暖通空調(diào)制冷系統(tǒng)的優(yōu)化控制方法分析與研究

李小東 廣東美的制冷設(shè)備有限公司

暖通空調(diào)制冷系統(tǒng)的優(yōu)化控制方法分析與研究

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隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，人們的生活水平不斷提高。暖通空調(diào)是現(xiàn)在生活中必不可少的一部分。目前在我國(guó)的建筑中，空調(diào)設(shè)計(jì)非常重要，暖通空調(diào)在能量消耗方面巨大。本文主要對(duì)現(xiàn)在暖通空調(diào)制冷系統(tǒng)的控制方法進(jìn)行研究和分析，提出優(yōu)化方法，達(dá)到制冷系統(tǒng)節(jié)能高效的目的。

暖通空調(diào) 制冷系統(tǒng) 控制方法

引言

空調(diào)的使用量越來越多，但是不容忽視的是空調(diào)造成的資源浪費(fèi)和對(duì)環(huán)境的破壞，所以對(duì)于暖通空調(diào)制冷系統(tǒng)的優(yōu)化研究分析具有非常大的意義，探究最優(yōu)方式，加強(qiáng)暖通空調(diào)制冷系統(tǒng)的控制和管理。

一、暖通空調(diào)制冷系統(tǒng)的工作原理

制冷系統(tǒng)在本質(zhì)上上能量的轉(zhuǎn)換，主要通過壓縮機(jī)將熱量進(jìn)行轉(zhuǎn)換。制冷降溫的過程主要就是通過空調(diào)的冷媒吸收室內(nèi)熱量，向室內(nèi)釋放空氣，降低室內(nèi)溫度?？照{(diào)在接通電源以后，制冷系統(tǒng)的低壓蒸汽被壓縮并被吸收到冷凝器。制冷劑制冷之后產(chǎn)生熱量，軸流風(fēng)扇吸收的室外的空氣，在通過冷凝器之后，帶走熱量。氣體在冷凝器中通常將自身的熱量傳播給空氣或水，轉(zhuǎn)化成液體狀態(tài)。在這個(gè)冷熱交替的過程重復(fù)行駛，多次出現(xiàn)之后，最終達(dá)到了降低室溫的目的。

空調(diào)制冷主要通過EER來測(cè)定，EER=Q/W，Q表示制冷系統(tǒng)的制冷量，W表示消耗功率，EER越高，系統(tǒng)的整體性能越好。近年變頻節(jié)能空調(diào)使用越來越多，GB21455-2013采用SEER考核單冷型變頻空調(diào)的能效水平，而目前采用APF考核空調(diào)的制冷和制熱，比之前的SEER的考核方式更加全面表達(dá)了空調(diào)器的節(jié)能性。

二、暖通空調(diào)制冷系統(tǒng)控制技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

隨著信息科技的迅速發(fā)展，智能化設(shè)備已經(jīng)開始廣泛使用。暖通空調(diào)在未來也必然會(huì)向智能化發(fā)展。通過智能化感應(yīng)設(shè)備，對(duì)室內(nèi)溫度室外溫度做出判斷，調(diào)節(jié)最適溫度。在溫度控制上可以將用戶的感受和不同的體驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析。在面對(duì)不同的用戶時(shí)，結(jié)合用戶不同的狀況，能及時(shí)作出調(diào)整，找到最適合用戶的溫度。同時(shí)可以根據(jù)聲控等設(shè)備感應(yīng)是否有人，進(jìn)行電源的開關(guān)，避免資源浪費(fèi)。除了自身能夠進(jìn)行感應(yīng)，用戶在未到達(dá)室內(nèi)時(shí)，也可以進(jìn)行提前設(shè)定空調(diào)溫度，在人到達(dá)室內(nèi)時(shí)，就能夠享受到最適溫度。

在未來更加注重能源的管理和使用。暖通空調(diào)每年消耗的資源量非常巨大。在未來，需要將暖通空調(diào)技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)資源的循環(huán)利用，并且結(jié)合可再生資源的使用。在整體上，堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)，節(jié)約能源使用。對(duì)空調(diào)的各個(gè)參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，面對(duì)不同的情景，參數(shù)值也應(yīng)該發(fā)生變化。在空調(diào)的控制上，更加注重信息的管理和采集，并且加強(qiáng)對(duì)空調(diào)質(zhì)量的監(jiān)管和維護(hù)。同時(shí)將能量管理加入信息管理，控制能量的使用。在信息管理方面，將網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行融合，便于信息的管理和交流。

三、暖通空調(diào)制冷系統(tǒng)優(yōu)化控制方法

首先，暖通空調(diào)技術(shù)對(duì)工作點(diǎn)的優(yōu)化控制。在一些國(guó)家，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)一些新方法，能夠根據(jù)某些參數(shù)和數(shù)據(jù)來進(jìn)行工作點(diǎn)的控制，通過自適應(yīng)理論，實(shí)現(xiàn)空調(diào)的優(yōu)化控制。這些方法最終的目的都是將空調(diào)的能源消耗降到最低。還有一些研究人員，通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方法，達(dá)到優(yōu)化控制的目的。下面主要介紹暖通空調(diào)制冷系統(tǒng)優(yōu)化控制的幾種代表性方法。

（一）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法.神將網(wǎng)絡(luò)的方法是一種解決多種多層隱藏單元的系統(tǒng)。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)主要包括三個(gè)方面，首先是模式識(shí)別與分析。這個(gè)過程主要是將信息、圖像等相關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，將數(shù)據(jù)進(jìn)行分類，按照模塊進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析。第二，函數(shù)調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以根據(jù)數(shù)據(jù)的特征，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬，進(jìn)行相關(guān)函數(shù)的模擬。最后是壓縮數(shù)據(jù)的環(huán)節(jié)。數(shù)據(jù)在進(jìn)行大量處理以后，數(shù)據(jù)的數(shù)量越來越大，但是存儲(chǔ)的容量有限，這就需要將數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮，減少存儲(chǔ)空間。在空調(diào)的制冷系統(tǒng)中，通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，來模擬空調(diào)制冷系統(tǒng)中制冷劑吸氣的壓力，掌握空調(diào)制冷劑的能源消耗特點(diǎn)。

（二）Matlab的應(yīng)用.Matlab對(duì)數(shù)據(jù)處理的功能強(qiáng)大，數(shù)據(jù)處理效率較高。在空調(diào)制冷系統(tǒng)中，通過Matlab對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行控制，圖像處理等功能。Matlab可以將數(shù)據(jù)進(jìn)行整合和收集，專業(yè)的研究人員，也可以對(duì)Matlab進(jìn)行二次開發(fā)，對(duì)相關(guān)的功能模塊進(jìn)行開發(fā)利用。設(shè)計(jì)相關(guān)特定的子程序，利用函數(shù)模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)，根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行建模。

（三）自適應(yīng)模糊控制系統(tǒng)的應(yīng)用。除了利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和Matlab進(jìn)行模塊的設(shè)計(jì)和相關(guān)的模擬，同樣也需要利用自適應(yīng)模糊控制系統(tǒng)進(jìn)行控制系統(tǒng)的優(yōu)化和升級(jí)。暖通系統(tǒng)主要是由多個(gè)子系統(tǒng)組成，各個(gè)子系統(tǒng)相互協(xié)作，最終組成一個(gè)整體。在進(jìn)行優(yōu)化時(shí)，并不能只針對(duì)某個(gè)特定的子系統(tǒng)單一的進(jìn)行優(yōu)化，這樣不利于整個(gè)系統(tǒng)的優(yōu)化。通過自適應(yīng)模糊控制系統(tǒng)來對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化升級(jí)。同時(shí)通過整體系統(tǒng)的優(yōu)化，將功率消耗降到最低。自適應(yīng)模糊控制模型也可以將制冷劑的功率進(jìn)行相應(yīng)的控制?？梢愿鶕?jù)整體反饋得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，對(duì)整個(gè)制冷系統(tǒng)進(jìn)行分析，最終找到最佳的冷卻水溫。因?yàn)檫@種方法具有較好的調(diào)節(jié)功能，可以對(duì)整體的模塊進(jìn)行控制，所以效率較高，也更為方便有效。

利用上述的三種方法，能夠?qū)照{(diào)的制冷控制系統(tǒng)進(jìn)行更好的調(diào)節(jié)和控制。在實(shí)際情況中，有時(shí)也將上面的幾種方法進(jìn)行相互結(jié)合，達(dá)到最優(yōu)配置的目的。

四、結(jié)語(yǔ)

社會(huì)不斷的發(fā)展和進(jìn)步，應(yīng)該利用先進(jìn)的科學(xué)知識(shí)和技術(shù)，不斷的對(duì)暖通空調(diào)制冷系統(tǒng)控制技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化升級(jí)，掌握制冷系統(tǒng)的原理，掌握專業(yè)的知識(shí)，結(jié)合現(xiàn)有的科技方法，不斷創(chuàng)新。響應(yīng)國(guó)家的號(hào)召，節(jié)能減排，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，積極響應(yīng)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，減少空調(diào)制冷系統(tǒng)的能源損耗，保護(hù)環(huán)境，造福人民。

[1]張惟綱，王玲熱電冷系統(tǒng)的熱經(jīng)濟(jì)學(xué)決策第五屆全國(guó)熱力學(xué)分析與節(jié)能學(xué)術(shù)會(huì)議論文集，北京:科學(xué)出版社，1991，219-223.

[2]夏毓，孫罡．暖通空調(diào)制冷系統(tǒng)的優(yōu)化控制研究[J]．民營(yíng)科技，2016（5）．

[3]易泗濱．暖通空調(diào)變工況點(diǎn)優(yōu)化控制及能量管理研究現(xiàn)狀和發(fā)展方向探討［J］.江西建材，2011，03(3):8-9．