暖通空调制冷系统的优化与控制技术

暖通空调制冷系统的优化与控制技术

王姣

洲宇设计集团股份有限公司昆明分公司  云南省昆明市   650100

摘要：随着社会经济的不断提升，人们对居住环境的要求也在提高。暖通空调能调节室内温度，营造舒适良好的居住和办公环境，为人们的工作学习创设舒适氛围，因此暖通空调的安装量逐年增加。为保障暖通空调稳定运行，需落实节能减排理念，对暖通空调制冷系统采取适当的优化控制措施，在满足人们实际需求的基础上，减少能源消耗，降低故障发生率，提高暖通空调系统的整体效益。文章结合当前暖通空调制冷系统的工作原理，制定和实施了一系列优化方法，并借助现代科学技术对其进行合理控制，进而保障暖通空调系统稳定运行，降低消耗。本文就暖通空调制冷系统的优化与控制技术展开探讨。

关键词：暖通空调；制冷系统；建筑工程

引言

对于人们的生活来说，空调不仅可以调节室内温度，还可以在一定程度上净化空气，提升人们的生活体验，为人们的工作和生活提供更加舒适的环境。在空调使用过程中最常用的就是制冷系统，因此有必要对暖通空调制冷系统的控制进行优化和分析，要在保证暖通空调制冷系统工作效率的同时进一步降低能耗，提升人们的生活质量。

1暖通空调制冷系统的工作原理分析

暖通空调作为建筑室内环境调节的重要设备，在运行期间使用热量交换功能调整环境温湿度。制冷系统作为暖通空调的关键构成部分之一，主要借助冷凝器、压缩机、蒸发器以及节流阀等装置，在系统内部进行反复循环，通过改变制冷剂的状态实现热量的吸收和释放，即由蒸发器吸收大量热量，促使制冷剂由液体转化为低温低压气体进入压缩机，使气体转化为高温和高压状态，然后进入冷凝器装置，通过传递自身热量，在水和空气等介质的作用下，使制冷剂转为液体。暖通空调重复循环上述过程，在热量交换的作用下调节室内温度，从而达到降温效果。此外，压缩机能够对冷冻水和冷却水等进行循环，即压缩制冷剂，使其以液体状态传输到蒸发器。这一过程中，制冷剂液态可与冷冻水实现热量交换，经过冷冻泵等装置的作用传输到风机封口的冷却盘管内，在吹送功能的影响下实现快速降温。蒸发处理后的制冷剂在冷凝器内转化为气态，经过冷却泵处置送入冷却塔，通过水塔风机的喷淋作用进行降温，使其与室内空气进行有效的热量交换。在暖通空调系统中，制冷系统十分关键，也是能量消耗较多的部分，因此需优化制冷系统，确保其可以稳定运行，合理控制能耗。

2暖通空调制冷系统的优化控制方法

2.1BP神经网络在暖通空调制冷系统中的应用

BP神经网络算法最早是由美国科学家小组在1986年提出的。BP神经网络算法是当前使用率最高、应用领域最广泛的神经网络模型之一。BP神经网络算法能够应用于计算机、科学应用、数学、应用统计学等多个领域，能够对数据进行大规模的处理、分析、存储，甚至在一定程度上可以进行自我学习能力的发展。BP神经网络算法被称作反向传播算法，是一种监督似的学习算法，通过学习样本的输入，利用反向传播算法对网络数值的偏差和权值进行分析和计算，最终得出结果。将BP神经网络算法应用于暖通空调制冷系统，能够处理暖通空调制冷系统中的多重数据单元。利用现代飞速发展的计算机技术和数字技术，通过自身独特的算法和分析模型，对暖通空调制冷系统的规划和构建作出适当的分析。在暖通空调制冷系统中深入应用BP神经网络，利用模式识别、函数系统和数据压缩3种渠道，对暖通空调制冷系统中制冷剂使用、能量消耗、工作模式进行精准的把控和记录。通过BP神经网络函数应用，对暖通空调控制系统的工作方式的能耗进行模拟，进一步分析暖通空调制冷系统应用过程中的各项数据，对暖通空调控制系统的工作进行细致的监测和监督，提高暖通空调制冷系统的控制优化水平，保证空调制冷系统能够以最低能耗进行最高效率的制冷工作。

2.2应用自适应模糊系统

可采用自适应模糊系统控制暖通空调制冷系统。自适应模糊系统作为一项具有高效性和可靠性的先进控制技术，能够利用自适应模糊控制器加强对制冷系统数据信息的采集和分析。在实际运用过程中，自适应模糊系统以优化控制为基础，运用自适应模糊算法对暖通空调的制冷系统进行有效控制。在具体实践中，该项技术可对制冷系统进行整体优化。例如，当制冷系统处于运行状态时，基于自适应模糊系统可对其多个子程序实施同步循环。在整体运行过程中，针对某一个元件的控制实施优化，可显著提高系统的运行能力。但是，这一环节无法控制空调运行的能耗。实践控制中，对于自适应模糊系统的应用侧重从整体出发，对制冷系统进行全局优化。例如，控制制冷系统的消耗功率、自动设定冷却水系统的适宜温度参数等，提高制冷系统在外部环境中的协调性，以相对较低的能耗保障传热过程的平衡性，更好地实现节能目标。

2.3重视节能减排设计

建筑暖通空调系统的设计可以从空调风系统、冷热系统、水系统着手，将节能减排理念融入其中。由于暖通空调系统正常运行时，水泵能源消耗非常大，设计人员要尽可能地将变流量系统运用其中，采用变频技术对空调中的水系统流速、流量进行动态调节，减少空调系统水泵的能源消耗，以此达到节能减排的目标。

2.4对制冷剂进行控制优化

从根本上来讲，暖通空调制冷系统离不开制冷剂的作用，无论制冷量是高还是低都必须依靠制冷剂的反应。对制冷剂进行优化，要采用新型智能媒介，如当前广泛使用的r410A制冷剂，不仅在效率上可以与氟利昂媲美，还更加清洁环保，排放到空气中能够快速分解，不会发生大气污染问题。这一类新型制冷剂有更高的稳定性和环保性，因此新型制冷剂在全世界范围内的暖通空调制冷系统中得到了非常广泛的应用。除此之外，还要对制冷机进行优化和控制，通过对COP值参数进行分析和判断，在保证制冷机工作能耗降低的情况下保证COP数值。可以通过BP神经网络模型和Matlab计算语言的作用，对COP数值进行分析，运用CFD技术对冷空气排放和环境温度进行数据的收集和整理。CFD技术也被称为计算流体动力学，运用CFD技术能够快速对比周围环境和空调制冷量，并运用BP神经网络模型对能耗、制冷量、温度调节等多项因素进行整合和调控，从而提高暖通空调工作的效率。

2.5选用合适的空调末端设备

空调机组设备的设计对于暖通空调系统而言是重要的设计内容，空调机组设备的能耗、功率以及运行性能等，都会对暖通空调系统的有效性产生较为直接的影响。空调系统的主要形式是定风量全空气系统和新风+风机盘管系统，这两种系统主要用到新风机组、变风量空调箱、组合式空调机组和风机盘管等末端设备。这些末端设备在选择时，需要充分考量冷量、风量、机组余压、噪声等参数，如果配置不合理就会直接影响到空调的制冷效果。所以，暖通空调系统设计人员应遵守我国的相关标准，并与工程的实际情况相结合，合理设计暖通空调系统。

结语

科学技术水平的不断提高使暖通空调控制系统得以不断优化和完善，但是其高能耗的缺点没有完全解决，对于资源的消耗量仍处于上升的趋势。因此，提高暖通空调制冷系统工作效率，运用新型数字技术不断提高控制系统的自动化和智能化，并通过对制冷剂进行研究，开发新型制冷媒介，促进暖通空调制冷系统的不断优化和发展，这对于我国建筑行业的进步和人民生活质量的提高有重要的作用。

参考文献

[1]王亚民．暖通空调制冷系统的优化控制研究[J]．区域治理，2021（19）：209．

[2]杨涛．暖通空调制冷系统的优化控制研究[J]．建筑工程技术与设计，2021（23）：4892．

[3]赵岩，王泽伟．暖通空调制冷系统的优化控制研究[J]．建筑工程技术与设计，2020（17）：3736．

[4]迮润良．暖通空调制冷系统的优化控制研究[J]．建筑工程技术与设计，2021（32）：3359．