暖通空调制冷系统的优化与控制技术分析 陈旭东 陈旭东

发表时间:2020/6/2   来源:《基层建设》2020年第4期   作者:陈旭东
[导读] 摘要:随着社会的进步和经济水平的提高,人们越来越追求舒适的办公环境和居住环境,我国大部分商用和民用建筑中都配置了空调,鉴于目前能源的短缺,提升空调制冷系统的优化控制,降低空调能耗,能够有效的促进社会经济的健康发展。
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        摘要:随着社会的进步和经济水平的提高,人们越来越追求舒适的办公环境和居住环境,我国大部分商用和民用建筑中都配置了空调,鉴于目前能源的短缺,提升空调制冷系统的优化控制,降低空调能耗,能够有效的促进社会经济的健康发展。暖通空调制冷系统的年能耗量,占据建筑总能耗量的25%-50%左右,空调作为优化环境的必要基础设计,同时也产生了大量的能源消耗,加剧了能源的供需矛盾。暖通空调的制冷系统是暖通空调的最重要的部分,也是能源消耗最大的组成部分,加强对暖通空调制冷系统的优化和控制,是降低系统的能耗量,提高系统运行效率的最有效的途径。
        关键词:暖通空调;制冷系统;优化控制
        引言
        随着我国自然资源的逐年开采,能源消费逐渐增多,人民生活水平不断提高,人们对制冷系统的节能要求越来越高,我国目前的可再生能源已处于比较紧迫的阶段,占总能源消耗的40%,因此,如何降低我国制冷系统能耗是今后能源研究的一个重要研究方向。
        1我国制冷空调节能技术的基本特点
        相比于欧洲等发达国家,我国制冷空调节能技术的发展相对较晚,设计和应用技术上没有长期的经验积累,再加上激烈的国际市场竞争环境,都对我国制冷行业的发展带来了严峻的挑战。二十一世纪以来,我国充分认识到了制冷空调技术的重要性,随着我国综合国力的提高和科学技术的发展,制冷空调的节能性能显著提高,相关企业的生产模式也更加科学化、现代化。与此同时,我国制冷空调生产企业积极引进国外先进技术,同时又注重自主开发实力,在国际市场上的占有率也在不断提高,其节能效益已经逐渐在国际社会上获得了认可
        2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,它能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,氟利昂长时间地存在大气中,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,不会造成臭氧空洞和温室效应,因此,R410A制冷剂受到全国乃至全世界的一致推崇。
        3制冷空调节能技术的具体实践
        3.1变频器
        将变频器设置为手动运行状态,通过对冷冻水泵、冷却水泵等设备的承载负荷量进行变速控制,从而调整制冷系统的整体运行速度。在保证中央空调正常运行的条件下,对设备做相应的调整,让设备电机转速降低,从而使电机减少电量损耗,既可以实现制冷作用,又可以节约能耗。共设置4台变频器,分别对冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔风机、风机盘管进行控制。
        3.2蒸发冷却式空调的应用
        蒸发冷却式空调制冷原理是在制冷系统冷凝器吸热的作用下,通过降低蒸发压力和温度,冷却水在泵的作用下到达换热管,均匀地吹入换热面层,形成水膜,热量在风力机的作用下挥发形成蒸汽,最终达到降温的目的,在此过程中,水可以循环利用,能够有效的达到节能的效果。但是如果长期使用这样的蒸发冷却空调,换热器表面会聚积污垢,如果不及时清除的话会影响空调的制冷效果。


        3.3BP神经网络的应用
        BP神经网络在暖通空调的制冷系统中是比较常见的,这种网络系统的优点在于,不仅能够对多层进行反馈,解决神经网络中相关的隐藏问题,还能促进非线性映射问题的解决。首先,BP神经网络能提高信息处理能力,BP神经网络通过对文字、语言、图片等信息的有效识别,将不同的信息类别进行准确的归类,帮助工作人员减轻作业负担,提高信息分类整理的准确性。另外,BP神经网络能够利用网络结构,结合非线性的特点组建函数模型,对函数系统实行精准化控制。函数模型在工业化控制系统中的运用,能有效把控机械运行方式。将其运用到暖通空调的制冷系统中,能够模拟制冷系统中制冷机的吸气压力。基于暖通空调制冷机能耗的非线性,为分析其能耗的状况造成一定的阻力。因此,通过BP神经网络可以模拟制冷系统运行的真实情况,并得到有关的可靠数据,从而提高技术人员参数的精准度。最后,利用BP神经网络可以真实模拟风险性函数的特点,建立符合实际运转要求的网络模型,为暖通空调的制冷系统的优化和控制方案提供参考和依据。
        3.4水蓄冷技术的应用
        近年来,水蓄冷技术在空调制冷行业中得到了广泛的应用,作为一种新型的空调节能制冷技术,其工作原理与冰蓄冷技术相似,具有环境性能好、投资成本低、制冷温度低等优势。所谓水蓄冷技术,就是避开电力使用的高峰期,启动制冷机的设备,储存大量的冷水,在使用电力的高峰期,利用冷水的冷量来冷却周围的环境,进而达到一定的节约能源的目的。此种技术对温度管理有很高的要求,需要利用到温度传感器、智能管理系统等多种电气设备。与传统的制冷空调相比,水蓄冷技术的使用可以节省35%左右的电费。
        4制冷空调节能技术的发展趋势
        4.1空调行业应采用多种环保技术
        现在国家对环保的要求抓得比较严格,空调行业作为污染空气环境和臭氧层的源头,我们要认识到排放对环境的重要影响,而且现在的科技十分发达,在空调上要及时引进先进的环保技术,运用先进的技术,如光氢离子化等,改善空调对环境的污染现状。
        4.2节约能源技术在制冷空调中的应用
        当今世界,全球正在面临着能源短缺和环境污染的问题,无论是工业生产,还是生活需求,都离不开对能源的利用。资源的相对匮乏,也在一定程度上促进了各个国家对节约能源技术的研究工作。为了使制冷空调行业能够健康稳定发展,必须加快推进节约能源技术在在空调领域中的应用,采用能耗低、污染小、转化率高的制冷空调设备,已经成为了未来制冷空调的发展方向。
        结束语
        综上所述,制冷空调节能技术的应用对减少能源消耗和保护环境具有重要的意义。目前制冷空调的主要类型有蒸发冷却式空调、水蓄冷式空调、变频制冷空调,不同类型的空调都有着各自不同的特点,为了进一步实现制冷空调的节能效果,还必须大力发展太阳能技术、人工智能技术、节约能源技术的应用,促进制冷空调行业的绿色、可持续发展。
        参考文献
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        [4]山毅强,丁晓睿,段元昊.浅谈制冷空调在节能减排技术的研究现状与展望[J].信息记录材料,2019,20(07):225-226.
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