暖通空調制冷系統的優化與控制技術分析

曹靜 張悅

摘要：隨著國家經濟的不斷增長，人們的收入水平也得到了很大的提升，人們對日常生活居住環境質量有了更高的要求。在炎熱的夏季空調設備的使用頻率增加，本文主要針對空調設備的制冷原理進行了簡要的分析，并提出介紹了一些制冷系統控制和優化技術。

關鍵詞：暖通空調;制冷系統;優化控制

目前我國大部分城市都有很多高層建筑物，據相關統計數據顯示，在建筑物每年總體能源消耗量中，空調制冷系統能耗占據了1/3～1/2， 而且空調設備的用電費用也是一筆很大的開銷。因此，相關管理部門要對空調制冷系統的控制和優化技術進行不斷的研究，使空調設備能夠逐漸轉變為低耗能發展方向，進而為建筑居民提供舒適的工作和生活環境，以提高人們的生活質量。

1 空調制冷系統的控制和優化技術

為了確保冷卻系統能夠正常的工作運行，提高運行效率并確保冷卻系統的冷卻效果。通常情況下，在空調系統工作過程中，制冷系統在全部投入工作運行時，這就會對制冷系統帶來很大的運行壓力，導致系統運行過載消耗大量的能源。系統的能源消耗和運行效率，提供必要的理論依據和技術支持。

建筑暖通空調系統中，PID 控制是基礎空氣處理機 DDC 的一種常用控制方式，其主要是通過選擇能夠滿足系統運行要求、合適的 PID 參數，來確?？照{系統的安全、完整運行。PID 參數較小的情況下，則會增加暖通空調系統達到適宜溫度所需要的時間，從而加劇設備耗損，影響設備使用壽命;PID 參數較大的情況下，對于室內溫度的變化情況，暖通空調系統容易出現異常反應，如曲線陡峭，在較短時間內便達到預定溫度，導致室內溫差出現強烈變化，從而降低人們的舒適度。同時，室內溫度的上下震蕩，會導致水側電動調節閥出現周期性運動，導致控制系統管理失衡，降低其控制力。面對這樣的情況，為實現 BAS 系統運行效率的提高，可以采取雙級控制系統，各在空調送風通道、室內設置 1 個溫度傳感器，實現對應管理效果的提升，同時應用主控 DDC 控制器來確保室內溫度合理性，副 DDC 則根據空調送風通道中的溫度傳感器數值、借助 DDC 指令來對水閥實施驅動管理，從而可以實現控制方式有效性的提高，也可以為后續完整觸控模式的建立奠定良好基礎。

2 應用BP神經網絡技術

在暖通空調制冷系統中，BP神經網絡是一種比較常見的技術，BP神經網絡系統的主要優點在于其不僅可以對多層進行反饋，以解決網絡系統中存在的隱藏問題，同時還可以對解決非線性映射問題提供幫助。具體來說：BP神經網絡可以有效的提高系統處理信息的能力，圖片、文字、語音等信息通過BP神經網絡可以做到有效識別，根據信息類型的不同，對其進行準確的分類，以減少工作人員的工作負擔，并且提高信息分類的準確性，BP神經網絡通過對網絡結構的應用，并且結合非線性特點，建立相應的函數模型，對函數系統進行精準正確的控制。在工業化控制系統中應用函數模型，能夠對機械的運行方式進行有效的控制。將函數模型應用在空調制冷系統中時，其能夠對制冷機的吸氣壓力進行模擬，由于制冷系統的能源消耗是呈現非線性變化的，這也對分析其能源消耗情況造成了很大的困難。因此，BP神經網絡可以模擬制冷系統的實際運行情況，并獲得相關的可靠數據，從而提高了技術人員得到參數的精準度。最后，使用BP神經網絡可以真實地模擬風險函數的特征，建立滿足實際運行要求的網絡模型，為制冷系統的控制和優化方案提供必要的支持。

2.1 應用Matlab語言技術

Matlab語言是一種功能強大的編程語言，可以處理大量數據，其處理效率非常高，并且還可以保證處理結果的準確性。因此，Matlab語言也廣泛用于控制系統，圖像處理和仿真系統。隨著科學技術水平的不斷提高，Matlab語言應用系統也越來越完善，各個領域的技術人員也根據實際需要制作了Matlab工具箱，Matlab語言應用程序實現了模塊化的應用程序方法，并簡化了整個系統的控制過程。在暖通空調制冷系統工作運行過程中，可以將Matlab語言與BP神經網絡結合使用。它的優化和技術控制方法以：2方式相結合，可以使冷卻系統根據模塊的特性設置相應的等級，簡化系統的整個運行過程。實際上，在暖通空調制冷系統運行期間，系統的運行狀態會受到外部環境和內部環境的影響。因此，系統的運行條件經常發生變化，通過以上兩種控制方式相結合，可以更快地收集相關數據，簡化不必要的系統運行過程，提高系統運行效率。

2.2 應用自適應模糊控制技術

不管是BP神經網絡還是Matlab語言，其在本質上都是暖通空調制冷系統中一個組成部分，盡管它可以實現數據收集和反饋，但是它缺少控制系統。因此，為了提高整個暖通空調系統的智能化控制程度，同時能夠有效的降低制冷系統的能耗，可以引入自適應模糊控制系統。對于模糊控制系統來說，其可以根據反饋數據的特征，進行適應性的學習，然后使用邏輯系統來調整參數。在暖通空調系統中應用自適性模糊控制系統的作用，主要體現在以下幾個方面：（1）系統整體性能得到了優化：對于暖通空調制冷系統來說，其是由很多個子系統共同組成的，所以說該系統是一個有機的整體，如果僅從某個組件進行優化的話，就會出現協調問題。但是，自適應模糊控制系統可以將整個制冷系統作為一個整體進行優化，進而實現了降低能耗的目的。（2）可以對制冷機的能耗進行控制：自適應模糊控制系統通過對反饋的數據進行邏輯處理，然后找到最佳冷卻水溫度，進而對環境條件和冷卻水系統之間進行有效的協調，所以在制冷機在工作運行過程中，以最低能耗的形式進行熱傳遞，進而對暖通空調系統控制制冷機的能源消耗創造了便利條件。（3）具有很強的調節功能：對于自適應模糊控制系統來說，其系統本身具有很強的調節能力和學習能力，如果在制冷機運行過程中發生了較大的參數變化，自適應模糊控制系統可以根據參數的變化進行自我調整，對相應的模塊進行改進和完善，以提高對制冷系統控制的有效性和準確性。

在暖通自動控系統中，模糊控制通過對房間的溫度展開模糊感知以及預測，并且對人體溫感的研究進行方針對比，進而將系統的控制管理工作完成。在模糊控制暖通空調的自動系統中，控制器可以實現很好的運行回路，并且控制器也可以保證運行實驗的穩定性。比如，大型客運站的中央空調系統一般有三個控制系統，這三個控制系統都是基于模糊控制之上構建的暖通空調控制系統，這個控制管理系統一般比PID控制系統的節能管理更具有優勢，在穩定性方面更加出色。傳統的PID控制系統一般在操作原理方面更加的簡單，所以當問題出現的時候維修工作也更加的快速，因此PID控制系統在應用方面也更加的廣泛。

3 結語

基于人們生活水平的提升，對生活質量的要求也越來越高，在現代建筑工程的建設過程中，暖通空調工程已經成為了建筑物內部不可缺少的一個重要組成部分，而且暖通空調系統的好壞，對建筑物內部的環境和人們的生活環境有著直接的關系。但是，暖通空調制冷系統在工作運行過程中，會消耗大量的能源，在暖通空調工程領域的相關技術研究人員，要對暖通空調制冷系統的節能技術進行深入研究，以提高制冷系統的工作效率。

參考文獻：

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