暖通空調制冷系統的優化與控制技術分析

張曉斌 王志勇

摘要：在我國大部分建筑高層建筑內，暖通空調制冷系統每年運行過程中產生的能耗占到建筑總體的1/3～1/2，其用電花費的資金也非常多。鑒于此，相關部門必須進一步加強對暖通空調制冷系統的優化與控制，使其逐漸向低能耗運行方式轉變，為人們提供舒適、潔凈的生活以及工作氛圍，提高人們的生活質量。在暖通空調的運行過程中，核心元件是暖通空調的制冷系統，該部分也是耗能量最大的部分。本文結合實際工作經驗，對相關內容展開論述。

關鍵詞：暖通空調;制冷系統;優化;控制技術;分析

隨著經濟社會的高速發展，人們的生活水平不斷提高，對涉及生活質量的各個方面都提出了更高的要求。同時，在現代建筑的建設過程中，暖通空調己成為不可或缺的重要部分，對人們的生活和工作環境有重要的影響。但是，在暖通空調制冷系統的運行過程中，通常會消耗較高的能源，不符合我國經濟社會的可持續發展理念，同時對環境也產生了不良的影響。鑒于此，相關領域的科研人員必須進一步優化暖通空調制冷系統，加強對該系統的有效控制。

一、暖通空調制冷系統的工作原理

暖通空調的實際作業過程中，最主要制冷效果是通過熱量的交換來完成。通過制冷劑在冷凝器、壓縮機、節流閥、蒸發器四個設備中不停的循環，促使制冷劑自身狀態變化的同時完成對熱量的吸收和釋放。蒸發器負責吸收熱量，對大量熱量的收集工程中，制冷劑發生變化由原來的液體轉變成為低溫低壓的氣體，此部分氣體進入到壓縮機中，受壓縮機作用轉變成為高壓高溫氣體，該氣體進入冷凝器中，把自身的熱量傳遞給空氣和水，并轉變回液體。通過如此的循環，熱量的交換來實現降溫的目的。暖通空調的實際運行中，不光存在制冷劑的循環，還有冷凍水、冷卻水、室內空氣的循環，制冷劑通過壓縮機作用，被壓縮成液態后進入蒸發器當中，之后與冷凍水進行熱量的交換，再經過冷凍泵，這時冷凍水就來到風機封口的冷卻盤管中，通過風機的吹送作用進行降溫處理。制冷劑經過蒸發后，通過冷凝器轉換成為氣體，經由冷卻泵，冷卻水被送至冷卻塔上，通過水塔風機的噴淋冷卻，最終經過跟空氣之間的熱量交換，實現了熱量的釋放。

二、暖通空調制冷系統的優化與控制技術分析

（一）BP神經網絡的應用

BP神經網絡在暖通空調的制冷系統中是比較常見的，這種網絡系統的優點在于，不僅能夠對多層進行反饋，解決神經網絡中相關的隱藏問題，還能促進非線性映射問題的解決。首先，BP神經網絡能提高信息處理能力，BP神經網絡通過對文字、語言、圖片等信息的有效識別，將不同的信息類別進行準確的歸類，幫助工作人員減輕作業負擔，提高信息分類整理的準確性。另外，BP神經網絡能夠利用網絡結構，結合非線性的特點組建函數模型，對函數系統實行精準化控制。函數模型在工業化控制系統中的運用，能有效把控機械運行方式。將其運用到暖通空調的制冷系統中，能夠模擬制冷系統中制冷機的吸氣壓力。基于暖通空調制冷機能耗的非線性，為分析其能耗的狀況造成一定的阻力。因此，通過BP神經網絡可以模擬制冷系統運行真實的情況，并得到有關的可靠數據，從而提高技術人員參數的精準度。最后，利用BP神經網絡可以真實模擬風險性函數的特點，建立符合實際運轉要求的網絡模型，為暖通空調的制冷系統的優化和控制方案提供參考和依據。

（-）Machb語言的應用

Matlab語言一種程序語言，它能夠處理大量的龐雜數據，而且保證數據處理的效率和準確率，是一種數據處理能力的極強程序語言。Matlab語言廣泛應用到控制系統、圖像處理系統和仿真系統等各個領域。科學技術的發展，不斷促進Matlab語言應用系統的提升，各個領域的研究人員也基于自身的工作需要，不斷探索研究，制造了Matlab語言工具箱。工具箱方便人們調取實際工作中相關的某一子程序，也就是模塊化的應用。如此一來，不僅能夠提高使用的便捷性，還有利用簡化控制操作流程。Matlab語言和BP神經網絡可以同時作用于暖通空調的制冷系統，兩者的結合，實現的制冷系統的模塊化控制。制冷系統可結合模塊特征來完成相關設定，制冷系統的運行和操作也更加便捷，提高了暖通空調的運行效率。

（三）自適應模糊控制系統的應用

自適應模糊算法是基于自適應模糊控制器、自適應學習能力模糊邏輯系統的算法，該算法能夠通過對采集的數據及信息的分析，對邏輯關系的參數實施自調整。自適應模糊系統采用了自適應模糊算法的優化控制策略，來實現對暖通空調制冷系統的優化控制。首先它可以實現對制冷系統的整體優化。因為暖通空調制冷的過程，是多個子程序同步循環的過程，是一個有機的整體，單純的對某一個或者是某一部分的元件實施優化，雖然在一定程度上能夠提升運行能力，但空調的運行能耗并未得到有效的控制。自適應模糊控制系統的是以整體的優化為出發點，將制冷系統進行全局優化。其次，自適應模糊系統還能有效的控制制冷系統的消耗功率。通過自適應模糊算法，能找到冷卻水系統的最適宜溫度，促進空調制冷系統于外在環境的協調性，進而實現制冷系統運用最低的能耗完成傳熱過程中的平衡。如此一來，有效的控制了制冷系統的消耗功率。最后，自適應模糊控制系統具有強大的調節能力和學習能力。它可實現控制參數的實施在線調節，促進優化控制模塊的進步和改善，確保控制調節的有效性。

三、結語

隨著社會的進步和經濟水平的提高，人們追求舒適的辦公環境和居住環境，我國大部分商用和民用建筑中都配置了空調，鑒于目前能源的短缺，提升空調制冷系統的優化控制，降低空調能耗，能夠有效的促進社會經濟的健康發展。暖通空調制冷系統的年能耗量，占據建筑總能耗量的25%-50%左右，空調作為優化環境的必要基礎設計，普遍性強，同時也產生了大量的能源消耗，加劇了能源的供需矛盾。

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