暖通空调制冷系统的优化与控制技术分析

暖通空调制冷系统的优化与控制技术分
析
摘要：随着我国社会和经济飞速发展，居民收入水平不断提高，空调成为人
们日常生活中必不可少的配置。

空调能够帮助调节室温，提高空间的舒适度，还
能够起到净化空气的作用，空调在夏季的使用更加频繁，空调的能耗也相对比较大，它几乎占到整个建筑的一半以上。

如何提升空调的运行效率，降低空调的能
耗是近年来研究的重要课题和方向。

文章分析了空调的制冷环境的工作原理，并
却对空调的制冷系统进行了深入的分析。

关键词：暖通空调、制冷系统、优化、控制技术
一．暖通空调制冷系统的工作机理
空调实际运行中最重要的制冷效果是热交换。

通过制冷剂在冷凝器、压缩机、加速器和蒸发器四个单元中的不断循环，当制冷剂本身的状态发生变化时，吸收
和释放热量。

在收集大量热量的过程中，制冷剂由未稀释的液体变为低温、低压
的气体，其中一部分通过压缩机进入压缩机和高温、高压的气体冷凝器。

空调的
实际运行不仅包括制冷剂的循环，还包括冷水、制冷剂和室内空气的循环。

在热
循环和转化过程中，制冷剂参与并交换热量，达到制冷效果，达到舒适的室温；
在上述制冷过程中，制冷系统完成了空调的主要运行过程，是能耗的主要驱动力。

因此，要降低空调的能耗，就需要对冷却系统进行综合优化和控制，以降低能耗，提高运行效率。

二．暖通空调制冷系统的发展现状
众所周知，空调是通过制冷剂的循环变化来完成温度的调节，从而营造洁净
舒适的环境。

目前氟利昂化合物是我国最常见的制冷剂。

氟利昂是一种无毒，化
学性能稳定且不可燃的化合物，它还具有良好的热力学性能。

在暖通空调的运行
过程中，发挥出很好的制冷效果和制冷效率，因此氟利昂化合物适用于各种制冷
设备，得到了广泛的应用。

但是氟利昂化合物的应用也带来了一定的负面影响，
氟利昂长时间的存在大气中，其中一小部分会深入平流层，在强烈的紫外线的作
用下被分解，氟利昂分子分解出氯原子，进而和臭氧发生一系列的反应，一个氟
利昂分子就能破坏大约10万个臭氧分子，臭氧层被破坏造成的严重后果，直接
影响植物的生长，致使海洋生物死亡，人们皮肤患病率增加，南极上方甚至出现
了臭氧空洞。

氟利昂在大气中的浓度不断增加促进了“温室效应”，冰川大规模
的融化致使海平面上升，会导致沿海的一些国家和城市被淹没。

基于氟利昂对环
境污染的不利影响，我们需要寻找更适合的制冷剂。

目前广泛使用的R410A制冷剂，不仅无毒，而且性能也很稳定，最重要的是这种制冷剂更加清洁，主要由氟、氢、碳元素组成，不会造成臭氧空洞且温室效应低（GWP=1730）。

目前在暖通空
调行业，R410A制冷剂较受到全国乃至全世界的推崇。

三．暖通空调制冷系统的优化与控制技术分析
1.BP神经网络
BP神经网络系统，具有多层反馈的特性，能够有效的优化隐藏在多层网络空
间中的系统连接。

尤其在非线性的映射问题上，这一网络系统，具有典型的不可
替代性。

在技术条件上，无论是多种类型信息内容的识别，还是函数系统控制下
智能建模，亦或者是网络环境中的数据压缩，都使此项技术在占有少量内存空间
的条件下，提供智能化技术服务内容；而在暖通空调制冷系统中的应用，可以具
体的完成制冷剂气体吸收压力的模拟分析，并为循环系统提供良好的技术支撑。

在技术条件上，制冷系统带有典型的非线性特征，与 BP神经网络系统表现较高
的适应性条件。

可以通过该技术系统对信息采集的精确度进行优化，并在非线性
函数的统计与模拟中，精确的估算运行过程中的实际数值，完成对制冷系统的实
时监控，为工作流程的优化与控制提供了先决性的便利条件。

2.Matlab 语言的应用
Matlab语言一种程序语言，它能够处理大量的庞杂数据，而且保证数据处理
的效率和准确率，是一种数据处理能力的极强程序语言。

Matlab语言广泛应用到
控制系统、图像处理系统和仿真系统等各个领域。

科学技术的发展，不断促进
Matlab 语言应用系统的提升，各个领域的研究人员也基于自身的工作需要，不
断探索研究，制造了Matlab语言工具箱。

工具箱方便人们调取实际工作中相关
的某一子程序，也就是模块化的应用。

如此一来，不仅能够提高使用的便捷性，
还有利用简化控制操作流程。

Matlab语言和BP神经网络可以同时作用于暖通空
调的制冷系统，两者的结合，实现的制冷系统的模块化控制。

制冷系统可结合模
块特征来完成相关设定，制冷系统的运行和操作也更加便捷，提高了暖通空调的
运行效率。

3.自适应模糊控制系统的应用
自适应模糊控制系统也是暖通空调制冷系统中常见的一种优化控制方式。

自
适应模糊控制系统主要是对整个制冷系统进行优化，其最终的目的是降低能耗。

自适应模糊控制系统在运行过程中，可以根据数据反馈的情况展开适应性的学习，并结合相关逻辑关系对参数进行调整。

同时，自适应模糊控制系统的应用可以有
效控制制冷机消耗的实际功率，并通过分析相关数据得出冷却水最佳的温度，在
此基础上对水温进行调节，增强冷却水系统与外界环境之间的协调性。

如此一来，有效的控制了制冷系统的消耗功率；最后，自适应模糊控制系统具有强大的调节
能力和学习能力。

它可实现控制参数的实施在线调节，促进优化控制模块的进步
和改善，确保控制调节的有效性。

4．制冷机在暖通空调中的优化
制冷机在暖通空调中的地位尤为重要，制冷机主要起到制取冷量、输出冷量
的效果，制冷机的能耗占整个系统的二分之一左右，因此制冷机的运行效率直接
影响整体系统的运行。

因此要不断提高制冷效果、降低能耗、不断提高制冷机的
实际运行效率，对制冷剂系统不断优化。

COP参数是制冷机的工作效率参数，在
判断制冷机的运行情况就要结合压缩机中的吸气压力和出入口的温度进行评判。

当负荷情况相同时；制冷机运转存在多种情况，要利用COP参数值才能精准地判
断工况；制冷机的实际功率会随工况的不同差生一定的差异，当负荷数值相同时，COP参数值越大制冷机的工况越好。

在同样制冷的环境下，制冷机的能耗最低表
示工况最佳。

结合制冷机的制冷原理分析得知，当冷凝压力不变时，单位制冷量
会随吸气压力增加而升高，压缩机吸进到制冷机的实际蒸汽比容也会降低。

当吸
气压力不断提高，压缩机的实际容积效率也会不断提高；当负荷情况不同时，提高制冷机的运行效率要让制冷机在实际压力较大的状态下进行运转，当压缩机的制冷状态达到最优时，可以运用BP神经网络的模型精准计算吸气压力。

在暖通空调运转的过程中，CFD也起到尤为重要的作用。

CFD技术也称为“计算流体动力学”，CFD 技术主要是借助计算机技术研发的数学模型，将CFD技术应用到工作中能够实现数据的精准计算。

CFD技术可以利用自身加速收敛的技术将整体计算过程简单化，可以节约时间、提高工作效率、提升工作质量。

结语：
综上所述，空调为人们提供了好的环境好好的生活外，也造成了巨大的能量损失。

因此，有必要不断改进制冷系统的实施，使节能、环保、自动化成为未来空调发展的重要方向。

暖通空调制冷系统的优化和控制不仅为创造舒适的环境提供支持，还可以帮助使用者节省开支。

我们要将节能理念贯彻到生活的每一个细节中，提高人们的精神文明建设，促进人与自然的和谐发展。

参考文献
[1]张媛暖通空调制冷系统的优化控制方法研究[J] 中国高新技术企业2017（3）:28-29
[2]赵延东暖通空调优化控制技术研究[J] 科技创新与应用2015（19）：257
[3]史源源暖通空调制冷系统中的节能环保技术分析[J] 应用能源技术2020(4):34-38。