暖通空调制冷系统的优化与控制技术分析

发布时间：2020-05-20

　　摘要：暖通空调作为我国现代建筑工程中不可或缺的一部分，其运用制冷、供热、空气净化等手段调节室内环境，使人们获得健康舒适的生活和工作环境。随着建筑行业的不断发展，建筑体量、功能需求也在不断提高，促使了暖通空调行业也需要不断创新和突破，大型建筑中的中央空调系统具有设备种类多、管路复杂、控制管理难度大等特点，系统中任何一个节点因设计不合理或安装不合格就有可能影响系统整体的使用效果。本文就暖通空调系统控制技术与空调管道安装管理进行分析，以此来探究优化空调系统的措施。

　　关键词：暖通空调;制冷系统;优化;控制技术

　　引言

　　随着我国社会经济的不断发展，人们对办公、居住、社交环境也有了越来越高的要求，不管是居住建筑还是公共建筑空调已经成了人们日常生产生活中必不可少的一个配置。尤其是天气炎热的夏季，空调的使用率与运行时间在不断增加，空调使用导致的能耗居高不下，几乎占到了整个建筑能耗的50%以上，如何运用智能控制技术提升空调系统整体效率，如何运用科技手段提高施工安装水平，将成为暖通空调行业发展的方向。

　　1暖通空调制冷系统的工作原理

　　在暖通空调制冷系统运行最广泛的是蒸气压缩式制冷，它是利用液态制冷剂在创造一定的压力条件下，使制冷剂自身的状态产生一定的变化，在气化过程中吸收热量而实现制冷目的。一般情况下，蒸气压缩式制冷系统在使用过程中涉及压缩机、冷凝器、蒸发器与节流装置等四大部件，制冷剂在蒸发器中会吸收大量的热量并由液体变为气体，气体状态的制冷剂会被压缩机吸入，并被压缩为高温高压状态下的气体，该气体进入冷凝器中，并在这一过程中将自身的热量传输到空气或水中，从而形成最原始的液体形态，实现一个制冷循环周期。

　　2暖通空调制冷系统控制技术

　　2.1空调系统的检测与控制

　　制冷空调系统在实际的运行过程中，由于外界气候的变化以及用户需求的改变，需要对系统中的制冷量、加热量、加湿量、除湿量、流量、风量等作出调节，因此需要对涉及这些过程的设备进行监测与控制，使其运行的参数与需求保持一致。制冷空调自动控制系统多采用反馈控制系统，对被控对象按需求设置不同类型的传感器，当传感器检测到的信号与设定值不一致时，输出调节信号给执行器，调节被控对象相关参数与设定值一致。设置自动控制系统的目的：(1)满足生产环境或人员舒适性的实时要求，实现需求一致;(2)提高系统运行效率，节能降耗;(3)改善设备运行状态，降低人员操作劳动强度;(4)保障设备运行安全，保证系统运行可靠。

　　空调系统如何配置合适的自动控制系统应根据建筑的使用属性、运行规律以及经济水平决定，一个好的空调自动控制系统是实现经济、效率的保障，需要做到如下几点：(1)确定关键的控制节点，设置合理的联动环节;(2)设计合理的控制逻辑和控制要求，包括运行工况转换条件、控制点参数等;(3)选择与系统匹配的调节器、执行器与传感器，其特性能真实表达现实情况;(4)制定合适的能源管理控制方案。

　　2.2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。

　　3制冷剂在暖通空调中的作用及优化控制

　　制冷剂在整个制冷循环中起着非常重要的作用，其工作效率直接决定着整个系统的运行效果，制冷机组的COP值是衡量制冷剂工作效率的主要参数。在负荷相同的情况下，制冷剂运行工况存在多种情况，制冷机组的功率会随着工况的不同而出现一定的差异，如果负荷一样的话，COP值越大制冷剂的工况就会越好，在相同制冷量环境下，最佳工况时制冷剂的能耗也是最低的。从制冷剂的制冷原理可以看出，如果冷凝压力不变的话，制冷剂的单位制冷量就会随着吸气压力的增大而升高，同时压缩机吸入到制冷剂的蒸汽比容也会相对比较少，因为吸气压力的不断提升，压缩机的容积效率不断提升，压力比也会逐渐减小，实际吸气质量持续增大，压缩机的制冷量也会有所增加。

　　在不同负荷情况下，想要不断提升制冷剂的作业效率就需要让制冷剂在吸气压力比较大的状态下作业，当压缩机的出入口制冷工况达到最佳的时候，我们可以采用BP神经网络模型对吸气压力进行准确的计算，并将计算所得的数值作为设定值来对压缩机的工作频率进行适当的调整，进一步使得制冷剂达到一个很好的运行状态。在暖通空调系统运行过程中，计算流体动力学CFD技术也起着十分重要的作用，它是利用计算机相关技术开发出来的一种数学模型，将其应用到实际工作当中可以实现对大量数据的有效计算，该项技术可以充分利用其具有的加速收敛技术把整个计算过程都简单化，这样就可以节省计算时间，大大提升工作效率和工作质量。CFD技术可以充分利用自身的处理系统对数据进行快速计算和处理，而且对庞大数据的处理效果相对准确，在实际研究过程当中，这些数据是关键性的依据，只有对这些数据进行评估之后方可被应用到实际生产过程当中，同时也是对暖通空调制冷技术研究的最为基础和关键性的一步。该项技术在暖通空调不同的模块会发挥出不同的作用，根据研究表明对前端模块的作用最大，这主要是因为在对数据进行计算的时候所需要的各种数据都是在前端所形成的。技术核心在将数据进行充分的分析处理之后，将其提供给CFD模块以为其实际应用提供更大的便利。

　　4暖通空调系统管道安装技术管理

　　在暖通空调系统管道安装过程中，对于管道线路的排布预算和综合排布计算是决定管道安装工程质量的重要因素，只有做好了对管道线路的预算和排布工作，才能够在实际的使用过程中避免管道线路的混乱和系统内水循环的不畅通，保证空调的制冷效果。目前我国的空调管道安装工程，逐渐采用BIM技术预先对机电工程的管线综合排布进行设计和预算，利用该技术，工程设计人员可以将二维的图纸变成三维的模型，这样管道排布过程中出现的实际问题就会以三维模型的方式立体、清晰的展现在设计人员面前。BIM技术的运用有效的提高了设计人员的工作效率，同时还能够通过碰撞检测对线路进行科学合理的排布，有效的减少管道铺设过程中出现的盲点和遗漏现象，给空调管道安装工作带来了极大的便捷。同时也要加强管道安装工人的技能培训工作，提升工人的专业水平，特别是对新技术新设备的运用，将管道安装过程中可能会出现的问题及解决方式逐一讲解。

　　结语

　　随着计算机技术、系统控制技术、网络通讯技术的不断发展，我们要运用这些先进的技术手段助力暖通空调行业不断发展与突破。使空调制冷系统运行更加高效，控制水平更加智能化，以及采用更先进、更稳定的安装技术来保障空调管道的安装工作，将成为暖通行业新的发展方向。

　　暖通空调制冷系统的优化与控制技术分析相关期刊推荐：《科技创新与应用》杂志是经中国新闻出版总署备案的、全国发行的省级学术期刊，具有一定学术和应用价值的学术文献和反映各学科、各领域的新成果、新工艺、新产品等方面的论述文章,为科技工作者搭建学术交流平台.