暖通空調(diào)制冷系統(tǒng)的優(yōu)化與控制技術探討

1、 暖通空調(diào)制冷系統(tǒng)的優(yōu)化與控制技術探討 【摘要】近年來，隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，居民收入水平得到大幅度提升，進而使社會大眾對生活環(huán)境質量的關注度越來越高。值得注意的是，暖通空調(diào)制冷系統(tǒng)是日常生活中不可或缺的一大主要配置，能有效調(diào)節(jié)室溫，并起到凈化空氣的作用；尤其是在夏季，使用頻率高，且耗能大。因此，本文以暖通空調(diào)制冷系統(tǒng)的運作原理為切入點，進一步提出暖通空調(diào)制冷系統(tǒng)的優(yōu)化與控制技術，旨在全面提高暖通空調(diào)制冷系統(tǒng)的綜合應用效益?！娟P鍵詞】暖通空調(diào)；制冷系統(tǒng)；優(yōu)化控制技術基于社會進步及經(jīng)濟水平提升的影響下促使社會大眾對辦公環(huán)境及居住環(huán)境的要求越來越高，比如側重于追求更為舒適的生活環(huán)境。與此同時，現(xiàn)

2、狀下我國大多數(shù)商用及民用建筑通常配置了暖通空調(diào)制冷系統(tǒng)，這在很大程度上加劇了能源短缺情況的嚴重程度。而如何優(yōu)化暖通空調(diào)制冷系統(tǒng)的控制技術，降低空調(diào)能耗，滿足可持續(xù)性發(fā)展的要求，得到越來越多從業(yè)人員的關注及重視1。并且，暖通空調(diào)制冷系統(tǒng)的年耗能量相對較大，約占建筑總耗能量的25%至50%。而空調(diào)是創(chuàng)設和諧環(huán)境的必要基礎設計，其普遍性較強，通常能源消耗量龐大，尤其是制冷系統(tǒng)，為暖通空調(diào)的主要組成部分。因此，從提升暖通空調(diào)制冷系統(tǒng)的應用效益角度考慮，本文圍繞“暖通空調(diào)制冷系統(tǒng)的優(yōu)化及控制技術”進行分析研究具有重要的價值意義。1.暖通空調(diào)制冷系統(tǒng)的運作原理及發(fā)展現(xiàn)狀分析1.1運作原理暖通空調(diào)制冷系統(tǒng)經(jīng)

3、熱量交換達到制冷效果，即制冷劑在蒸發(fā)器、節(jié)流閥、壓縮機及冷凝器等設備中持續(xù)循環(huán)，使制冷劑狀態(tài)發(fā)生變化，進一步以達到熱量吸收及釋放的效果。其中，蒸發(fā)器具有吸收熱量的作用，收集大量熱量時，制冷劑由原有的液體向低溫低壓氣體轉變；而部分氣體進入壓縮機后，經(jīng)壓縮機的作用，轉變?yōu)楦邏焊邷貧怏w，該氣體進入冷凝器之中，將自身熱量傳遞給空氣及水，轉變?yōu)橐后w；經(jīng)此循環(huán)，熱量交換能達到降溫的效果。此外，暖通空調(diào)制冷系統(tǒng)在具體運行期間，具備制冷劑循環(huán)作用，還能夠發(fā)揮室內(nèi)空氣、冷卻水及冷凍水的循環(huán)作用。值得注意的是，制冷劑受壓縮機作用的影響，被壓縮成液態(tài)后進入蒸發(fā)器，與冷凍水間進行熱量交換，再經(jīng)冷凍泵后，冷凍水進入風機

4、封口的冷卻盤管之中，利用風機吹送完成降溫處理。與此同時，制冷劑經(jīng)蒸發(fā)后，經(jīng)冷凝器轉化為氣體，經(jīng)冷卻泵、冷卻水送至冷卻塔上，水塔風機噴淋冷卻處理后，與空氣間完成熱量交換，達到釋放熱量的效果2。由此可見，制冷劑全程參與熱量循環(huán)及轉換的過程，發(fā)生熱量交換過程，而如此循環(huán)往復方可達到制冷效果，控制室內(nèi)溫度，創(chuàng)設出舒適的環(huán)境溫度。此外，從制冷過程來看，制冷系統(tǒng)基本完成空調(diào)運行的主要過程，但同時系統(tǒng)在運行過程中的能源消耗量也相對較大。1.2發(fā)展現(xiàn)狀空調(diào)主要通過制冷劑循環(huán)變化控制及調(diào)節(jié)溫度，進而創(chuàng)設舒適潔凈的大環(huán)境。其中，氟利昂化合物是常用制冷劑，具有化學性能穩(wěn)定、無毒及不可燃等鮮明特點，其熱力學性能相對良

5、好。而應用在暖通空調(diào)制冷系統(tǒng)中，能取得滿意的制冷效果及制冷效率。即便氟利昂化合物適用于各種類型的制冷設備，其應用范圍相對廣泛，但是存在一定的負面影響，例如：氟利昂長時間存在于大氣層之中，部分深入平流層，受強烈的紫外線作用的影響，可能被分解，使氟利昂分解成氫原子，與臭氧層發(fā)生反應。此外，有統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，1個氟利昂分子能破壞10萬個臭氧分子；而臭氧層被嚴重破壞后，直接影響植物正常生長，導致海洋生物死亡，甚至可能引發(fā)溫室效應。因此，從環(huán)保、節(jié)能等角度考慮，使用其他節(jié)能物質代替氟利昂非常重要，比如可以使用r410a制冷劑替代氟利昂，發(fā)揮其清潔性能。2.暖通空調(diào)制冷系統(tǒng)的優(yōu)化控制技術分析如前所述，對暖通

6、空調(diào)制冷系統(tǒng)的運作原理及發(fā)展現(xiàn)狀均有了一定程度的了解。而從暖通空調(diào)制冷系統(tǒng)的應用效益提升角度考慮，還有必要重視優(yōu)化控制技術的應用?？偨Y起來，具體優(yōu)化控制技術如下：2.1 bp神經(jīng)網(wǎng)絡技術bp神經(jīng)網(wǎng)絡是暖通空調(diào)制冷系統(tǒng)的一種常見優(yōu)化控制技術，該項技術的應用優(yōu)勢相對鮮明，不僅能滿足多層反饋的要求，而且還能有效解決神經(jīng)網(wǎng)絡中相關隱藏問題，進一步解決非線性映射問題。與此同時，bp神經(jīng)網(wǎng)絡能大幅度增強信息處理能力，即通過有效識別圖片、語言及文字等信息的方法，準確劃分信息類型，以此減輕人工作業(yè)的負擔，并提高信息分類整理的工作效率。此外，bp神經(jīng)網(wǎng)絡能充分發(fā)揮網(wǎng)絡結構的作用，立足于非線性特點，組建相應的函數(shù)

7、模型，滿足精準化控制函數(shù)系統(tǒng)的要求3。并且，將函數(shù)模型與暖通空調(diào)制冷系統(tǒng)相結合，能模擬制冷系統(tǒng)中制冷劑的吸氣壓力。所以，為了使暖通空調(diào)制冷系統(tǒng)實現(xiàn)優(yōu)化控制，bp神經(jīng)網(wǎng)絡技術值得借鑒及應用。2.2 matlab語言技術matlab語言屬于程序語言，能妥善處理大量的復雜數(shù)據(jù)，提高數(shù)據(jù)處理的準確性及效率，是數(shù)據(jù)處理能力較強的程序語言，且被廣泛應用于仿真系統(tǒng)、圖像處理系統(tǒng)及控制系統(tǒng)等領域。同時，由于近年來科學技術快速發(fā)展，matlab語言應用系統(tǒng)日趨成熟，使各行業(yè)、領域的研究人員立足于自身工作需求，持續(xù)深化探索及研究，形成matlab語言工具箱，為相關工作人員調(diào)取工作中某一子程序提供強有力的支持4。此

8、外，matlab語言工具箱具有使用便捷性等鮮明特點，能有效簡化控制操作流程，并且與bp神經(jīng)網(wǎng)絡相似，能同時作用于暖通空調(diào)制冷系統(tǒng)，兩者相結合，能滿足模塊化控制制冷系統(tǒng)的要求，因此值得借鑒及應用。2.3自適應模糊控制系統(tǒng)技術自適應模糊算法是以自適應模糊控制器為基礎，所形成具備自適應學習能力模糊邏輯系統(tǒng)的算法，不僅能滿足采集數(shù)據(jù)及分析信息的要求，而且還能及時調(diào)整邏輯關系的參數(shù)。與此同時，自適應模糊系統(tǒng)能充分發(fā)揮自適應模糊算法的應用優(yōu)勢，通過優(yōu)化控制方式，進一步實現(xiàn)優(yōu)化控制暖通空調(diào)制冷系統(tǒng)的目標5。與此同時，自適應模糊系統(tǒng)能有效控制制冷系統(tǒng)的消耗功率。例如：充分發(fā)揮該項系統(tǒng)技術的自適應模糊算法的作用

9、，能計算出冷卻水系統(tǒng)相對適應的溫度，提高外在環(huán)境下空調(diào)制冷系統(tǒng)的協(xié)調(diào)性，進一步使制冷系統(tǒng)以最低能耗完成傳熱過程，完全平衡能源消耗與制冷效果之間的矛盾。此外，自適應模糊控制系統(tǒng)的學習能力及調(diào)節(jié)能力較強，能滿足在線調(diào)節(jié)控制參數(shù)的要求，優(yōu)化及改進原有的控制模塊，進一步提高控制調(diào)節(jié)的有效性。所以，在暖通空調(diào)制冷系統(tǒng)當中，可合理科學地應用自適應模糊控制系統(tǒng)技術，以此使暖通空調(diào)制冷系統(tǒng)的運行效益得到有效保障。3.結語綜上所述，暖通空調(diào)制冷系統(tǒng)是現(xiàn)代建筑不可或缺的主要組成部分，能創(chuàng)設舒適優(yōu)越的居住及辦公環(huán)境，但是在能源消耗量方面相對較大。因此，相關技術人員需根據(jù)國家可持續(xù)性發(fā)展的戰(zhàn)略要求，深化研究力度，探尋更為適宜的暖通空調(diào)制冷系統(tǒng)的優(yōu)化方法，將其落實在實際設計及運行過程當中，使智能化、節(jié)能環(huán)保成為暖通空調(diào)制冷系統(tǒng)的未來主流發(fā)展方向；并合理科學應用bp神經(jīng)網(wǎng)絡技術、matlab語言技術以及自適應模糊控制系統(tǒng)技術等，以此使暖通空調(diào)制冷系統(tǒng)的應用效益得到全面提升?！緟⒖嘉墨I】1夏毓,孫罡.暖通空調(diào)制冷系統(tǒng)的優(yōu)化控制研究j.民營科技,2016(05):41+238.2楊偉兵,陳亞麗.汽車暖通空調(diào)制冷系統(tǒng)的優(yōu)化控制策略j.內(nèi)燃機與配件,2019(02):22