暖通空调制冷系统的优化与控制

暖通空调制冷系统的优化与控制

吴婷

广东欧科空调制冷有限公司 ,广东东莞市

摘要：暖通空调是人们生活中的重要组成部分，能起到调节室内温度、提高室内舒适度的作用。不过暖通空调系统也存在较大的能源损耗，尤其是在夏季制冷中，能源消耗量最大，加剧了建筑物的运行负担，对生态环境造成了破坏。为此，就有必要对暖通空调中的制冷系统加以分析研究，并采取科学措施减少能耗问题，优化暖通空调的性能。

关键词：暖通空调；制冷系统；优化与控制；

暖通空调制冷系统带来的能耗问题已经占建筑总能耗的一半左右，在当前暖通空调系统安装较为普遍的环境下，制冷系统产生的能耗问题对可持续发展理念的落实带来阻碍。故而就需要对暖通空调制冷系统加以分析和研究，找出高能耗问题产生的原因，并加以处理，以满足人们的生活需求。

1暖通空调制冷系统的工作原理

暖通空调制冷系统的运行完全依赖制冷剂，制冷剂在系统运行中会发生一定的化学反应，进而实现热能的吸收和释放，为制冷提供充足的能源供应。制冷剂在投放使用中，会依次经过压缩机、冷凝器、节流阀、蒸发器这四个系统设备。具体流程为：制冷剂投放后，顺着蒸发器进入压缩机，在这一过程中，制冷剂会吸收外界大量的热能，促使自身从液体状态转变成气体状态，之后进入到压缩机内，生成高温高压状态下的气体，再流入冷凝器，将自身含有的热量直接传导到空气或水等介质中，转变成液态形态，再通过节流阀节流降压，流入蒸发器，完成整个制冷循环过程。

2暖通空调制冷系统的现状

暖通空调制冷系统是依靠制冷剂完成室内温度调节，达到舒适性效果的。目前在暖通空调制冷系统中，较常使用的制冷剂以氟利昂化合物为主，具有无毒、阻燃性好、稳定性高、热能传导效果好等特点。不过在使用过程中，产生的气体会散播在大气中，且较长时间内不会消散，对臭氧层带来破坏，引起臭氧空洞或温室效应，所以很多国家已经明令禁止氟利昂的使用。

在这样的背景下，新冷媒制冷剂出现在人们的视野中，这一类型的制冷剂可解决氟利昂化合物带来的各种问题，不会对大气环境带来危害。新冷媒类型的制冷剂多是由氟、氢、碳等元素构成的，稳定性高，可加强制冷效果，满足人们生活需求，现今应用较为广泛。

3.暖通空调制冷系统的优化与控制方法

3.1 制冷剂的运用

制冷剂在暖通空调系统中占据着重要地位，是决定制冷量及输出冷量的关键，同时制冷剂运用循环过程中所需的能耗也是非常巨大的，如果不能对其加以科学管控，容易增加暖通空调系统运行的能耗，加大成本支出。为此，在对暖通空调系统实行优化控制时，应加大对制冷剂的重视度，在不影响暖通空调系统运行的基础上，进行优化调整，做到能源的科学管控。制冷剂的应用需要优先考虑制冷机的COP参数，该参数是衡量和评定制冷机运行情况的关键。一般情况下，人员通过对压缩机吸气压力和出入口制冷温度测量，获取相应参数数据。COP参数也能够对制冷机功率、能耗量予以准确判断。在制冷剂运行状态中，负荷相同的状态下，COP值越大，制冷机的运行工况越好，功率会相应降低，以维持制冷机安全运转，且产生的能耗也会随之降低。

从工作原理角度分析，制冷机运行中，保持冷凝压力不变的状态下，单位制冷量会因为吸气压力的增加而不断提高至一定值，而蒸气比容则会相应的减少。这是因为，吸气压力增加的过程中，压缩机的容积效率会增加，内部压力会因空间增大而有所缓解，功能性得到明显发挥，加大制冷量。从负荷方面展开分析可知，在负荷变化的状态下，制冷机要想提高工作效率，就需不断开展吸气压力的控制工作，但这会对压缩机带来一定影响。所以在实际作业中，为了促进压缩机的正常运转，保证制冷效果，需对吸气压力进行科学计算和调整，确保制冷机在良好运行状态下，发挥出最大功效，且不会造成较大的运行压力。

3.2 BP神经网络技术

BP神经网络技术构建一个多层反馈的网络系统，一方面解决了系统隐藏单元在连接过程中存在的问题，另一方面也可避免非线型映射问题的产生，实现暖通空调制冷系统吸气压力的真实模拟，了解系统结构特征，分析运行状况，找出问题并加以解决。BP神经网络技术特征为：

首先，模式识别和分类。计算机数据的种类很多，如图片、文字、语音等，利用该技术可对不同类型的数据加以识别和分类，从中将重要信息予以标记，方便日后使用。

其次，函数系统。该技术直接利用非线性功能完成函数建模，将系统的运行轨迹展现出来。尤其对于工业生产来说，可指导机器设备运行。

最后数据压缩和快速抽取。前者可减少数据空间占用率，后者则可提高数据调取和分析效率。根据对BP神经网络技术特征的了解，将其应用在暖通空调制冷系统中，既可加强吸气压力模型构建的准确性，又能维护系统运行中能耗数据收集的齐全性，为暖通空调制冷系统的优化提供更多依据，从而发挥出BP神经网络的作用，模拟真实数据。BP神经网络可以模拟任意的连续非线性函数，利用神经网络模型来逼近实际值。BP神经网络在暖通空调中可以实现制冷机状态的监测，方便后续的调整和控制。

3.3 MATLAB语言技术

MATLAB语言可以看做是BP神经网络系统的子系统，BP神经网络系统是直接构建运作模型，而MATLAB语言则是对系统内部模块展开优化和设计，完善系统内部功能。MATLAB语言技术在暖通空调制冷系统中的应用优势有：

一是优化系统设定。暖通空调制冷系统在运行中会受到内外环境变化的影响，增加运行过程中数据收集的难度。但是将BP神经网络和MATLAB语言结合后，能根据模块的特性快速设定程序，简化整个系统的运作。

二是实况数据的及时反馈。暖通空调制冷系统运行中，需要对吸气压力及制冷剂变化中的非线性关系加以明确，以此确定系统运行存在的能耗问题，给出有效的解决方案。不过在对这些资料数据收集中，如果采用传统方式，难度会有所上升。但是BP神经网络能够模拟非线性的映射，而MATLAB语言可快速处理数据，这就形成了较好的循环，最快速地把暖通空调制冷剂的运作状态反馈给系统，方便调整和控制。

4 暖通空调今后的发展趋势

结合暖通空调发展现状，可预测其在未来发展中，将逐渐加大制冷技术的研究力度，实现系统的优化调整。在暖通空调系统布置中，考虑到节能环保、健康智能等理念要求，增大暖通空调系统使用率。近年来，有关暖通空调系统制冷技术的研究日益深入，在自动清洁、静音、直流变频等方面获得了较好成就，而随着科技水平的提高，制冷技术的研究也会加大，暖通空调系统也将越来越成熟，制冷过程中存在的问题将得到有效解决和控制。另外，在暖通空调发展中，变频技术和物联网技术将会被应用其中，以达到远程控制、节能控制的目标。为了满足人们生活需求，暖通空调发展也将更注重绿色健康环保要求，以改善人们的生活质量，保障人体健康。

5结束语

上文阐述的三种技术方式，在暖通空调制冷系统优化和控制中起到了非常重要作用，且三个技术之间可相互配合，突显优化和控制效果，优化暖通空调制冷系统的运行效率，科学处理能耗问题，进而改善人们的生活质量，保护自然环境。

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