǒng)壓縮機工作狀態(tài)相關(guān)，輸出值在為制冷機系統(tǒng)的吸氣壓力，壓縮機工作狀態(tài)與自身出入口負(fù)荷值的測量值相關(guān)。此外，COP是制冷劑溫度與吸氣壓力之間的關(guān)系值，制冷劑溫度與吸氣壓力具有正相關(guān)，在暖通空調(diào)運作中，不同狀況下，會產(chǎn)生不同負(fù)荷變化，制冷機系統(tǒng)吸氣壓力也會產(chǎn)生變化，通過研究之后獲得的實際參數(shù)也會有所不同。然后研究人員將這些活動產(chǎn)生的參數(shù)進行篩選，總結(jié)出在最優(yōu)狀態(tài)下暖通空調(diào)制冷機系統(tǒng)的工作參數(shù)，以這參數(shù)為依據(jù)，將其設(shè)定在生產(chǎn)的暖通空調(diào)中，讓暖通空調(diào)在最優(yōu)化的參數(shù)設(shè)定狀態(tài)下投入使用，優(yōu)化暖通空調(diào)。此外，也可以通過調(diào)控制冷系統(tǒng)壓縮機的工作頻率在實際過程中優(yōu)化暖通空調(diào)制冷系統(tǒng)。

3暖通空調(diào)今后的發(fā)展趨勢

在暖通空調(diào)未來的發(fā)展過程中，我們還需要對制冷技術(shù)進行不

斷地提升和優(yōu)化處理，應(yīng)該將節(jié)能環(huán)保和健康智能趨勢最為主要的發(fā)展方向。近些年隨著暖通空調(diào)制冷技術(shù)的不斷提升，在自動清潔、靜音以及直流變頻等各項方面的技術(shù)都已經(jīng)取得了很大的進步和提升，相對比較成熟，各種各樣的現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)逐漸被應(yīng)用到暖通空調(diào)制冷過程中。特別是變頻技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的出現(xiàn)，為暖通空調(diào)未來的節(jié)能控制、遠(yuǎn)程控制還有新冷媒技術(shù)等多個方面的優(yōu)化奠定了堅實的前提基礎(chǔ)。除此之外，隨著人們生活水平的不斷提升，大家對生活條件和居住環(huán)境都有了更好的要求，這也要求暖通空調(diào)逐漸向著環(huán)保健康的方向發(fā)展。

結(jié)論

總而言之，隨著我國社會經(jīng)濟的快速發(fā)展和人們生活水平的不

斷提升，暖通空調(diào)已經(jīng)成為現(xiàn)代化建筑當(dāng)中不可或缺的一個組成部分，可是在實際應(yīng)用過程中，暖通空調(diào)的制冷劑總是出現(xiàn)一定的運作問題，而且能耗也相對比較高，和我國現(xiàn)如今的能源緊缺問題之間不相符，同時也不符合我國可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略要求。在暖通空調(diào)運行過程中，能耗最大的就是制冷系統(tǒng)，所以對該系統(tǒng)進行不斷地優(yōu)化處理有著十分重要的意義。另外，我們還應(yīng)該從生活當(dāng)中的每一個細(xì)節(jié)做起，學(xué)會如何更好地節(jié)能，將節(jié)能理念充分應(yīng)用到暖通空調(diào)系統(tǒng)當(dāng)中。

參考文獻

[1]張寧波，陳曉文.機電安裝工程暖通空調(diào)新技術(shù)及發(fā)展趨

勢概述[J].安裝，2016（04）：23～27.

[2]孫冰潔.建筑暖通空調(diào)分析研究[J].門窗，2016（03）：77+79.