暖通空調(diào)制冷系統(tǒng)的優(yōu)化與控制技術(shù)分析

張曉斌 王志勇

摘要：在我國大部分建筑高層建筑內(nèi)，暖通空調(diào)制冷系統(tǒng)每年運行過程中產(chǎn)生的能耗占到建筑總體的1/3～1/2，其用電花費的資金也非常多。鑒于此，相關(guān)部門必須進一步加強對暖通空調(diào)制冷系統(tǒng)的優(yōu)化與控制，使其逐漸向低能耗運行方式轉(zhuǎn)變，為人們提供舒適、潔凈的生活以及工作氛圍，提高人們的生活質(zhì)量。在暖通空調(diào)的運行過程中，核心元件是暖通空調(diào)的制冷系統(tǒng)，該部分也是耗能量最大的部分。本文結(jié)合實際工作經(jīng)驗，對相關(guān)內(nèi)容展開論述。

關(guān)鍵詞：暖通空調(diào);制冷系統(tǒng);優(yōu)化;控制技術(shù);分析

隨著經(jīng)濟社會的高速發(fā)展，人們的生活水平不斷提高，對涉及生活質(zhì)量的各個方面都提出了更高的要求。同時，在現(xiàn)代建筑的建設(shè)過程中，暖通空調(diào)己成為不可或缺的重要部分，對人們的生活和工作環(huán)境有重要的影響。但是，在暖通空調(diào)制冷系統(tǒng)的運行過程中，通常會消耗較高的能源，不符合我國經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展理念，同時對環(huán)境也產(chǎn)生了不良的影響。鑒于此，相關(guān)領(lǐng)域的科研人員必須進一步優(yōu)化暖通空調(diào)制冷系統(tǒng)，加強對該系統(tǒng)的有效控制。

一、暖通空調(diào)制冷系統(tǒng)的工作原理

暖通空調(diào)的實際作業(yè)過程中，最主要制冷效果是通過熱量的交換來完成。通過制冷劑在冷凝器、壓縮機、節(jié)流閥、蒸發(fā)器四個設(shè)備中不停的循環(huán)，促使制冷劑自身狀態(tài)變化的同時完成對熱量的吸收和釋放。蒸發(fā)器負責吸收熱量，對大量熱量的收集工程中，制冷劑發(fā)生變化由原來的液體轉(zhuǎn)變成為低溫低壓的氣體，此部分氣體進入到壓縮機中，受壓縮機作用轉(zhuǎn)變成為高壓高溫氣體，該氣體進入冷凝器中，把自身的熱量傳遞給空氣和水，并轉(zhuǎn)變回液體。通過如此的循環(huán)，熱量的交換來實現(xiàn)降溫的目的。暖通空調(diào)的實際運行中，不光存在制冷劑的循環(huán)，還有冷凍水、冷卻水、室內(nèi)空氣的循環(huán)，制冷劑通過壓縮機作用，被壓縮成液態(tài)后進入蒸發(fā)器當中，之后與冷凍水進行熱量的交換，再經(jīng)過冷凍泵，這時冷凍水就來到風機封口的冷卻盤管中，通過風機的吹送作用進行降溫處理。制冷劑經(jīng)過蒸發(fā)后，通過冷凝器轉(zhuǎn)換成為氣體，經(jīng)由冷卻泵，冷卻水被送至冷卻塔上，通過水塔風機的噴淋冷卻，最終經(jīng)過跟空氣之間的熱量交換，實現(xiàn)了熱量的釋放。

二、暖通空調(diào)制冷系統(tǒng)的優(yōu)化與控制技術(shù)分析

（一）BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)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)點在于，不僅能夠?qū)Χ鄬舆M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)通過對文字、語言、圖片等信息的有效識別，將不同的信息類別進行準確的歸類，幫助工作人員減輕作業(yè)負擔，提高信息分類整理的準確性。另外，BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能夠利用網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，結(jié)合非線性的特點組建函數(shù)模型，對函數(shù)系統(tǒng)實行精準化控制。函數(shù)模型在工業(yè)化控制系統(tǒng)中的運用，能有效把控機械運行方式。將其運用到暖通空調(diào)的制冷系統(tǒng)中，能夠模擬制冷系統(tǒng)中制冷機的吸氣壓力?；谂照{(diào)制冷機能耗的非線性，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)運行真實的情況，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)的精準度。最后，利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以真實模擬風險性函數(shù)的特點，建立符合實際運轉(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)。

（-）Machb語言的應(yīng)用

Matlab語言一種程序語言，它能夠處理大量的龐雜數(shù)據(jù)，而且保證數(shù)據(jù)處理的效率和準確率，是一種數(shù)據(jù)處理能力的極強程序語言。Matlab語言廣泛應(yīng)用到控制系統(tǒng)、圖像處理系統(tǒng)和仿真系統(tǒng)等各個領(lǐng)域?？茖W技術(shù)的發(fā)展，不斷促進Matlab語言應(yīng)用系統(tǒng)的提升，各個領(lǐng)域的研究人員也基于自身的工作需要，不斷探索研究，制造了Matlab語言工具箱。工具箱方便人們調(diào)取實際工作中相關(guān)的某一子程序，也就是模塊化的應(yīng)用。如此一來，不僅能夠提高使用的便捷性，還有利用簡化控制操作流程。Matlab語言和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以同時作用于暖通空調(diào)的制冷系統(tǒng)，兩者的結(jié)合，實現(xiàn)的制冷系統(tǒng)的模塊化控制。制冷系統(tǒng)可結(jié)合模塊特征來完成相關(guān)設(shè)定，制冷系統(tǒng)的運行和操作也更加便捷，提高了暖通空調(diào)的運行效率。

（三）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)學習能力模糊邏輯系統(tǒng)的算法，該算法能夠通過對采集的數(shù)據(jù)及信息的分析，對邏輯關(guān)系的參數(shù)實施自調(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，來實現(xiàn)對暖通空調(diào)制冷系統(tǒng)的優(yōu)化控制。首先它可以實現(xiàn)對制冷系統(tǒng)的整體優(yōu)化。因為暖通空調(diào)制冷的過程，是多個子程序同步循環(huán)的過程，是一個有機的整體，單純的對某一個或者是某一部分的元件實施優(yōu)化，雖然在一定程度上能夠提升運行能力，但空調(diào)的運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，將制冷系統(tǒng)進行全局優(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，促進空調(diào)制冷系統(tǒng)于外在環(huán)境的協(xié)調(diào)性，進而實現(xiàn)制冷系統(tǒng)運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)具有強大的調(diào)節(jié)能力和學習能力。它可實現(xiàn)控制參數(shù)的實施在線調(diào)節(jié)，促進優(yōu)化控制模塊的進步和改善，確?？刂普{(diào)節(jié)的有效性。

三、結(jié)語

隨著社會的進步和經(jīng)濟水平的提高，人們追求舒適的辦公環(huán)境和居住環(huán)境，我國大部分商用和民用建筑中都配置了空調(diào)，鑒于目前能源的短缺，提升空調(diào)制冷系統(tǒng)的優(yōu)化控制，降低空調(diào)能耗，能夠有效的促進社會經(jīng)濟的健康發(fā)展。暖通空調(diào)制冷系統(tǒng)的年能耗量，占據(jù)建筑總能耗量的25%-50%左右，空調(diào)作為優(yōu)化環(huán)境的必要基礎(chǔ)設(shè)計，普遍性強，同時也產(chǎn)生了大量的能源消耗，加劇了能源的供需矛盾。

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