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

李雨言 王一丞

摘要：隨著社會逐漸步入到小康社會，人們?yōu)榱瞬粩嗵嵘钯|(zhì)量，充分享受舒適的辦公環(huán)境和居住環(huán)境，現(xiàn)如今空調(diào)已經(jīng)成了人們?nèi)粘Ｉa(chǎn)生活中必不可少的一個配置。特別是天氣炎熱的夏季，對于空調(diào)的使用率更是尤為高，但是在使用過程中空調(diào)的能耗幾乎占到了整個建筑能耗的50%以上，但是能源由不斷緊缺，所以就需要我們不斷降低空調(diào)的使用能耗，可以采取提升其運(yùn)行效率來減少能耗。鑒于此，本文主要對暖通空調(diào)制冷系統(tǒng)的工作原理，制冷劑在暖通空調(diào)工作中的作用。

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

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(yùn)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(fèi)的資金也非常多。鑒于此，相關(guān)部門必須進(jìn)一步加強(qiáng)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(yùn)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(yùn)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(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，對相關(guān)內(nèi)容展開論述。

一、暖通空調(diào)制冷系統(tǒng)的工作原理

在暖通空調(diào)制冷系統(tǒng)的運(yùn)行過程中，主要是利用制冷劑完成熱量的交換工作，并使制冷劑在相關(guān)設(shè)備的作用下，使自身的狀態(tài)產(chǎn)生一定的變化，最終實(shí)現(xiàn)熱量的吸收與釋放，為暖通空調(diào)制冷系統(tǒng)提供助力。一般情況下，制冷劑使用過程中涉及的設(shè)備包括壓縮機(jī)、冷凝器、蒸發(fā)器與節(jié)流閥4個部分。其中，制冷劑在蒸發(fā)皿中會吸收大量的熱量并由液體變?yōu)闅怏w。氣體狀態(tài)的制冷劑會被壓縮機(jī)吸入，并被壓縮為高溫高壓狀態(tài)下的氣體，該氣體會進(jìn)入冷凝器中，并在這一過程中將自身的熱量傳輸?shù)娇諝饣蛩校瑥亩纬勺钤嫉囊后w形態(tài)[1]。

二、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風(fēng)的溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)，我國現(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。可是其也具有一定的缺陷，那就是其可能會在空氣中散播很長的時間，最終漂浮到大氣層當(dāng)中，會引發(fā)一定的溫室效應(yīng)和臭氧空洞現(xiàn)象。現(xiàn)在世界上各個國家都對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]。

三、制冷劑在暖通空調(diào)中的作用及優(yōu)化控制

制冷劑在整個暖通空調(diào)系統(tǒng)當(dāng)中起著非常重要的作用，其主要起著制取冷量和輸出冷量的作用，能耗幾乎占到了整個暖通空調(diào)系統(tǒng)的一半左右，所以制冷劑的工作效率直接決定著整個系統(tǒng)的運(yùn)行效果，想要不斷提升暖通空調(diào)的制冷效果，降低能耗就需要不但提升制冷劑的工作效率，對其實(shí)施不斷地優(yōu)化處理，在實(shí)際應(yīng)用過程中制冷劑的COP參數(shù)其實(shí)就是衡量制冷劑工作效率的主要參數(shù)，在對制冷劑運(yùn)行工況進(jìn)行評價的時候主要就是根據(jù)壓縮機(jī)吸氣的壓力和出入口的制冷溫度進(jìn)行判定的。在負(fù)荷相同的情況下，制冷劑運(yùn)行工況存在多種情況，只有通過對COP值的計算才能做出準(zhǔn)確的判斷。制冷劑的功率會隨著工況的不同而出現(xiàn)一定的差異，如果負(fù)荷一樣的話，COP值越大制冷劑的工況就會越好，在相同制冷量環(huán)境下，最佳工況時制冷劑的能耗也是最低的。從制冷劑的制冷原理可以看出，如果冷凝壓力不變的話，制冷劑的單位制冷量就會隨著吸氣壓力的增大而升高，同時壓縮機(jī)吸入到制冷劑的蒸汽比容也會相對比較少，因?yàn)槲鼩鈮毫Φ牟粩嗵嵘瑝嚎s機(jī)的容積效率不斷提升，壓力比也會逐漸減小，實(shí)際吸氣質(zhì)量持續(xù)增大，壓縮機(jī)的制冷量也會有所增加[3]。

在不同負(fù)荷情況下，想要不斷提升制冷劑的作業(yè)效率就需要讓制冷劑在吸氣壓力比較大的狀態(tài)下作業(yè)，當(dāng)壓縮機(jī)的出入口制冷工況達(dá)到最佳的時候，我們可以采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型對吸氣壓力進(jìn)行準(zhǔn)確的計算，并將計算所得的數(shù)值作為設(shè)定值來對壓縮機(jī)的工作頻率進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，進(jìn)一步使得制冷劑達(dá)到一個很好的運(yùn)行狀態(tài)。在暖通空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行過程中，CFD技術(shù)也起著十分重要的作用，這種技術(shù)也可以叫做計算流體動力學(xué)，主要是利用計算機(jī)相關(guān)技術(shù)開發(fā)出來的一種數(shù)學(xué)模型，將其應(yīng)用到實(shí)際工作當(dāng)中可以實(shí)現(xiàn)對大量數(shù)據(jù)的有效計算，該項(xiàng)技術(shù)可以充分利用其具有的加速收斂技術(shù)把整個計算過程都簡單化，這樣就可以節(jié)省計算時間，大大提升工作效率和工作質(zhì)量。CFD技術(shù)可以充分利用自身的處理系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進(jìn)行快速計算和處理，而且對龐大數(shù)據(jù)的處理效果相對比較準(zhǔn)確，這樣相關(guān)的工作人員就可以實(shí)現(xiàn)對制冷系統(tǒng)的有效控制。在實(shí)際研究過程當(dāng)中，這些數(shù)據(jù)是關(guān)鍵性的依據(jù)，只有對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行評估之后方可被應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)過程當(dāng)中，同時也是對暖通空調(diào)制冷技術(shù)研究的最為基礎(chǔ)和關(guān)鍵性的一步。該項(xiàng)技術(shù)在暖通空調(diào)不同的模塊會發(fā)揮出不同的作用，根據(jù)研究表明對前端模塊的作用最大，這主要是因?yàn)樵趯?shù)據(jù)進(jìn)行計算的時候所需要的各種數(shù)據(jù)都是在前端所形成的。技術(shù)核心在將數(shù)據(jù)進(jìn)行充分的分析處理之后，將其提供給CFD模塊以為其實(shí)際應(yīng)用提供更大的便利。

四、結(jié)束語

隨著經(jīng)濟(jì)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)已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(yùn)行過程中，通常會消耗較高的能源，不符合我國經(jīng)濟(jì)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(jìn)一步優(yōu)化暖通空調(diào)制冷系統(tǒng)，加強(qiáng)對該系統(tǒng)的有效控制。

參考文獻(xiàn)：

[1]廖志偉.暖通空調(diào)制冷系統(tǒng)的優(yōu)化與控制技術(shù)分析[J].科學(xué)與財富，2017.

[2]夏毓，孫罡.暖通空調(diào)制冷系統(tǒng)的優(yōu)化控制研究[J].民營科技，2016（5）：41-41.

[3]張媛.暖通空調(diào)制冷系統(tǒng)的優(yōu)化控制方法研究[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2017（3）：28-29.