暖通空調制冷系統的優化控制方法研究

萬奇 趙永成 史相茹

摘要：隨著人們生活水平的不斷提升，對生活、工作環境的舒適度要求的提高，暖通空調被逐漸普及到家庭和企業中，充分發揮了其調試室內溫度、改善室內空氣清潔度的作用，為提高人們生活質量做出巨大貢獻。但因其在運作中會消耗較多的能源，不利于環境友好型社會的發展，因此要不斷改進暖通空調系統。制冷機是其中的核心機械之一，加強優化控制制冷機能有效提升暖通空調運作效率，并降低其能耗。

關鍵詞：暖通空調；制冷系統；優化控制；方法

中圖分類號：TU83文獻標識碼：A文章編號：2095-3178（2018）19-0307-01

1暖通空調制冷系統的工作原理

暖通空調在實際工作過程中，其制冷作用主要是通過熱量的交

換來實現的，制冷劑在冷凝器、壓縮機、節流閥以及蒸發器四個設備當中不斷地循環，在自身狀態發生一定變化的同時實現了熱量的釋放和吸收。在蒸發器當中對熱量進行吸收，此時制冷劑就會由液體轉變為低溫低壓的氣體，然后再將其吸入到壓縮機當中并將其壓縮成為高壓高溫的氣體，此類氣體會在冷凝器當中將自身所攜帶的熱量傳遞給水或者是空氣，然后又變回液態，就是這樣不斷地循環對熱量進行不停地交換以達到降溫的目的。

在暖通空調運行過程中，不但會存在制冷劑的循環，而且還存在冷凍水、冷卻水還有室內空氣的循環，制冷劑被制冷機利用壓縮機壓縮成液態之后送到蒸發器當中，然后和冷凍水之間進行熱量的交換，再由冷凍泵將冷凍水送至風機的風口的冷卻盤管當中，在風機的吹送作用下達到有效的降溫處理。制冷劑在蒸發之后便在冷凝器當中轉換成了氣體形態，然后由冷卻泵將冷卻水送到冷卻塔上，并由水塔風機對其實施噴淋冷卻，經過和空氣之間的熱量交換將熱量釋放出去。在這幾種熱量循環過程中，都和制冷劑發生了一定的熱量交換，通過這樣的循環將室內溫度降低以達到有效的制冷效果。

從其制冷工作原理就可以看出，在制冷過程中能耗損耗最大的一個部分就是制冷系統，所以想要降低能耗就應該對這部分的能量損耗進行充分的研究和管控。

2控制制冷機在暖通空調中的作用及優化

2.1冷卻作用

制冷機是制取冷量的主要機械，是暖通空調系統中制取和輸出冷量的關鍵機械之一，所消耗的能量占暖通空調整體運作消耗總能量的50%左右，因此優化控制制冷機很大程度上決定了整個暖通空調系統是否處于良好運行狀態，而要解決暖通空調系統高能耗的問題，就必須對制冷機進行優化控制，在改進該項功能時應基于現有技術和運行數據，掌握制冷機工作原理，及其高耗能的原因，做到針對性優化控制。制冷機起到制冷效果是通過蒸發器中制冷劑和冷凍水的熱量傳遞達成的，冷凍水溫度降低。冷凍水經過壓縮機壓縮成氣體，在經過制冷機組時發生冷凝反應，流經冷卻塔與其中冷卻水發生熱量交換，重新變成液化形態，在熱交換器與熱風進行混合處理，成為冷風，輸送到室內環境中，降低室內溫度。在冷卻的過程中，具有加濕和除塵的功效。

2.2優化方法

隨著科技的發展，對暖通空調控制制冷機的不斷研究，將制冷

機工況COP作為衡量暖通空調和制冷機工作狀態的參數，更加確定制冷機工作效率。COP是制冷劑溫度與吸氣壓力之間的關系值，在制冷機制冷過程中，其制冷能力越高，相應的制冷機系統吸氣壓力也會增高，而隨著制冷機系統吸入高壓氣體，其吸入冷氣的制冷量也會增加，在一定負荷下，COP值達到最優，暖通空調制冷效果更佳。此外，在研究暖通空調制冷技術時，研究人員會用到CFD技術，輔助計算暖通空調中動量、能量等數據，質量守恒方程建模，提高研究暖通空調制冷技術效率。CFD技術可以按照自身嚴格計算程序處理及計算暖通空調制冷過程中涉及到的大量數據，并獲得準確的、可視化的數據結果，應用于研究人員研究評估中，嘴和合理運用到實際生產中，有效節省了研究人員的工作時間，優化了暖通空調控制制冷系統的研究。

在使用CFD技術之前，研究人員要首先將壓縮機實際工作中的具體參數記錄、確認下來，包括其工作轉動頻率、吸氣時壓力等，然后通過CFD技術優化暖通空調控制制冷系統參數，將暖通空調投入使用，之后對比預先設置數據和制冷機系統實際工作中的數據，接著將制冷機實際工作時產生的數據建立BP神經網絡模型，其中輸入量與制冷劑溫度、制冷系統壓縮機工作狀態相關，輸出值在為制冷機系統的吸氣壓力，壓縮機工作狀態與自身出入口負荷值的測量值相關。此外，COP是制冷劑溫度與吸氣壓力之間的關系值，制冷劑溫度與吸氣壓力具有正相關，在暖通空調運作中，不同狀況下，會產生不同負荷變化，制冷機系統吸氣壓力也會產生變化，通過研究之后獲得的實際參數也會有所不同。然后研究人員將這些活動產生的參數進行篩選，總結出在最優狀態下暖通空調制冷機系統的工作參數，以這參數為依據，將其設定在生產的暖通空調中，讓暖通空調在最優化的參數設定狀態下投入使用，優化暖通空調。此外，也可以通過調控制冷系統壓縮機的工作頻率在實際過程中優化暖通空調制冷系統。

3暖通空調今后的發展趨勢

在暖通空調未來的發展過程中，我們還需要對制冷技術進行不

斷地提升和優化處理，應該將節能環保和健康智能趨勢最為主要的發展方向。近些年隨著暖通空調制冷技術的不斷提升，在自動清潔、靜音以及直流變頻等各項方面的技術都已經取得了很大的進步和提升，相對比較成熟，各種各樣的現代化科學技術逐漸被應用到暖通空調制冷過程中。特別是變頻技術和物聯網技術的出現，為暖通空調未來的節能控制、遠程控制還有新冷媒技術等多個方面的優化奠定了堅實的前提基礎。除此之外，隨著人們生活水平的不斷提升，大家對生活條件和居住環境都有了更好的要求，這也要求暖通空調逐漸向著環保健康的方向發展。

結論

總而言之，隨著我國社會經濟的快速發展和人們生活水平的不

斷提升，暖通空調已經成為現代化建筑當中不可或缺的一個組成部分，可是在實際應用過程中，暖通空調的制冷劑總是出現一定的運作問題，而且能耗也相對比較高，和我國現如今的能源緊缺問題之間不相符，同時也不符合我國可持續發展的戰略要求。在暖通空調運行過程中，能耗最大的就是制冷系統，所以對該系統進行不斷地優化處理有著十分重要的意義。另外，我們還應該從生活當中的每一個細節做起，學會如何更好地節能，將節能理念充分應用到暖通空調系統當中。

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