暖通空調制冷系統的優化控制方法

高誼濤

摘 要：近年來，隨著社會的不斷發展，人們生活水平不斷提高，對所處環境有著越來越高的要求，空調已成為人們日常生活的重要組成部分。暖通空調的制冷系統是通過制冷劑實現熱量的交換，為了營造更好的生活和工作環境，空調廠家需要不斷優化控制空調制冷系統，創造潔凈、舒適的室內環境，確保房間內溫濕度能夠在空調最低耗能的基礎上調節到最適宜狀態。本文簡要介紹了暖通空調制冷系統的工作原理，重點分析了暖通空調制冷系統的優化控制方法，以期能為有關方面的需要提供借鑒和參考。

關鍵詞：暖通空調；制冷系統；優化控制

中圖分類號：TU83 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）15-0139-02

由于制冷劑運作問題，暖通空調一直具有較高的能耗，暖通空調制冷系統的年能耗量占據建筑30%-45%的總能耗量，使我國能源的供求關系進一步惡化。在現代建筑中，暖通空調作為重要基礎設備，能夠創造潔凈舒適的生活和工作環境，但其所產生的大量能耗也使能源供需之間矛盾進一步加劇，需要相關生產單位不斷優化空調系統，提升了暖通空調在運作時的節能效果，更好的給人們提供服務。

1 暖通空調制冷系統的工作原理

在暖通空調運行中，制冷系統一般通過制冷系統完成熱量交換，制冷劑在四個元件中不斷循環，其中包括冷凝器、節流閥、壓縮機和蒸發器。元件的自身狀態出現變化后，能夠實現對熱量的釋放和吸收。在蒸發皿中，制冷劑吸收熱量后由液體變為低壓低溫氣體，壓縮機吸入氣化的冷卻劑并將其壓縮成高溫高壓的氣體，這些氣體在冷凝器中向空氣或者水傳遞大量熱量，從而形成液體狀態，完成整個循環。液體經過多次循環后能夠實現熱量的交換，從而使溫度有效降低。在暖通空調使用中，不僅可以進行制冷劑循環，還可以進行冷凍水循環、冷卻水循環和室內空氣循環，這三種循環都與冷卻劑直接或間接的發生熱量交換，從而實現制冷效果，有效降低室內空氣溫度。通過認真分析制冷系統的工作原理能夠看出，大部分能源消耗就是制冷系統，進一步優化控制暖通空調制冷系統能夠使能量損耗最大限度地降低.

2 暖通空調制冷系統的優化控制方法

2.1 暖通空調工程制冷管道敷設

架空管道通常按照墻、柱、梁的實際位置在敷設過程中進行優化布置，同時還要將專用的支架設置在施工位置，使其穩定性有效提高。在暖通空調制冷管道敷設過程中，需要在相同的支架上布置制冷系統的吸氣管與排氣管，而且要在吸氣管的上部放置排氣管。如果同時布設多根管道，需要將一定的距離預留在平行狀態的管道之間，避免管道近距離施工出現摩擦，對其使用性能造成一定影響。為了避免冷橋現象出現在吸氣管道與支架之間，可將已被油完全處理過的木塊放入管道與支架之間。在施工過程中，施工人員需要對管道的完整性進行認真檢查，不允許有空隙等現象出現。施工人員要對制冷管道的接口進行加工，使其從三通接口變為順流三通，主管的規格加大一號，并將冷報彎應用于制冷管道彎道部位，從而避免管壁內嵌入污染物，對管道的使用性能造成嚴重影響。

地下敷設一般分為通行地溝敷設、半通行地溝敷設和不通行地溝敷設三種。在敷設通行地溝時，需要控制地溝凈高不超過1.8m，如果同時敷設多個管道，需要在其他管道的下部敷設低溫管道，并控制一定的距離；在敷設半通行地溝時，地溝凈高控制在1.2m左右，不適合同時敷設多條冷暖管道，容易出現交叉影響；在敷設不通行地溝時，一般使用地溝蓋板，施工人員需要單獨敷設低溫管道，使敷設的效果得到提高。

2.2 制冷機優化

在暖通空調的制冷技術中，CFD技術被研究人員進行合理運用，主要是因為該技術能夠形成暖通空調中數據動量、能量、質量守恒方程的建模及其復雜的計算，給暖通空調制冷技術的研究效率提供了極大地幫助，使工作人員的研究時間和財力得到節省。CFD技術能夠根據自身嚴格的計算程序對大量數據進行精確有序的處理和計算，切計算所得數據具有較高的準確性和真實性，能夠給暖通空調的控制制冷系統的研究提供大量數據支持。暖通空調制冷技術研究的關鍵就是被視化的龐大數據，在全面評估這些數據以后，才能夠在實際生產中被研究人員進行合理運用。因此，CFD技術不僅能夠縮短研究人員的數據處理時間，而且能夠優化控制制冷系統。現如今，研究人員在使用CFD技術前，需要確認在實際投入使用時壓縮機的工作狀況，掌握工作狀態下壓縮機轉動頻率，認真記錄室內吸收冷氣時的壓力等參數，研究人員在優化控制制冷系統時需要根據相關參數完成。工作人員需要根據制冷機實際工作數據建立BP神經網絡模型。輸入量在BP神經網絡模型中密切聯系著制冷系統中壓縮機工作狀況和制冷劑的溫度，而壓縮機工作狀況控制需要以出入口負荷值為依據進行施工，BP神經網絡模型的輸出值就是制冷機系統的吸氣壓力。

2.3 BP神經網絡在暖通空調制冷系統中的應用

作為一種多層反饋的網絡系統，BP神經網絡能夠對隱藏單元連接問題進行有效解決。而且BP神經網絡在對非線性映射問題進行解決時有著無以取代的作用。根據BP神經網絡的特性一般在模式的識別與分類、函數系統控制和壓縮數據三個方面應用較多：一是在計算機的數據中，BP神經網絡可以根據不同數據特征對文字、圖片和語言等信息進行智能識別，然后有針對性的進行信息歸類，使信息處理速度不斷加快；二是可以利用其自身非線性的特點進行BP神經網絡函數建模，模型建成以后在工業控制中廣泛應用該系統，例如控制機器人運動軌跡等；三是對數據進行壓縮，使數據所占據的內存空間有效減少。同時，BP神經網絡還能夠抽取數據的特征，便于分析數據。

按照BP神經網絡的上述特征，能夠在暖通空調的制冷系統中應用這種神經網絡，有效模擬出空調制冷系統中制冷機吸氣壓力。由于暖通空調制冷機具有較強的能耗，因此其精確性在收集其能耗狀態時很難得到保障。這時可以將BP神經網絡的作用充分發揮，真實的模擬相關數據。BP神經網絡能夠將任意的連續非線性函數模擬出來，利用神經網絡模型最大限度的接近實際值。在暖通空調中，BP神經網絡能夠實時監測制冷機狀態，便于后續的調整和控制。

3 暖通空調節能優化策略

（1）設計節能的冷卻水、冷熱水和風系統。一是通過選擇一泵到頂的設計方法，使施工成本有效節約，建筑耗電量大幅降低，后期維護保養工作不斷減少；二是設計合理的冷卻水系統使空調系統供回水冷凍水溫度差有效減小，使系統能耗大幅減低，同時選擇閉式循環模式使系統使用年限大幅增加，采取有效措施使系統的輸送能耗得到降低；三是針對較少水資源的區域，通過冷卻塔循環運行模式使循環水泵揚程減小，降低空調系統能耗，并對冷卻塔位置的通風效果加強注意。在設計暖通空調風系統時，需要設計一定的變風量，不僅能夠對空調系統總風量進行控制，而且能夠對風量負荷進行準確調整，從而使風機能耗和運行容量進一步減少，實現節能效果。

（2）設計熱回收裝置。暖通空調系統在實際應用中浪費大量的余熱，這些余熱具有很大的價值，如果能夠通過熱回收裝置進行重新利用，利用熱交換裝置對濕熱或總熱進行傳遞，可以使冷熱源能耗得到降低，滿足濕熱變化的需求，從而使空調系統運行所消耗的能量大大節省。為了使環境質量得到保障，運行暖通空調系統時需要將一些空氣排出，這會使系統能耗增加，而且系統能耗會在新風處理過程中再次增加，但熱回收裝置安裝以后，能夠將系統的排風能量充分回收，并用它對新風進行處理，從而使系統能耗明顯減少，機組的運行負荷有效降低，使暖通空調系統具有良好的經濟性和明顯的節能性。現如今，可利用熱管換熱器、熱泵系統、蓄冷和蓄熱系統、熱回收環以及換熱器等來設置暖通空調系統的熱回收裝置，通過熱水系統和制冷機組的結合在冷凝熱回收時加熱處理生活用水用回收的熱量，不僅給日常用水提供了便利，而且實現節能減排的目的。

4 結語

綜上所述，在暖通空調中，制冷系統作為核心元件，具有較大的能耗量，因此需要不斷優化控制空調制冷系統，使系統能耗最大程度的降低，使系統的運行效率進一步提高。受暖通空調的制冷劑運作影響，其具有較高的能耗，使我國能源的供求關系收到嚴重影響，所以對其進行優化的控制有著重要意義。

參考文獻

[1]夏毓，孫罡.暖通空調制冷系統的優化控制研究[J].民營科技，2016，（05）：41+238.

[2]楊時弘.暖通空調工程中制冷系統管道設計及施工技術探討[J].企業導報，2016，（14）：57.

[3]劉雪峰中央空調冷源系統變負荷運行控制機理與應用研究[D].華南理工大學，2012.