智能制冷控制系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)

倪正才

摘 要：近幾年，節(jié)能減排與智能成為制冷行業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的關(guān)鍵詞。著力壓縮暖通能耗，使用可再生能源，從技術(shù)層面占得先機(jī)，是制冷企業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵所在。順節(jié)能減排之勢(shì)而動(dòng)，構(gòu)建突破品牌障礙的開(kāi)放式平臺(tái)，將加快傳統(tǒng)制冷向智能時(shí)代轉(zhuǎn)型，充分利用新能源，從源頭上杜絕污染的同時(shí)減少排放，善用廢能，輔之智能化設(shè)計(jì)，這才是真正意義上的制冷行業(yè)雙能元年。隨著國(guó)家逐步出臺(tái)相關(guān)優(yōu)惠政策及扶持政策，制冷行業(yè)將迎來(lái)前所未有的發(fā)展契機(jī)。

關(guān)鍵詞：智能；制冷；控制系統(tǒng)；節(jié)能；設(shè)計(jì)

1 變頻技術(shù)的設(shè)計(jì)應(yīng)用

現(xiàn)在，變頻技術(shù)在空調(diào)壓縮機(jī)內(nèi)的使用是重要的節(jié)能方法之一。傳統(tǒng)空調(diào)主要是以停止壓縮機(jī)工作來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)室內(nèi)溫度的調(diào)節(jié)，這就需要額外的能量來(lái)支持壓縮機(jī)由靜止到轉(zhuǎn)動(dòng)所需要的動(dòng)能，而且頻繁開(kāi)關(guān)壓縮機(jī)會(huì)造成壓縮機(jī)內(nèi)部件的磨損。與傳統(tǒng)空調(diào)進(jìn)行比較，變頻技術(shù)在壓縮機(jī)內(nèi)的使用使得壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速可以由變頻器來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)，可以根據(jù)室內(nèi)溫度隨時(shí)對(duì)制冷劑的流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，改變制冷劑或制熱劑的供給。

1.1全數(shù)字直流變頻

該變頻技術(shù)主要是把交流電首先轉(zhuǎn)換為直流電，然后根據(jù)室內(nèi)的溫度進(jìn)行變頻調(diào)節(jié)，全數(shù)字直流變頻主要采用脈沖幅度調(diào)制和脈沖寬度調(diào)制數(shù)字符合變頻的控制。

1.2超寬變頻

主要是利用微電腦控制技術(shù)，對(duì)環(huán)境溫度快速的進(jìn)行測(cè)量然后做出判斷，實(shí)現(xiàn)恒定溫度的維持，達(dá)到節(jié)能的效果。

1.3模糊控制技術(shù)

該技術(shù)是在模糊控制技術(shù)的基礎(chǔ)上，對(duì)室內(nèi)人群活動(dòng)的情況及室內(nèi)溫度的變化進(jìn)行感知，以此作為辨別變頻的控制要素，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能效果。

該技術(shù)現(xiàn)在子啊空調(diào)系統(tǒng)中應(yīng)用最為廣泛，是先進(jìn)的和有效的節(jié)能技術(shù)，必然會(huì)得到推廣和使用。然而，對(duì)變頻壓縮機(jī)的制造與設(shè)計(jì)都有著較高的要求，既要滿足潤(rùn)滑油供給和低轉(zhuǎn)速時(shí)的震動(dòng)問(wèn)題，又要解決在高轉(zhuǎn)速時(shí)的磨損、摩擦和軸承負(fù)荷問(wèn)題。

2 太陽(yáng)能制冷空調(diào)的設(shè)計(jì)

隨著清潔能源的開(kāi)發(fā)與使用，對(duì)太陽(yáng)能的開(kāi)發(fā)研究成為現(xiàn)階段研究的重要。太陽(yáng)能具有取之不盡、用之不竭的特點(diǎn)，其優(yōu)點(diǎn)在于清潔按去哪、不需要開(kāi)采和運(yùn)輸，因此成為了近些年來(lái)研究的重點(diǎn)。在空調(diào)行業(yè)中，太陽(yáng)能既可以用來(lái)供暖，也可以用來(lái)制冷。在制冷方面，主要是將太陽(yáng)能進(jìn)行光熱轉(zhuǎn)化，用熱能來(lái)驅(qū)動(dòng)制冷，或者是進(jìn)行光電轉(zhuǎn)化，以電能來(lái)制冷，二者相比之下，后者的制冷效率相對(duì)較低，因此主要研究方向?yàn)閷⑻?yáng)能轉(zhuǎn)化為熱能，然后以熱驅(qū)動(dòng)制冷。太陽(yáng)能集熱器主要分為兩種，真空管集熱器和平板集熱器，現(xiàn)階段主要研究的太陽(yáng)能制冷技術(shù)包括一下幾個(gè)方面：

2.1太陽(yáng)能吸附式制冷

與傳統(tǒng)的太陽(yáng)能吸收式制冷相對(duì)應(yīng)，太陽(yáng)能也可以進(jìn)行吸附式制冷。該制冷系統(tǒng)比較適用于家庭小環(huán)境下的制冷系統(tǒng)，熱源驅(qū)動(dòng)只需要65℃以上即可，每天運(yùn)行的時(shí)間較長(zhǎng)，且沒(méi)有污染，從而達(dá)到節(jié)約能源的效果。

2.2太陽(yáng)能吸收式制冷

該技術(shù)屬于傳統(tǒng)的一熱制冷技術(shù)，但是在此基礎(chǔ)上對(duì)制冷材料進(jìn)行了發(fā)展，使得該技術(shù)更加的成熟?，F(xiàn)在，單級(jí)溴化鋰吸收式系統(tǒng)要求90℃以上的熱源溫度，因此要求太陽(yáng)能集熱裝置要好，如果采用兩級(jí)系統(tǒng)，那么需要的熱源溫度即可降低，但是效率同樣也會(huì)降低。因此該系統(tǒng)只能在太陽(yáng)能資源豐富的地區(qū)使用，才能對(duì)節(jié)能產(chǎn)生重要的作用。

此外，可以利用太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)吸附硅膠轉(zhuǎn)輪，這樣就可以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)輪除濕空調(diào)。該系統(tǒng)還可以與傳統(tǒng)的空調(diào)進(jìn)行結(jié)合，組成除濕空調(diào)系統(tǒng)，滿足降溫和除濕的作用，在濕度大、通風(fēng)差的室內(nèi)較為實(shí)用，其節(jié)能效率可以達(dá)到百分之三十。如果能對(duì)其工作中實(shí)現(xiàn)小型化、緊湊化、高效化和持續(xù)化，那么該系統(tǒng)在制冷方面的應(yīng)用前景較為廣闊，因此這也是目前研究的主要方向。

3 蓄能技術(shù)的設(shè)計(jì)應(yīng)用

以往的蓄冷技術(shù)主要分為冰蓄冷和水蓄冷兩種，水作為最簡(jiǎn)單的蓄冷材料，在研究中是時(shí)間最長(zhǎng)的，水蓄冷技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于簡(jiǎn)單、安全，但是其蓄冷的密度低，傳輸過(guò)程中消耗的能耗較大。而冰蓄冷也是最為常用的蓄冷方式，利用冰的消融來(lái)達(dá)到冷量的釋放，比水蓄冷的密度大數(shù)倍，同時(shí)蓄冷槽體積小，供冷穩(wěn)定且持續(xù)性好，但是冰蓄冷在制冷的時(shí)候蒸發(fā)溫度低，制冷機(jī)組的能耗增大、性能下降，制冰設(shè)備復(fù)雜，其維護(hù)的費(fèi)用也較高。因此需要研究其他材料下的蓄冷技術(shù)，本文主要對(duì)以下幾種技術(shù)進(jìn)行介紹：

3.1冰漿蓄冷

該技術(shù)首先需要利用制冰法制取一定濃度的冰水混合物，濃度的控制范圍為保證其流動(dòng)能力，這種冰漿可以作為蓄冷的材料，進(jìn)行冷涼輸送，這種介質(zhì)的冷涼輸送可以達(dá)到冷凍并的五倍左右，所以在相同冷涼輸送的時(shí)候，需要消耗的泵功率降低，其不足之處在于制作過(guò)程復(fù)雜，需要一定的機(jī)械功消耗。

3.2共晶鹽蓄冷

該技術(shù)最早由日本某公司研究室研制出，主要適合于空調(diào)系統(tǒng)的蓄冷，去主要原材料選用十水硫酸鈉作為主要成分，然后添加一定比例的添加劑后，溫度相變8—10℃，所以在常用的空調(diào)制冷機(jī)組中非常實(shí)用，該蓄冷技術(shù)的蓄冷密度約為水蓄冷的三到四倍，其不足之處在于材質(zhì)容易老化，蓄冷能力就會(huì)下降。

3.3水合物漿體材料

部分銨鹽溶液在一般壓力下酒可以生成與冰漿類(lèi)似的漿體，而其生成的裝置又比冰漿生成的裝置簡(jiǎn)單。在四丁基溴化銨水合物漿體作為空調(diào)用蓄冷和冷量輸送介質(zhì)中普遍采用，其相變溫度可以達(dá)到0～12℃，蓄冷密度約為冷凍水的2-4倍，易于調(diào)節(jié)，應(yīng)用前景較為廣闊。

3.4水/油蓄冷材料

在該類(lèi)蓄冷系統(tǒng)中，水是作為傳熱的流體，油作為相變的蓄冷介質(zhì)，利用水與油的密度差將其分開(kāi)，進(jìn)行流體調(diào)配，達(dá)到蓄冷的效果。空調(diào)系統(tǒng)中一般采用的油材料為十四烷，其融點(diǎn)為5.8℃。

4 結(jié)語(yǔ)

根據(jù)國(guó)家建設(shè)節(jié)約型社會(huì)的要求，建筑用能作為我國(guó)能源消費(fèi)的主體（約占全國(guó)總能耗35%），在建筑能耗占整個(gè)能源消耗的比例不斷增加的現(xiàn)狀下，尤其是當(dāng)前世界“能源危機(jī)”日益緊迫的關(guān)頭，減少建筑能耗是中國(guó)可持續(xù)發(fā)展必須研究解決的重大問(wèn)題。制冷節(jié)能更是建筑節(jié)能的重點(diǎn)問(wèn)題。

參考文獻(xiàn)

[1] 陸大同，方群霞.智能制冷控制系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].電子技術(shù)與軟件工程，2018（09）：130-131.

[2] 王建民，申江，范鳳敏.基于智能控制的制冷系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化研究[J].低溫與超導(dǎo)，2015，43（03）：87-92.

[3] 龍建佑.智能控制多功能節(jié)能冷熱電器的研制[J].流體機(jī)械，2010，38（02）：79-81+12.