暖通空调制冷系统的优化控制方法研究

万奇 赵永成 史相茹

摘要：随着人们生活水平的不断提升，对生活、工作环境的舒适度要求的提高，暖通空调被逐渐普及到家庭和企业中，充分发挥了其调试室内温度、改善室内空气清洁度的作用，为提高人们生活质量做出巨大贡献。但因其在运作中会消耗较多的能源，不利于环境友好型社会的发展，因此要不断改进暖通空调系统。制冷机是其中的核心机械之一，加强优化控制制冷机能有效提升暖通空调运作效率，并降低其能耗。

关键词：暖通空调；制冷系统；优化控制；方法

中图分类号：TU83文献标识码：A文章编号：2095-3178（2018）19-0307-01

1暖通空调制冷系统的工作原理

暖通空调在实际工作过程中，其制冷作用主要是通过热量的交

换来实现的，制冷剂在冷凝器、压缩机、节流阀以及蒸发器四个设备当中不断地循环，在自身状态发生一定变化的同时实现了热量的释放和吸收。在蒸发器当中对热量进行吸收，此时制冷剂就会由液体转变为低温低压的气体，然后再将其吸入到压缩机当中并将其压缩成为高压高温的气体，此类气体会在冷凝器当中将自身所携带的热量传递给水或者是空气，然后又变回液态，就是这样不断地循环对热量进行不停地交换以达到降温的目的。

在暖通空调运行过程中，不但会存在制冷剂的循环，而且还存在冷冻水、冷却水还有室内空气的循环，制冷剂被制冷机利用压缩机压缩成液态之后送到蒸发器当中，然后和冷冻水之间进行热量的交换，再由冷冻泵将冷冻水送至风机的风口的冷却盘管当中，在风机的吹送作用下达到有效的降温处理。制冷剂在蒸发之后便在冷凝器当中转换成了气体形态，然后由冷却泵将冷却水送到冷却塔上，并由水塔风机对其实施喷淋冷却，经过和空气之间的热量交换将热量释放出去。在这几种热量循环过程中，都和制冷剂发生了一定的热量交换，通过这样的循环将室内温度降低以达到有效的制冷效果。

从其制冷工作原理就可以看出，在制冷过程中能耗损耗最大的一个部分就是制冷系统，所以想要降低能耗就应该对这部分的能量损耗进行充分的研究和管控。

2控制制冷机在暖通空调中的作用及优化

2.1冷却作用

制冷机是制取冷量的主要机械，是暖通空调系统中制取和输出冷量的关键机械之一，所消耗的能量占暖通空调整体运作消耗总能量的50%左右，因此优化控制制冷机很大程度上决定了整个暖通空调系统是否处于良好运行状态，而要解决暖通空调系统高能耗的问题，就必须对制冷机进行优化控制，在改进该项功能时应基于现有技术和运行数据，掌握制冷机工作原理，及其高耗能的原因，做到针对性优化控制。制冷机起到制冷效果是通过蒸发器中制冷剂和冷冻水的热量传递达成的，冷冻水温度降低。冷冻水经过压缩机压缩成气体，在经过制冷机组时发生冷凝反应，流经冷却塔与其中冷却水发生热量交换，重新变成液化形态，在热交换器与热风进行混合处理，成为冷风，输送到室内环境中，降低室内温度。在冷却的过程中，具有加湿和除尘的功效。

2.2优化方法

随着科技的发展，对暖通空调控制制冷机的不断研究，将制冷

机工况COP作为衡量暖通空调和制冷机工作状态的参数，更加确定制冷机工作效率。COP是制冷剂温度与吸气压力之间的关系值，在制冷机制冷过程中，其制冷能力越高，相应的制冷机系统吸气压力也会增高，而随着制冷机系统吸入高压气体，其吸入冷气的制冷量也会增加，在一定负荷下，COP值达到最优，暖通空调制冷效果更佳。此外，在研究暖通空调制冷技术时，研究人员会用到CFD技术，辅助计算暖通空调中动量、能量等数据，质量守恒方程建模，提高研究暖通空调制冷技术效率。CFD技术可以按照自身严格计算程序处理及计算暖通空调制冷过程中涉及到的大量数据，并获得准确的、可视化的数据结果，应用于研究人员研究评估中，嘴和合理运用到实际生产中，有效节省了研究人员的工作时间，优化了暖通空调控制制冷系统的研究。

在使用CFD技术之前，研究人员要首先将压缩机实际工作中的具体参数记录、确认下来，包括其工作转动频率、吸气时压力等，然后通过CFD技术优化暖通空调控制制冷系统参数，将暖通空调投入使用，之后对比预先设置数据和制冷机系统实际工作中的数据，接着将制冷机实际工作时产生的数据建立BP神经网络模型，其中输入量与制冷剂温度、制冷系统压缩机工作状态相关，输出值在为制冷机系统的吸气压力，压缩机工作状态与自身出入口负荷值的测量值相关。此外，COP是制冷剂温度与吸气压力之间的关系值，制冷剂温度与吸气压力具有正相关，在暖通空调运作中，不同状况下，会产生不同负荷变化，制冷机系统吸气压力也会产生变化，通过研究之后获得的实际参数也会有所不同。然后研究人员将这些活动产生的参数进行筛选，总结出在最优状态下暖通空调制冷机系统的工作参数，以这参数为依据，将其设定在生产的暖通空调中，让暖通空调在最优化的参数设定状态下投入使用，优化暖通空调。此外，也可以通过调控制冷系統压缩机的工作频率在实际过程中优化暖通空调制冷系统。

3暖通空调今后的发展趋势

在暖通空调未来的发展过程中，我们还需要对制冷技术进行不

断地提升和优化处理，应该将节能环保和健康智能趋势最为主要的发展方向。近些年随着暖通空调制冷技术的不断提升，在自动清洁、静音以及直流变频等各项方面的技术都已经取得了很大的进步和提升，相对比较成熟，各种各样的现代化科学技术逐渐被应用到暖通空调制冷过程中。特别是变频技术和物联网技术的出现，为暖通空调未来的节能控制、远程控制还有新冷媒技术等多个方面的优化奠定了坚实的前提基础。除此之外，随着人们生活水平的不断提升，大家对生活条件和居住环境都有了更好的要求，这也要求暖通空调逐渐向着环保健康的方向发展。

结论

总而言之，随着我国社会经济的快速发展和人们生活水平的不

断提升，暖通空调已经成为现代化建筑当中不可或缺的一个组成部分，可是在实际应用过程中，暖通空调的制冷剂总是出现一定的运作问题，而且能耗也相对比较高，和我国现如今的能源紧缺问题之间不相符，同时也不符合我国可持续发展的战略要求。在暖通空调运行过程中，能耗最大的就是制冷系统，所以对该系统进行不断地优化处理有着十分重要的意义。另外，我们还应该从生活当中的每一个细节做起，学会如何更好地节能，将节能理念充分应用到暖通空调系统当中。

参考文献

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