汽車暖通空調(diào)制冷系統(tǒng)的優(yōu)化控制策略

張聰聰 張凱

摘 要：汽車暖通空調(diào)技術(shù)的主要功能包括加熱，通風(fēng)和空氣處理。一般分體式空調(diào)常常無(wú)法處理空氣問題，暖通空調(diào)具有這方面的優(yōu)勢(shì)，暖通空調(diào)可以使室內(nèi)空氣更加清潔。暖通空調(diào)可以做到這一點(diǎn)的原因主要是消除許多空氣污染物，如煙塵細(xì)菌，以及調(diào)節(jié)濕度，以創(chuàng)造一個(gè)舒適的車內(nèi)環(huán)境。但是，暖通空調(diào)的噪音相對(duì)較大，并且很容易影響人們的睡眠。

關(guān)鍵詞：汽車空調(diào)系統(tǒng);溫度控制;空調(diào)蒸發(fā)器;結(jié)霜;溫度傳感器;參數(shù)

首先汽車空調(diào)系統(tǒng)中的溫度傳感器的位置要設(shè)置合理，這樣對(duì)汽車空調(diào)溫度的控制精度大幅提高，進(jìn)而改善汽車內(nèi)部的舒適度。

1 汽車空調(diào)系統(tǒng)溫度控制概述

（1）機(jī)械式溫度控制器。機(jī)械式溫度控制器也被稱作手動(dòng)溫度控制器，其主要有三部分組成（感溫系統(tǒng)、調(diào)節(jié)裝置和觸電開關(guān)）。機(jī)械式溫度控制器的優(yōu)點(diǎn)是可靠性高，使用壽命長(zhǎng)，成本低廉，受汽車的振動(dòng)小。機(jī)械式溫度控制器的缺點(diǎn)是控制精低，正是由于這個(gè)缺點(diǎn)，機(jī)械式溫度控制器大多數(shù)在一些低端的汽車空調(diào)系統(tǒng)中使用的較多。

（2）電子式溫度控制器。電子式溫度控制器是基于電阻感溫來(lái)對(duì)溫度進(jìn)行測(cè)量，其中電子式溫度控制器測(cè)溫電阻的主要材料多是貴金屬（鉑金絲、銅絲和鎢絲），電子式溫度控制器的優(yōu)點(diǎn)也十分顯著，與機(jī)械式溫度控制器相比，其主要的優(yōu)點(diǎn)是體積小，穩(wěn)定性高，控制精度高，這些優(yōu)點(diǎn)對(duì)提高汽車空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性具有顯著的意義。電子式溫度控制器體積小，精度高，所以其十分適合運(yùn)用在家用汽車中。

2 暖通空調(diào)控制技術(shù)優(yōu)化策略

（1）根據(jù)用戶需求設(shè)置調(diào)節(jié)溫度。暖通空調(diào)的能耗是十分大的，其在使用過(guò)程中能源浪費(fèi)現(xiàn)象十分嚴(yán)重。正是由于這些缺點(diǎn)，人們一直在探索如何改善這個(gè)缺點(diǎn)。人們假想如果可以根據(jù)建筑內(nèi)的用戶需求的溫度，來(lái)調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度從而減少室外環(huán)境對(duì)室內(nèi)環(huán)境溫度造成的不利影響，這樣就可以在滿足人們對(duì)建筑舒適度要求的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出更加科學(xué)合理的暖通空調(diào)控制器，從而使能耗降到最低。

（2）暖通空調(diào)控制系統(tǒng)的滾動(dòng)優(yōu)化。如今大多數(shù)暖通空調(diào)控制系統(tǒng)是基于暖通空調(diào)的數(shù)學(xué)模型的，我們可以優(yōu)化模型的目標(biāo)函數(shù)，從而優(yōu)化暖通空調(diào)的控制性能。依據(jù)模型的目標(biāo)函數(shù)，不斷優(yōu)化其邏輯算法，從而使空調(diào)運(yùn)行在過(guò)程中，可以使空調(diào)所處的環(huán)境參數(shù)以及空調(diào)自身的參數(shù)在控制系統(tǒng)的滾動(dòng)優(yōu)化中得到不斷的優(yōu)化，從而可以是控制參數(shù)始終是最優(yōu)的。

（3）加強(qiáng)對(duì)空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行預(yù)測(cè)。我們可以根據(jù)暖通空調(diào)的特點(diǎn)和相關(guān)參數(shù)來(lái)建立虛擬模型，把仿真條件下的參數(shù)按照實(shí)際工作中面對(duì)的各項(xiàng)環(huán)境參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，從而使用模型模擬實(shí)際的工作環(huán)境來(lái)初步獲得暖通空調(diào)的最佳運(yùn)行控制參數(shù)，這樣也可以提前預(yù)知各項(xiàng)對(duì)暖通空調(diào)的干擾因素，從而提前采取對(duì)策，提高處理突發(fā)事件的能力，從而提高暖通空調(diào)的工作效率。這種通過(guò)預(yù)測(cè)空調(diào)的運(yùn)行情況這種方法是目前研究的熱點(diǎn)問題。

（4）做好暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)性與質(zhì)量的統(tǒng)一。暖通空調(diào)系統(tǒng)的最優(yōu)化設(shè)計(jì)是暖通空調(diào)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性、可靠性與質(zhì)量等各項(xiàng)因素的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案中需要就暖通空調(diào)系統(tǒng)所使用能源的價(jià)格、暖通設(shè)備的性價(jià)比等進(jìn)行多層次的比較，確保暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的科學(xué)性與合理性。

（5）暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要具有良好的可操作性和調(diào)節(jié)性。為保證暖通空調(diào)系統(tǒng)能夠良好地運(yùn)行，暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)需要確保暖通空調(diào)系統(tǒng)具有良好的調(diào)節(jié)性能。在進(jìn)行暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)可以從VRV變頻空調(diào)系統(tǒng)和VAV空調(diào)系統(tǒng)2種方案中進(jìn)行合理化選取。

（6）優(yōu)化暖通空調(diào)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工序、工藝設(shè)計(jì)。暖通空調(diào)制冷系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的整體，在對(duì)暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)需要充分考慮暖通空調(diào)系統(tǒng)與其他系統(tǒng)的交叉問題。在實(shí)際當(dāng)中為了加強(qiáng)效果與效率，常常采用不同系統(tǒng)之間的穿插、同時(shí)利用模式。暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中應(yīng)當(dāng)結(jié)合這一問題，在設(shè)計(jì)時(shí)針對(duì)不同系統(tǒng)之間的結(jié)合走線問題進(jìn)行充分的考慮。

3 汽車空調(diào)蒸發(fā)器結(jié)霜問題原因分析

眾所周知，水蒸氣在零度以下就會(huì)開始凝結(jié)，當(dāng)溫度不斷的降低時(shí)，凝結(jié)的霜就開始慢慢的變?yōu)楣腆w冰。那么當(dāng)汽車空調(diào)蒸發(fā)器有結(jié)霜的時(shí)候，大多數(shù)情況是汽車長(zhǎng)期處于低于零度的外界環(huán)境下，所以才會(huì)使蒸發(fā)器有結(jié)霜的現(xiàn)象。導(dǎo)致這種現(xiàn)象的發(fā)生多半是溫度傳感器安裝位置不合理導(dǎo)致的，還有可能就是通風(fēng)量出現(xiàn)嚴(yán)重的不足，當(dāng)蒸發(fā)器換熱嚴(yán)重不足的時(shí)候，結(jié)霜現(xiàn)象就時(shí)常發(fā)生。

（1）溫度傳感器位置布置不合理對(duì)結(jié)霜的影響。汽車空調(diào)系統(tǒng)蒸發(fā)器的表面大多數(shù)都會(huì)安裝溫度傳感器，這樣就可以全面反映汽車內(nèi)的溫度，這樣也更利于蒸發(fā)器的溫度能夠及時(shí)有效的反饋給溫度傳感器。

（2）風(fēng)量濕度對(duì)結(jié)霜的影響。通風(fēng)大小和空氣濕度對(duì)蒸發(fā)器表面結(jié)霜都會(huì)有影響。蒸發(fā)器無(wú)論是在干燥的環(huán)境下或者在濕度較大的環(huán)境下，在一定范圍內(nèi)，蒸發(fā)器結(jié)霜量會(huì)隨著通風(fēng)量的增加而增加，但是，當(dāng)通風(fēng)量增加到一定程度時(shí)，蒸發(fā)器結(jié)霜現(xiàn)象就會(huì)停止。

（3）系統(tǒng)制冷程度對(duì)結(jié)霜的影響。壓縮機(jī)作為汽車空調(diào)系統(tǒng)的重要組成部分，主要由汽車發(fā)動(dòng)機(jī)為其提供驅(qū)動(dòng)的動(dòng)力支持。這也使壓縮機(jī)性能會(huì)受到發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的直接影響。

4 汽車空調(diào)溫度傳感器位置設(shè)置及控制參數(shù)確定

（1）溫度傳感器位置的選擇。通過(guò)溫度傳感器測(cè)量溫度，來(lái)間接控制壓縮機(jī)的停止與運(yùn)行。使用溫度傳感器的安裝位置就十分的重要了，如果溫度傳感器的安裝位置不合理，那么其所測(cè)量的就會(huì)有誤差，我們就不能精確的通過(guò)空調(diào)系統(tǒng)來(lái)調(diào)節(jié)汽車內(nèi)的溫度了。

（2）溫度控制參數(shù)的確定。通過(guò)傳感器溫度來(lái)設(shè)置汽車空調(diào)系統(tǒng)壓縮機(jī)的控制參數(shù)，通過(guò)設(shè)置參數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)壓縮機(jī)的運(yùn)行操作。控制參數(shù)的合理性會(huì)對(duì)車內(nèi)的舒適度有著十分顯著的影響。

5 結(jié)語(yǔ)

伴隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷快速增長(zhǎng)，人們的物質(zhì)生活也得到不斷提高，人們對(duì)衣食住行的要求也不斷提高。

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