暖通空調(diào)制冷系統(tǒng)優(yōu)化控制分析

周佰慧

摘 要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們?cè)絹碓阶⒅厣钇焚|(zhì)，在現(xiàn)代建筑中，暖通空調(diào)增加了能源的消耗，一半以上是因?yàn)橹评湎到y(tǒng)。本文對(duì)暖通空調(diào)制冷系統(tǒng)優(yōu)化控制進(jìn)行了詳細(xì)分析，希望能夠增強(qiáng)系統(tǒng)的科學(xué)性與完善性，實(shí)現(xiàn)資源的節(jié)約，提高人們的生活質(zhì)量。

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

在我國(guó)大部分商用及民用建筑中，暖通空調(diào)制冷系統(tǒng)的年能耗量，占據(jù)了建筑總能耗量25%～50%左右。因此，有必要加強(qiáng)對(duì)空調(diào)制冷系統(tǒng)的優(yōu)化控制，以有效降低建筑能耗，促進(jìn)我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的健康與和諧發(fā)展。暖通空調(diào)是現(xiàn)代化建筑中，用于創(chuàng)造潔凈、舒適的生活、工作環(huán)境所不可或缺的重要基礎(chǔ)設(shè)備。但同時(shí)它也是建筑物能耗最大的設(shè)備之一，在給人們帶來舒適的內(nèi)部環(huán)境的同時(shí)，也產(chǎn)生了大量的能源消耗，加劇了我國(guó)能源供需之間矛盾。尤其是暖通空調(diào)的制冷系統(tǒng)，它作為暖通空調(diào)的核心元件，也是能耗量最大的設(shè)備，必須加強(qiáng)對(duì)空調(diào)制冷系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化控制，以盡可能的降低系統(tǒng)能耗，提高系統(tǒng)的運(yùn)行效率。

1 暖通空調(diào)制冷系統(tǒng)的現(xiàn)狀

在暖通空調(diào)制冷過程中，主要是利用制冷劑來對(duì)風(fēng)的溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)，我國(guó)現(xiàn)如今最常見的制冷劑就是氟利昂化合物，其是一種無毒、不會(huì)發(fā)生燃燒且性能比較穩(wěn)定的化合物，而且具有較好的熱力學(xué)性能，在實(shí)際應(yīng)用過程中具有很好的制冷效率和制冷效果，所以目前被廣泛應(yīng)用到各種大型制冷設(shè)備當(dāng)中?？墒瞧湟簿哂幸欢ǖ娜毕荩蔷褪瞧淇赡軙?huì)在空氣中散播很長(zhǎng)的時(shí)間，最終漂浮到大氣層當(dāng)中，會(huì)引發(fā)一定的溫室效應(yīng)和臭氧空洞現(xiàn)象?，F(xiàn)在世界上各個(gè)國(guó)家都對(duì)這種制冷劑給大氣環(huán)境所造成的污染引起了越來越高的重視，部分國(guó)家已經(jīng)將其列入到禁用品行列。在此大背景之下，新冷媒具有更好的使用效果和實(shí)用性，所以目前我們所使用的制冷劑基本上都是R410A制冷劑，相比較而言這種制冷劑更加環(huán)保清潔，其主要是由氟、氫還有碳元素所組成，不僅無毒而且性能也比較穩(wěn)定。因?yàn)槠渲胁]有氯元素，所以也不會(huì)發(fā)生溫室效應(yīng)和臭氧空洞現(xiàn)象，這種制冷劑現(xiàn)如今在全世界范圍內(nèi)得到了非常廣泛的應(yīng)用。

2 暖通空調(diào)制冷系統(tǒng)的優(yōu)化控制方法

2.1 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在暖通空調(diào)制冷系統(tǒng)中的應(yīng)用

BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在暖通空調(diào)的制冷系統(tǒng)中是比較常見的，這種網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)在于，不僅能夠?qū)Χ鄬舆M(jìn)行反饋，解決神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中相關(guān)的隱藏問題，還能促進(jìn)非線性映射問題的解決。首先，BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能提高信息處理能力，BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)通過對(duì)文字、語言、圖片等信息的有效識(shí)別，將不同的信息類別進(jìn)行準(zhǔn)確的歸類，幫助工作人員減輕作業(yè)負(fù)擔(dān)，提高信息分類整理的準(zhǔn)確性。另外，BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能夠利用網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，結(jié)合非線性的特點(diǎn)組建函數(shù)模型，對(duì)函數(shù)系統(tǒng)實(shí)行精準(zhǔn)化控制。函數(shù)模型在工業(yè)化控制系統(tǒng)中的運(yùn)用，能有效把控機(jī)械運(yùn)行方式。將其運(yùn)用到暖通空調(diào)的制冷系統(tǒng)中，能夠模擬制冷系統(tǒng)中制冷機(jī)的吸氣壓力。基于暖通空調(diào)制冷機(jī)能耗的非線性，為分析其能耗的狀況造成一定的阻力。因此，通過BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以模擬制冷系統(tǒng)運(yùn)行真實(shí)的情況，并得到有關(guān)的可靠數(shù)據(jù)，從而提高技術(shù)人員參數(shù)的精準(zhǔn)度。最后，利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以真實(shí)模擬風(fēng)險(xiǎn)性函數(shù)的特點(diǎn)，建立符合實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)要求的網(wǎng)絡(luò)模型，為暖通空調(diào)的制冷系統(tǒng)的優(yōu)化和控制方案提供參考和依據(jù)。

2.2 Matlab語言在暖通空調(diào)制冷系統(tǒng)中的應(yīng)用

Matlab語言是一種很強(qiáng)大的工程語言，它可以處理大量的數(shù)據(jù)，而且處理的效率很高。所以，在控制系統(tǒng)、圖像處理和系統(tǒng)仿真中的應(yīng)用較為廣泛。在隨后的發(fā)展中，Matlab語言更為完善，各個(gè)領(lǐng)域的專家根據(jù)自身的需求推出了Matlab工具箱，里面有各種訓(xùn)練與設(shè)計(jì)的子程序，當(dāng)人們需要的時(shí)候就可以直接調(diào)取，進(jìn)而解放了自己的編程。從這方面來講，Matlab語言實(shí)現(xiàn)了模塊化的設(shè)計(jì)與應(yīng)用，能夠簡(jiǎn)化系統(tǒng)的控制過程。所以，即使不了解算法的本質(zhì)，人們也可以直接利用函數(shù)模塊來實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)目的，方便了建模的過程。這種結(jié)合的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在以下兩點(diǎn)：（1）簡(jiǎn)化整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)定。暖通空調(diào)的制冷系統(tǒng)受外界環(huán)境和室內(nèi)環(huán)境的影響較大，所以其運(yùn)行會(huì)經(jīng)常性的發(fā)生改變，要收集其運(yùn)行狀態(tài)的各種參數(shù)較為復(fù)雜。但是將BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和Matlab語言結(jié)合后，就能夠根據(jù)模塊的特性快速設(shè)定程序，簡(jiǎn)化整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)作;（2）反饋?zhàn)罱咏鼘?shí)際情況的數(shù)據(jù)。為了降低暖通空調(diào)制冷機(jī)的能耗，需要確定其最佳吸氣壓力的狀態(tài)。制冷劑的狀態(tài)變化有著明顯的非線性關(guān)系，尋常的采集方法很難起到較好的效果。但是，BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能夠模擬非線性的映射，而Matlab語言能夠快速的處理數(shù)據(jù)，這就形成了較好的循環(huán)，能夠最快速地把暖通空調(diào)制冷劑的運(yùn)作狀態(tài)反饋給系統(tǒng)，方便了調(diào)整和控制。

2.3 自適應(yīng)模糊控制系統(tǒng)的應(yīng)用

自適應(yīng)模糊算法是基于自適應(yīng)模糊控制器、自適應(yīng)學(xué)習(xí)能力模糊邏輯系統(tǒng)的算法，該算法能夠通過對(duì)采集的數(shù)據(jù)及信息的分析，對(duì)邏輯關(guān)系的參數(shù)實(shí)施自調(diào)整。自適應(yīng)模糊系統(tǒng)采用了自適應(yīng)模糊算法的優(yōu)化控制策略，來實(shí)現(xiàn)對(duì)暖通空調(diào)制冷系統(tǒng)的優(yōu)化控制。首先它可以實(shí)現(xiàn)對(duì)制冷系統(tǒng)的整體優(yōu)化。因?yàn)榕照{(diào)制冷的過程，是多個(gè)子程序同步循環(huán)的過程，是一個(gè)有機(jī)的整體，單純的對(duì)某一個(gè)或者是某一部分的元件實(shí)施優(yōu)化，雖然在一定程度上能夠提升運(yùn)行能力，但空調(diào)的運(yùn)行能耗并未得到有效的控制。自適應(yīng)模糊控制系統(tǒng)的是以整體的優(yōu)化為出發(fā)點(diǎn)，將制冷系統(tǒng)進(jìn)行全局優(yōu)化。其次，自適應(yīng)模糊系統(tǒng)還能有效的控制制冷系統(tǒng)的消耗功率。通過自適應(yīng)模糊算法，能找到冷卻水系統(tǒng)的最適宜溫度，促進(jìn)空調(diào)制冷系統(tǒng)與外在環(huán)境的協(xié)調(diào)性，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)制冷系統(tǒng)運(yùn)用最低的能耗完成傳熱過程中的平衡。如此一來，有效的控制了制冷系統(tǒng)的消耗功率。最后，自適應(yīng)模糊控制系統(tǒng)具有強(qiáng)大的調(diào)節(jié)能力和學(xué)習(xí)能力。它可實(shí)現(xiàn)控制參數(shù)的實(shí)施在線調(diào)節(jié)，促進(jìn)優(yōu)化控制模塊的進(jìn)步和改善，確保控制調(diào)節(jié)的有效性。

3 結(jié)語

總而言之，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(gè)組成部分，不僅影響著社會(huì)資源的節(jié)約利用，還決定著人們的生活質(zhì)量，需要引起重視，不斷優(yōu)化制冷系統(tǒng)。具體來說，應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況，把握暖通空調(diào)的制冷原理，根據(jù)現(xiàn)狀，從BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、Matlab語言和自適應(yīng)模糊控制系統(tǒng)三方面入手，強(qiáng)化系統(tǒng)的控制。同時(shí)，應(yīng)制定完善的質(zhì)量控制措施，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的優(yōu)化節(jié)能，保障暖通空調(diào)系統(tǒng)發(fā)揮出最大作用，起到良好的效果。

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