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

曹靜 張悅

摘要：隨著國家經(jīng)濟的不斷增長，人們的收入水平也得到了很大的提升，人們對日常生活居住環(huán)境質(zhì)量有了更高的要求。在炎熱的夏季空調(diào)設(shè)備的使用頻率增加，本文主要針對空調(diào)設(shè)備的制冷原理進行了簡要的分析，并提出介紹了一些制冷系統(tǒng)控制和優(yōu)化技術(shù)。

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

目前我國大部分城市都有很多高層建筑物，據(jù)相關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，在建筑物每年總體能源消耗量中，空調(diào)制冷系統(tǒng)能耗占據(jù)了1/3～1/2， 而且空調(diào)設(shè)備的用電費用也是一筆很大的開銷。因此，相關(guān)管理部門要對空調(diào)制冷系統(tǒng)的控制和優(yōu)化技術(shù)進行不斷的研究，使空調(diào)設(shè)備能夠逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榈秃哪馨l(fā)展方向，進而為建筑居民提供舒適的工作和生活環(huán)境，以提高人們的生活質(zhì)量。

1 空調(diào)制冷系統(tǒng)的控制和優(yōu)化技術(shù)

為了確保冷卻系統(tǒng)能夠正常的工作運行，提高運行效率并確保冷卻系統(tǒng)的冷卻效果。通常情況下，在空調(diào)系統(tǒng)工作過程中，制冷系統(tǒng)在全部投入工作運行時，這就會對制冷系統(tǒng)帶來很大的運行壓力，導(dǎo)致系統(tǒng)運行過載消耗大量的能源。系統(tǒng)的能源消耗和運行效率，提供必要的理論依據(jù)和技術(shù)支持。

建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)中，PID 控制是基礎(chǔ)空氣處理機 DDC 的一種常用控制方式，其主要是通過選擇能夠滿足系統(tǒng)運行要求、合適的 PID 參數(shù)，來確保空調(diào)系統(tǒng)的安全、完整運行。PID 參數(shù)較小的情況下，則會增加暖通空調(diào)系統(tǒng)達到適宜溫度所需要的時間，從而加劇設(shè)備耗損，影響設(shè)備使用壽命;PID 參數(shù)較大的情況下，對于室內(nèi)溫度的變化情況，暖通空調(diào)系統(tǒng)容易出現(xiàn)異常反應(yīng)，如曲線陡峭，在較短時間內(nèi)便達到預(yù)定溫度，導(dǎo)致室內(nèi)溫差出現(xiàn)強烈變化，從而降低人們的舒適度。同時，室內(nèi)溫度的上下震蕩，會導(dǎo)致水側(cè)電動調(diào)節(jié)閥出現(xiàn)周期性運動，導(dǎo)致控制系統(tǒng)管理失衡，降低其控制力。面對這樣的情況，為實現(xiàn) BAS 系統(tǒng)運行效率的提高，可以采取雙級控制系統(tǒng)，各在空調(diào)送風(fēng)通道、室內(nèi)設(shè)置 1 個溫度傳感器，實現(xiàn)對應(yīng)管理效果的提升，同時應(yīng)用主控 DDC 控制器來確保室內(nèi)溫度合理性，副 DDC 則根據(jù)空調(diào)送風(fēng)通道中的溫度傳感器數(shù)值、借助 DDC 指令來對水閥實施驅(qū)動管理，從而可以實現(xiàn)控制方式有效性的提高，也可以為后續(xù)完整觸控模式的建立奠定良好基礎(chǔ)。

2 應(yīng)用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

在暖通空調(diào)制冷系統(tǒng)中，BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一種比較常見的技術(shù)，BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的主要優(yōu)點在于其不僅可以對多層進行反饋，以解決網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中存在的隱藏問題，同時還可以對解決非線性映射問題提供幫助。具體來說：BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以有效的提高系統(tǒng)處理信息的能力，圖片、文字、語音等信息通過BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以做到有效識別，根據(jù)信息類型的不同，對其進行準確的分類，以減少工作人員的工作負擔(dān)，并且提高信息分類的準確性，BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)通過對網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用，并且結(jié)合非線性特點，建立相應(yīng)的函數(shù)模型，對函數(shù)系統(tǒng)進行精準正確的控制。在工業(yè)化控制系統(tǒng)中應(yīng)用函數(shù)模型，能夠?qū)C械的運行方式進行有效的控制。將函數(shù)模型應(yīng)用在空調(diào)制冷系統(tǒng)中時，其能夠?qū)χ评錂C的吸氣壓力進行模擬，由于制冷系統(tǒng)的能源消耗是呈現(xiàn)非線性變化的，這也對分析其能源消耗情況造成了很大的困難。因此，BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以模擬制冷系統(tǒng)的實際運行情況，并獲得相關(guān)的可靠數(shù)據(jù)，從而提高了技術(shù)人員得到參數(shù)的精準度。最后，使用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以真實地模擬風(fēng)險函數(shù)的特征，建立滿足實際運行要求的網(wǎng)絡(luò)模型，為制冷系統(tǒng)的控制和優(yōu)化方案提供必要的支持。

2.1 應(yīng)用Matlab語言技術(shù)

Matlab語言是一種功能強大的編程語言，可以處理大量數(shù)據(jù)，其處理效率非常高，并且還可以保證處理結(jié)果的準確性。因此，Matlab語言也廣泛用于控制系統(tǒng)，圖像處理和仿真系統(tǒng)。隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，Matlab語言應(yīng)用系統(tǒng)也越來越完善，各個領(lǐng)域的技術(shù)人員也根據(jù)實際需要制作了Matlab工具箱，Matlab語言應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)了模塊化的應(yīng)用程序方法，并簡化了整個系統(tǒng)的控制過程。在暖通空調(diào)制冷系統(tǒng)工作運行過程中，可以將Matlab語言與BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)合使用。它的優(yōu)化和技術(shù)控制方法以：2方式相結(jié)合，可以使冷卻系統(tǒng)根據(jù)模塊的特性設(shè)置相應(yīng)的等級，簡化系統(tǒng)的整個運行過程。實際上，在暖通空調(diào)制冷系統(tǒng)運行期間，系統(tǒng)的運行狀態(tài)會受到外部環(huán)境和內(nèi)部環(huán)境的影響。因此，系統(tǒng)的運行條件經(jīng)常發(fā)生變化，通過以上兩種控制方式相結(jié)合，可以更快地收集相關(guān)數(shù)據(jù)，簡化不必要的系統(tǒng)運行過程，提高系統(tǒng)運行效率。

2.2 應(yīng)用自適應(yīng)模糊控制技術(shù)

不管是BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)還是Matlab語言，其在本質(zhì)上都是暖通空調(diào)制冷系統(tǒng)中一個組成部分，盡管它可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)收集和反饋，但是它缺少控制系統(tǒng)。因此，為了提高整個暖通空調(diào)系統(tǒng)的智能化控制程度，同時能夠有效的降低制冷系統(tǒng)的能耗，可以引入自適應(yīng)模糊控制系統(tǒng)。對于模糊控制系統(tǒng)來說，其可以根據(jù)反饋數(shù)據(jù)的特征，進行適應(yīng)性的學(xué)習(xí)，然后使用邏輯系統(tǒng)來調(diào)整參數(shù)。在暖通空調(diào)系統(tǒng)中應(yīng)用自適性模糊控制系統(tǒng)的作用，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：（1）系統(tǒng)整體性能得到了優(yōu)化：對于暖通空調(diào)制冷系統(tǒng)來說，其是由很多個子系統(tǒng)共同組成的，所以說該系統(tǒng)是一個有機的整體，如果僅從某個組件進行優(yōu)化的話，就會出現(xiàn)協(xié)調(diào)問題。但是，自適應(yīng)模糊控制系統(tǒng)可以將整個制冷系統(tǒng)作為一個整體進行優(yōu)化，進而實現(xiàn)了降低能耗的目的。（2）可以對制冷機的能耗進行控制：自適應(yīng)模糊控制系統(tǒng)通過對反饋的數(shù)據(jù)進行邏輯處理，然后找到最佳冷卻水溫度，進而對環(huán)境條件和冷卻水系統(tǒng)之間進行有效的協(xié)調(diào)，所以在制冷機在工作運行過程中，以最低能耗的形式進行熱傳遞，進而對暖通空調(diào)系統(tǒng)控制制冷機的能源消耗創(chuàng)造了便利條件。（3）具有很強的調(diào)節(jié)功能：對于自適應(yīng)模糊控制系統(tǒng)來說，其系統(tǒng)本身具有很強的調(diào)節(jié)能力和學(xué)習(xí)能力，如果在制冷機運行過程中發(fā)生了較大的參數(shù)變化，自適應(yīng)模糊控制系統(tǒng)可以根據(jù)參數(shù)的變化進行自我調(diào)整，對相應(yīng)的模塊進行改進和完善，以提高對制冷系統(tǒng)控制的有效性和準確性。

在暖通自動控系統(tǒng)中，模糊控制通過對房間的溫度展開模糊感知以及預(yù)測，并且對人體溫感的研究進行方針對比，進而將系統(tǒng)的控制管理工作完成。在模糊控制暖通空調(diào)的自動系統(tǒng)中，控制器可以實現(xiàn)很好的運行回路，并且控制器也可以保證運行實驗的穩(wěn)定性。比如，大型客運站的中央空調(diào)系統(tǒng)一般有三個控制系統(tǒng)，這三個控制系統(tǒng)都是基于模糊控制之上構(gòu)建的暖通空調(diào)控制系統(tǒng)，這個控制管理系統(tǒng)一般比PID控制系統(tǒng)的節(jié)能管理更具有優(yōu)勢，在穩(wěn)定性方面更加出色。傳統(tǒng)的PID控制系統(tǒng)一般在操作原理方面更加的簡單，所以當(dāng)問題出現(xiàn)的時候維修工作也更加的快速，因此PID控制系統(tǒng)在應(yīng)用方面也更加的廣泛。

3 結(jié)語

基于人們生活水平的提升，對生活質(zhì)量的要求也越來越高，在現(xiàn)代建筑工程的建設(shè)過程中，暖通空調(diào)工程已經(jīng)成為了建筑物內(nèi)部不可缺少的一個重要組成部分，而且暖通空調(diào)系統(tǒng)的好壞，對建筑物內(nèi)部的環(huán)境和人們的生活環(huán)境有著直接的關(guān)系。但是，暖通空調(diào)制冷系統(tǒng)在工作運行過程中，會消耗大量的能源，在暖通空調(diào)工程領(lǐng)域的相關(guān)技術(shù)研究人員，要對暖通空調(diào)制冷系統(tǒng)的節(jié)能技術(shù)進行深入研究，以提高制冷系統(tǒng)的工作效率。

參考文獻：

[1]王晴晴.暖通空調(diào)制冷系統(tǒng)的優(yōu)化與控制技術(shù)分析.科技創(chuàng)新與應(yīng)用.2020年（06）：163-164

[2]曹玨末.暖通空調(diào)制冷系統(tǒng)的優(yōu)化與控制技術(shù)分析.工程建設(shè)與設(shè)計.2019年（02）：71-72