暖通空調(diào)制冷系統(tǒng)的優(yōu)化控制研究

□尹麗媛

新時期背景下，我國提倡并堅持可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，在發(fā)展的同時兼顧能源緊缺問題，但從暖通空調(diào)制冷系統(tǒng)實際情況來看，依舊有很大的改進與提升空間，需要對制冷系統(tǒng)能源消耗大的問題進行分析與探究，緩解能源消耗壓力。可見暖通空調(diào)制冷系統(tǒng)優(yōu)化控制工作急需解決。相關(guān)工作人員要堅持可持續(xù)發(fā)展理念對暖通空調(diào)制冷系統(tǒng)工作原理進行深入分析與探究，采取相應(yīng)的對策優(yōu)化制冷系統(tǒng)，在滿足民眾生活工作需求的同時，提升空調(diào)的運行效率。

一、暖通空調(diào)工程的價值分析

現(xiàn)代建筑工程修建中，暖通空調(diào)工程是其中非常重要的一部分，也是當前公共建筑與高層民用建筑的必要設(shè)施之一。暖通空調(diào)能夠滿足不同季節(jié)人們對室內(nèi)環(huán)境的要求，提升人體的體感舒適度，是現(xiàn)代化建筑必不可少的組成部分。此外，為滿足當前建筑自動化、智能化發(fā)展需求，勢必要安裝暖通空調(diào)系統(tǒng)，通過終端控制設(shè)備能夠調(diào)節(jié)建筑整體環(huán)境，實現(xiàn)建筑集成化管理，遠遠超越了以往以制冷模式為主的空調(diào)模式，能夠有效降低對能源消耗量，同時更加切合現(xiàn)代化生活需求。可見，安裝暖通空調(diào)工程是當前建筑行業(yè)發(fā)展的大勢所趨，其具有較高的應(yīng)用價值。有必要對其制冷系統(tǒng)能耗問題進行進一步探究，提出相應(yīng)的優(yōu)化控制對策，提升其節(jié)能性與環(huán)保性，從而有效提升建筑工程的綜合效益[1]。

二、當前暖通空調(diào)制冷系統(tǒng)的狀況

當前我國暖通空調(diào)制冷系統(tǒng)最常用的制冷劑是氟利昂化合物，其不具毒害性、不易燃且性能相對穩(wěn)定，我國暖通空調(diào)制冷主要應(yīng)用制冷劑實現(xiàn)對溫度的控制與調(diào)節(jié)，其發(fā)揮出的熱力性能十分令人滿意，能夠發(fā)揮出優(yōu)質(zhì)的制冷效果，因此，各種大型制冷設(shè)備都應(yīng)用制冷劑實現(xiàn)制冷作業(yè)。但并不是說此種制冷系統(tǒng)毫無缺點，其缺點是會在空氣中散播較長的時間，并且會漂流到大氣層中，形成溫室效應(yīng)造成臭氧空洞現(xiàn)象。當前世界各國逐漸對制冷劑造成的大氣污染現(xiàn)象愈發(fā)關(guān)注，并且有些國家已經(jīng)禁止應(yīng)用制冷劑。在可持續(xù)發(fā)展背景下，有必要探究新冷媒，選擇更加有效與實用的新冷媒。當前我國大多數(shù)暖通空調(diào)制冷系統(tǒng)應(yīng)用的制冷劑都是R410A制冷劑，與傳統(tǒng)制冷劑相比，此種制冷劑更具清潔性與環(huán)保性，其主要組成元素有氟、氫及碳元素，不具毒害性并且相對穩(wěn)定，而且其中沒有氯元素，因此不會造成溫室效應(yīng)與臭氧空洞的現(xiàn)象，這種制冷劑當前逐漸在世界各地受到廣泛應(yīng)用[2]。

三、暖通空調(diào)制冷系統(tǒng)的優(yōu)化控制方法

室外氣象條件與室內(nèi)環(huán)境狀況都會對方暖通空調(diào)制冷系統(tǒng)造成一定的影響，為了達到理想的制冷效果，制冷系統(tǒng)會全面運行啟動，造成制冷系統(tǒng)只有部分處于負荷狀態(tài)，大幅度提升了耗能。因此，可以從暖通空調(diào)部門負荷狀態(tài)為著手點，分析制冷系統(tǒng)最佳的吸氣壓力狀態(tài)，探究能源節(jié)約問題。

(一)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在暖通空調(diào)制冷系統(tǒng)中的應(yīng)用。BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的特點之一信息反饋不局限于單層，能夠處理多層單元連接，尤其是在非線性映射方面的優(yōu)勢是其他系統(tǒng)不具備的。以其自身特點，在諸多領(lǐng)域受到歡迎與應(yīng)用。一是能夠針對模式做出識別反應(yīng)并根據(jù)具體的情況分類。以多樣化的計算機語言形式展現(xiàn)出來。即使是面對多種多樣的類型，依舊具備識別能力，將同一類型的信息歸結(jié)在一起，有利于提升信息處理效率。二是函數(shù)系統(tǒng)控制。BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自身具備的非線性特點支持函數(shù)建模，并以此廣泛應(yīng)用到工業(yè)領(lǐng)域控制中。三是數(shù)據(jù)壓縮。BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具備數(shù)據(jù)壓縮能力，能夠有效釋放占據(jù)的空間內(nèi)存。此外，BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以對數(shù)據(jù)進行特征分析。綜合以上特點，可以嘗試在暖通空調(diào)制冷系統(tǒng)中應(yīng)用此技術(shù)，從而模擬制冷劑吸氣壓力模式。難以精準掌握暖通空調(diào)制冷機的能耗情況，能耗具有不穩(wěn)定性。而應(yīng)用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能夠模擬真實的數(shù)據(jù)消耗情況，可以應(yīng)用在任意一種連續(xù)非線性函數(shù)中，進行模擬操作，距離真實數(shù)據(jù)十分接近。應(yīng)用此技術(shù)監(jiān)測制冷機運行情況，便于開展調(diào)控工作[3]。

(二)在暖通空調(diào)制冷系統(tǒng)中應(yīng)用MatIab語言。MatIab這種工程語言在數(shù)據(jù)處理方面十分強大，處理效率是其他工程語言難以匹敵的。因此，此種工程語言常被應(yīng)用到在計算機系統(tǒng)中，使得Matlab語言的實用性不斷提升，在廣泛應(yīng)用的過程中，Matlab工具箱被開發(fā)出來，便于進行不同模式的訓(xùn)練，提供了豐富的子程序，更加迎合應(yīng)用者的使用需求，有效減輕編程作業(yè)壓力。可見，Matlab語言在模塊設(shè)計方面與實際應(yīng)用方面更具優(yōu)勢，降低了以往系統(tǒng)控制操作的難度。因此，即便是不具備計算能力，同樣在進行模塊設(shè)計作業(yè)時，函數(shù)模塊能夠發(fā)揮出有效的支持作用。作為基礎(chǔ)算法，能夠?qū)ο到y(tǒng)運作進行鏡像模擬，而Matlab語言復(fù)雜支持整個系統(tǒng)運行，可以將其視為BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的子系統(tǒng)。若在暖通空調(diào)的制冷系統(tǒng)中應(yīng)用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，就可以應(yīng)用Matlab語言實現(xiàn)模塊設(shè)定的目的。通過這種組合方式能夠發(fā)揮出如下優(yōu)勢：一是使整個系統(tǒng)設(shè)定的復(fù)雜性大幅度降低。受外界氣象與室內(nèi)環(huán)境極其容易對暖通空調(diào)的制冷系統(tǒng)造成影響，因此在運行過程中容易出現(xiàn)不穩(wěn)定的現(xiàn)象，若想將其運行過程中的各項數(shù)據(jù)搜集起來，則具有一定的復(fù)雜性。但將BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與Matlab語言二者一同應(yīng)用，能夠根據(jù)實際情況與具體的程序，使整個系統(tǒng)變得更加簡單。二是最終得到的數(shù)據(jù)反饋信息更具真實性。為了實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略目標，降低暖通空調(diào)制冷機在運行過程中的能量消耗，就要掌握其在最佳吸氣壓力狀態(tài)下的實際情況。制冷劑的狀態(tài)變化具有十分顯著的非線性關(guān)系，在常規(guī)采集方式下，無法達到理想的目標。而發(fā)揮出BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的模擬映射能力，有助于Matlab語言在第一時間內(nèi)對數(shù)據(jù)進行處理，從而構(gòu)建良好的循環(huán)作業(yè)狀態(tài)，便于系統(tǒng)在第一時間內(nèi)掌握暖通空調(diào)制冷劑的運作狀態(tài)，有利于后續(xù)調(diào)控操作[4]。

(三)應(yīng)用自適應(yīng)模糊控制系統(tǒng)。BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與Matlab語言存在一定的共性，在制冷系統(tǒng)體系中都擔任了重要的角色，在數(shù)據(jù)采集與反饋方面具有顯著的優(yōu)勢，但并不具備控制系統(tǒng)。為了實現(xiàn)智能化暖通空調(diào)系統(tǒng)操控，實現(xiàn)資源能耗降低的目標，嘗試應(yīng)用自適應(yīng)模糊控制系統(tǒng)。此系統(tǒng)根據(jù)反饋情況進行調(diào)整，并具備模仿功能，在邏輯系統(tǒng)的支持下對參數(shù)進行調(diào)整。在暖通空調(diào)中應(yīng)用自適應(yīng)模糊控制系統(tǒng)應(yīng)用，其功能優(yōu)勢主要表現(xiàn)在如下幾方面：一是對系統(tǒng)性能進行整體優(yōu)化。暖通空調(diào)的制冷系統(tǒng)需要眾多子系統(tǒng)組合而成，綜合在一起共同形成有機的整體，如果只是不針對某一元件進行升級優(yōu)化，勢必會造成整體不協(xié)調(diào)的現(xiàn)象。而自適應(yīng)模糊控制系統(tǒng)是以整個制冷機作為優(yōu)化控制的對象，因此在能耗降低方面有顯著的優(yōu)勢，從而達到對系統(tǒng)整體優(yōu)化的目的。二是可以對制冷機功率消耗進行控制。應(yīng)用自適應(yīng)模糊控制系統(tǒng)能夠達到最佳的冷卻水溫度狀態(tài)，保證冷卻水系統(tǒng)與環(huán)境條件之間的協(xié)調(diào)，主要是由于其具備對反饋的數(shù)據(jù)進行邏輯處理的能力。因此，在制冷機作業(yè)運行時，能夠通過最低能耗的運行模式實現(xiàn)熱傳遞，便于整個暖通空調(diào)系統(tǒng)對制冷機消耗功率進行有效控制。三是調(diào)節(jié)功能十分強。自適應(yīng)模糊控制系統(tǒng)在學(xué)習能力和調(diào)節(jié)能力方面具備不可替代的優(yōu)勢，制冷機運行時，如果出現(xiàn)了十分明顯的參數(shù)變化，此時自適應(yīng)模糊控制系統(tǒng)便可發(fā)揮出自控調(diào)節(jié)功能，對模塊運行進行進一步改進與優(yōu)化，以此提升控制過程的精準性與有效性。可以將以上三種方法視為一個系統(tǒng)的整體，只有在三者有機協(xié)調(diào)配合的狀態(tài)下，方可實現(xiàn)最大程度的降低制冷機能量消耗。同時，在暖通空調(diào)的制冷系統(tǒng)控制中，如果采用其他的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和算法來替代，同樣可以達到理想的效果。但殊途同歸，對暖通空調(diào)制冷機能量消耗控制工作都是從實時監(jiān)測為切入點，通過數(shù)據(jù)搜集反饋到控制系統(tǒng)，然后再對系統(tǒng)運行參數(shù)進行調(diào)整，最終實現(xiàn)降低能源消耗的效果[5]。

(四)暖通空調(diào)制冷系統(tǒng)降耗的實施方案。暖通空調(diào)系統(tǒng)相對簡單，但擁有較多的子系統(tǒng)，因此會在數(shù)據(jù)反饋時出現(xiàn)不及時的現(xiàn)象。若想降低整個暖通空調(diào)在制冷過程中的能源消耗量，要將智能化控制網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用其中。BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、Matlab語言與自適應(yīng)模糊控制系統(tǒng)能夠支持智能化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)構(gòu)建，三者在其中發(fā)揮的功能作用各不相同，共同支持對信號的及時反饋。在實踐應(yīng)用中，BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是整個控制系統(tǒng)的架構(gòu)；Matlab語言模塊發(fā)揮出數(shù)據(jù)收集的作用；自適應(yīng)模糊控制系統(tǒng)在其中發(fā)揮出核心處理器的作用。三者的結(jié)合作業(yè)構(gòu)成了獨立的系統(tǒng)。在三者共同作業(yè)下方可協(xié)調(diào)好制冷機的運作狀態(tài)，在達到使用標準的基礎(chǔ)上，有效降低能源消耗。要以BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的特點為基準建立輸入量，在暖通空調(diào)的制冷系統(tǒng)中，輸入量為壓縮機入口的制冷劑溫度和壓縮機出口的制冷劑溫度，而最佳吸氣壓力為輸出的變量。BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與Matlab的語言模塊以輸入輸出操作為基礎(chǔ)，能夠同時運行完成數(shù)據(jù)匯總操作，然后進行信息傳遞作業(yè)，為自適應(yīng)模糊控制系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)[6]。

四、結(jié)語

綜上所述，在暖通空調(diào)運行過程中制冷系統(tǒng)能源消耗量最大，因此探究制冷系統(tǒng)能耗優(yōu)化處理意義非凡。積極探究降低能耗的方法。此外，在日常生活中需要具備節(jié)能意識，促進可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略目標實現(xiàn)。