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暖通空调制冷系统的优化控制方法

中国科技纵横 / 2018年09月09日 01:19

家电

1 空调制冷系统-暖通空调节能技术研究

高谊涛

摘 要:近年来,随着社会的不断发展,人们生活水平不断提高,对所处环境有着越来越高的要求,空调已成为人们日常生活的重要组成部分。暖通空调的制冷系统是通过制冷剂实现热量的交换,为了营造更好的生活和工作环境,空调厂家需要不断优化控制空调制冷系统,创造洁净、舒适的室内环境,确保房间内温湿度能够在空调最低耗能的基础上调节到最适宜状态。本文简要介绍了暖通空调制冷系统的工作原理,重点分析了暖通空调制冷系统的优化控制方法,以期能为有关方面的需要提供借鉴和参考。

关键词:暖通空调;制冷系统;优化控制

中图分类号:TU83 文献标识码:A 文章编号:1671-2064(2018)15-0139-02

由于制冷剂运作问题,暖通空调一直具有较高的能耗,暖通空调制冷系统的年能耗量占据建筑30%-45%的总能耗量,使我国能源的供求关系进一步恶化。在现代建筑中,暖通空调作为重要基础设备,能够创造洁净舒适的生活和工作环境,但其所产生的大量能耗也使能源供需之间矛盾进一步加剧,需要相关生产单位不断优化空调系统,提升了暖通空调在运作时的节能效果,更好的给人们提供服务。

1 暖通空调制冷系统的工作原理

在暖通空调运行中,制冷系统一般通过制冷系统完成热量交换,制冷剂在四个元件中不断循环,其中包括冷凝器、节流阀、压缩机和蒸发器。元件的自身状态出现变化后,能够实现对热量的释放和吸收。在蒸发皿中,制冷剂吸收热量后由液体变为低压低温气体,压缩机吸入气化的冷却剂并将其压缩成高温高压的气体,这些气体在冷凝器中向空气或者水传递大量热量,从而形成液体状态,完成整个循环。液体经过多次循环后能够实现热量的交换,从而使温度有效降低。在暖通空调使用中,不仅可以进行制冷剂循环,还可以进行冷冻水循环、冷却水循环和室内空气循环,这三种循环都与冷却剂直接或间接的发生热量交换,从而实现制冷效果,有效降低室内空气温度。通过认真分析制冷系统的工作原理能够看出,大部分能源消耗就是制冷系统,进一步优化控制暖通空调制冷系统能够使能量损耗最大限度地降低.

2 暖通空调制冷系統的优化控制方法

2.1 暖通空调工程制冷管道敷设

架空管道通常按照墙、柱、梁的实际位置在敷设过程中进行优化布置,同时还要将专用的支架设置在施工位置,使其稳定性有效提高。在暖通空调制冷管道敷设过程中,需要在相同的支架上布置制冷系统的吸气管与排气管,而且要在吸气管的上部放置排气管。如果同时布设多根管道,需要将一定的距离预留在平行状态的管道之间,避免管道近距离施工出现摩擦,对其使用性能造成一定影响。为了避免冷桥现象出现在吸气管道与支架之间,可将已被油完全处理过的木块放入管道与支架之间。在施工过程中,施工人员需要对管道的完整性进行认真检查,不允许有空隙等现象出现。施工人员要对制冷管道的接口进行加工,使其从三通接口变为顺流三通,主管的规格加大一号,并将冷报弯应用于制冷管道弯道部位,从而避免管壁内嵌入污染物,对管道的使用性能造成严重影响。

地下敷设一般分为通行地沟敷设、半通行地沟敷设和不通行地沟敷设三种。在敷设通行地沟时,需要控制地沟净高不超过1.8m,如果同时敷设多个管道,需要在其他管道的下部敷设低温管道,并控制一定的距离;在敷设半通行地沟时,地沟净高控制在1.2m左右,不适合同时敷设多条冷暖管道,容易出现交叉影响;在敷设不通行地沟时,一般使用地沟盖板,施工人员需要单独敷设低温管道,使敷设的效果得到提高。

2.2 制冷机优化

在暖通空调的制冷技术中,CFD技术被研究人员进行合理运用,主要是因为该技术能够形成暖通空调中数据动量、能量、质量守恒方程的建模及其复杂的计算,给暖通空调制冷技术的研究效率提供了极大地帮助,使工作人员的研究时间和财力得到节省。CFD技术能够根据自身严格的计算程序对大量数据进行精确有序的处理和计算,切计算所得数据具有较高的准确性和真实性,能够给暖通空调的控制制冷系统的研究提供大量数据支持。暖通空调制冷技术研究的关键就是被视化的庞大数据,在全面评估这些数据以后,才能够在实际生产中被研究人员进行合理运用。因此,CFD技术不仅能够缩短研究人员的数据处理时间,而且能够优化控制制冷系统。现如今,研究人员在使用CFD技术前,需要确认在实际投入使用时压缩机的工作状况,掌握工作状态下压缩机转动频率,认真记录室内吸收冷气时的压力等参数,研究人员在优化控制制冷系统时需要根据相关参数完成。工作人员需要根据制冷机实际工作数据建立BP神经网络模型。输入量在BP神经网络模型中密切联系着制冷系统中压缩机工作状况和制冷剂的温度,而压缩机工作状况控制需要以出入口负荷值为依据进行施工,BP神经网络模型的输出值就是制冷机系统的吸气压力。

2.3 BP神经网络在暖通空调制冷系统中的应用

作为一种多层反馈的网络系统,BP神经网络能够对隐藏单元连接问题进行有效解决。而且BP神经网络在对非线性映射问题进行解决时有着无以取代的作用。根据BP神经网络的特性一般在模式的识别与分类、函数系统控制和压缩数据三个方面应用较多:一是在计算机的数据中,BP神经网络可以根据不同数据特征对文字、图片和语言等信息进行智能识别,然后有针对性的进行信息归类,使信息处理速度不断加快;二是可以利用其自身非线性的特点进行BP神经网络函数建模,模型建成以后在工业控制中广泛应用该系统,例如控制机器人运动轨迹等;三是对数据进行压缩,使数据所占据的内存空间有效减少。同时,BP神经网络还能够抽取数据的特征,便于分析数据。

按照BP神经网络的上述特征,能够在暖通空调的制冷系统中应用这种神经网络,有效模拟出空调制冷系统中制冷机吸气压力。由于暖通空调制冷机具有较强的能耗,因此其精确性在收集其能耗状态时很难得到保障。这时可以将BP神经网络的作用充分发挥,真实的模拟相关数据。BP神经网络能够将任意的连续非线性函数模拟出来,利用神经网络模型最大限度的接近实际值。在暖通空调中,BP神经网络能够实时监测制冷机状态,便于后续的调整和控制。

3 暖通空调节能优化策略

(1)设计节能的冷却水、冷热水和风系统。一是通过选择一泵到顶的设计方法,使施工成本有效节约,建筑耗电量大幅降低,后期维护保养工作不断减少;二是设计合理的冷却水系统使空调系统供回水冷冻水温度差有效减小,使系统能耗大幅减低,同时选择闭式循环模式使系统使用年限大幅增加,采取有效措施使系统的输送能耗得到降低;三是针对较少水资源的区域,通过冷却塔循环运行模式使循环水泵扬程减小,降低空调系统能耗,并对冷却塔位置的通风效果加强注意。在设计暖通空调风系统时,需要设计一定的变风量,不仅能够对空调系统总风量进行控制,而且能够对风量负荷进行准确调整,从而使风机能耗和运行容量进一步减少,实现节能效果。

(2)设计热回收装置。暖通空调系统在实际应用中浪费大量的余热,这些余热具有很大的价值,如果能够通过热回收装置进行重新利用,利用热交换装置对湿热或总热进行传递,可以使冷热源能耗得到降低,满足湿热变化的需求,从而使空调系统运行所消耗的能量大大节省。为了使环境质量得到保障,运行暖通空调系统时需要将一些空气排出,这会使系统能耗增加,而且系统能耗会在新风处理过程中再次增加,但热回收装置安装以后,能够将系统的排风能量充分回收,并用它对新风进行處理,从而使系统能耗明显减少,机组的运行负荷有效降低,使暖通空调系统具有良好的经济性和明显的节能性。现如今,可利用热管换热器、热泵系统、蓄冷和蓄热系统、热回收环以及换热器等来设置暖通空调系统的热回收装置,通过热水系统和制冷机组的结合在冷凝热回收时加热处理生活用水用回收的热量,不仅给日常用水提供了便利,而且实现节能减排的目的。

4 结语

综上所述,在暖通空调中,制冷系统作为核心元件,具有较大的能耗量,因此需要不断优化控制空调制冷系统,使系统能耗最大程度的降低,使系统的运行效率进一步提高。受暖通空调的制冷剂运作影响,其具有较高的能耗,使我国能源的供求关系收到严重影响,所以对其进行优化的控制有着重要意义。

参考文献

[1]夏毓,孙罡.暖通空调制冷系统的优化控制研究[J].民营科技,2016,(05):41+238.

[2]杨时弘.暖通空调工程中制冷系统管道设计及施工技术探讨[J].企业导报,2016,(14):57.

[3]刘雪峰中央空调冷源系统变负荷运行控制机理与应用研究[D].华南理工大学,2012.

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