優(yōu)化控制制冷機(jī)在暖通空調(diào)中的作用探討

閆立強(qiáng)

摘要 暖通空調(diào)的使用已經(jīng)越發(fā)普遍，社會各界對于暖通空調(diào)的要求也逐漸升高。制冷機(jī)是其中的核心機(jī)械之一。因此，對制冷機(jī)進(jìn)行優(yōu)化有著十分重要的意義。本文首先介紹了暖通空調(diào)和制冷機(jī)的工作原理，并對其做出了簡要的介紹，其次介紹了制冷機(jī)在暖通空調(diào)中工作的發(fā)展歷程。最后，分析了制冷機(jī)在暖通空調(diào)中工作的具體流程，并對如何進(jìn)行優(yōu)化進(jìn)行了相應(yīng)的探討，提出了CFD技術(shù)。

關(guān)鍵詞 制冷機(jī)；暖通空調(diào)；CFD技術(shù)

最早，制冷劑是進(jìn)行制冷的唯一辦法，后來逐漸發(fā)展成為利用暖通空調(diào)進(jìn)行溫度的調(diào)節(jié)。但是隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對于生活質(zhì)量的要求越來越高。暖通空調(diào)在使用過程中有著較多的能源浪費(fèi)和資源消耗，已經(jīng)不符合社會中對于環(huán)境友好型社會的要求。因而如何在能提升暖通空調(diào)的工作效果的同時(shí)降低能耗已經(jīng)成為社會中最熱門的話題之一。

1制冷劑與暖通空調(diào)概述

1.1基本概念

作為中央空調(diào)的組成部分之一，暖通空調(diào)是集通風(fēng)與采暖功能為一體的，是一種能夠同時(shí)調(diào)節(jié)空氣濕度、提升空氣質(zhì)量的空調(diào)。暖通空調(diào)中加裝了加濕設(shè)備和電子除塵設(shè)備，因而能夠更加全面的滿足人們對于生活環(huán)境的控制需求。

制冷機(jī)則是制冷設(shè)備的一種，主要包含半導(dǎo)體制冷機(jī)、蒸汽噴射式制冷機(jī)、壓縮式制冷機(jī)、吸收式制冷機(jī)幾種。而由于壓縮式制冷機(jī)能夠最大程度的節(jié)約能源，因此壓縮式制冷機(jī)被最為廣泛的使用。壓縮式制冷機(jī)中有著變頻裝置，以此來控制壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速，能夠?qū)⒄舭l(fā)的溫度變高，或是使冷凝的溫度變小。這樣，該制冷機(jī)能夠通過最少的消耗達(dá)到最佳的調(diào)溫效果。

1.2發(fā)展歷程

暖通空調(diào)制冷技術(shù)最早是通過制冷劑制冷的方式進(jìn)行改進(jìn)的。但是這種制冷方式收效差，制冷較慢，時(shí)間周期較長。因此，相關(guān)人員進(jìn)行了改進(jìn)和再開發(fā)，將制冷系統(tǒng)加載在其中。制冷系統(tǒng)對溫度的調(diào)節(jié)是根據(jù)實(shí)際情況而進(jìn)行自動(dòng)設(shè)置的。系統(tǒng)中的檢測裝置能夠?qū)崟r(shí)檢測制冷系統(tǒng)的壓力值，當(dāng)壓力值處在峰值時(shí)，將會自動(dòng)暫停制冷設(shè)備的工作。這樣，制冷機(jī)能夠進(jìn)行健康的、長時(shí)間的運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)也保證了工作人員的安全。而目前，國內(nèi)對于制冷裝置的需求量加大，節(jié)能減排的浪潮席卷全國。國內(nèi)正在探尋一種能夠減少能耗、制冷效果明顯的暖通空調(diào)。因此，對傳統(tǒng)的暖通空調(diào)的改進(jìn)和優(yōu)化是目前行業(yè)的主要發(fā)展方向。

2控制制冷機(jī)在暖通空調(diào)中的作用及優(yōu)化

2.1冷卻作用

控制制冷機(jī)是制取冷量的主要機(jī)械，也是暖通空調(diào)中的輸出之一。因此，制冷機(jī)在暖通空調(diào)的整體運(yùn)作中要消耗大量的能量，約占總消耗的五成左右。因而，制冷機(jī)是否正常運(yùn)行，直接決定了暖通空調(diào)是否能夠起到預(yù)期的作用。制冷機(jī)運(yùn)行的質(zhì)量，直接決定了暖通空調(diào)在完成工作時(shí)的效率。而由于社會對于暖通空調(diào)的使用愈發(fā)廣泛，因此，暖通空調(diào)在工作時(shí)是否符合生態(tài)環(huán)境的保護(hù)需求，也是相關(guān)人員考慮的重點(diǎn)。由于制冷機(jī)在其中占據(jù)了較大的能量使用額，因此，對于制冷機(jī)的控制就顯得尤為重要。在對此功能進(jìn)行改進(jìn)時(shí)，應(yīng)當(dāng)基于現(xiàn)有技術(shù)之上，以現(xiàn)有運(yùn)行數(shù)據(jù)為依據(jù)，進(jìn)行暖通空調(diào)的改造。

制冷機(jī)之所以能夠在暖通空調(diào)中達(dá)到制冷效果，是由于在蒸發(fā)器中，制冷劑與冷凍水進(jìn)行了熱量傳遞，冷凍水的溫度將會因此降低。冷凍水經(jīng)過壓縮機(jī)的壓縮成為氣體，在經(jīng)過制冷機(jī)組時(shí)發(fā)生冷凝，并在此后流經(jīng)冷卻塔，被其中的冷卻水降低溫度，變?yōu)橐夯男螒B(tài)。最后，此液體將在熱交換器中與熱風(fēng)進(jìn)行混合處理，成為冷風(fēng)，通過送風(fēng)管道進(jìn)入房間，最終達(dá)到冷卻室溫的目的。同時(shí)，由于最終輸出的冷風(fēng)是原本存在于房間中的，在經(jīng)過一系列冷卻的過程中，也能夠達(dá)到一定的除塵等凈化效果，且空氣在被加工的過程中有液化的過程。因此空調(diào)能夠同時(shí)達(dá)到加濕和凈化空氣的目的。

為了更好地確定制冷機(jī)工作的效率，使暖通空調(diào)的工作狀態(tài)達(dá)到最優(yōu)，采用COP作為衡量二者工作狀態(tài)的參數(shù)。COP即制冷機(jī)的工況，是制冷劑溫度與吸氣壓力之間的關(guān)系值。而COP值將在一定的負(fù)荷下達(dá)到最優(yōu)。在制冷時(shí)，冷凝力將會保持在一定程度不變，在單位制冷越高的情況下，吸氣壓力也會升高。此時(shí)，制冷機(jī)的制冷量將會由于其實(shí)際吸入氣體壓力增高，導(dǎo)致溶劑的效率升高，因此工作效率將會提升。

2.2優(yōu)化方法

大多數(shù)技術(shù)人員在相關(guān)領(lǐng)域進(jìn)行研究的時(shí)候都將CFD技術(shù)運(yùn)用到其中。CFD技術(shù)因此成為暖通空調(diào)制冷技術(shù)運(yùn)用最廣泛的技術(shù)之一。CFD技術(shù)能夠?qū)?shù)值進(jìn)行模擬計(jì)算，將此技術(shù)運(yùn)用到暖通空調(diào)的制冷機(jī)技術(shù)中，工作人員在實(shí)際工作中能夠快速的進(jìn)行計(jì)算。該技術(shù)能夠完成動(dòng)量、能量、質(zhì)量守恒方程的建模和計(jì)算，極大的提升了工作效率。若只采用人工進(jìn)行計(jì)算，則需要按照實(shí)際的情況首先進(jìn)行建模，然后嚴(yán)格按照規(guī)定的步驟計(jì)算求解，最后還需要重新分析數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化的處理。得出的可視化的數(shù)據(jù)才是能夠在工程中進(jìn)行設(shè)計(jì)的依據(jù)，是空調(diào)技術(shù)進(jìn)行制冷的基礎(chǔ)部分。由相關(guān)人員對可視化數(shù)據(jù)進(jìn)行評估后，才會被正式運(yùn)用到實(shí)際的生產(chǎn)中。而運(yùn)用CFD技術(shù)，則會極大的減少從數(shù)據(jù)搜集到最終投入使用的周期，提升了生產(chǎn)力，為暖通空調(diào)的實(shí)際優(yōu)化提供幫助。

在具體使用CFD技術(shù)時(shí)，應(yīng)當(dāng)將壓縮機(jī)的實(shí)際工作情況作為參數(shù)首先確認(rèn)下來，如工作頻率、吸氣壓力等，在后續(xù)的優(yōu)化過程中需要根據(jù)這些數(shù)值確認(rèn)制冷機(jī)是否在正常工作，其工作狀態(tài)是否保持穩(wěn)定。CFD進(jìn)行工作時(shí)，按照之前預(yù)設(shè)的各參數(shù)值搜集制冷機(jī)在工作時(shí)的數(shù)據(jù)，并進(jìn)行比對。當(dāng)確認(rèn)制冷機(jī)是在正常范圍進(jìn)行工作時(shí)，則利用搜集上的數(shù)據(jù)建立BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。在此模型中，進(jìn)行輸入的量為壓縮機(jī)的工作狀況和制冷劑的溫度。其中，壓縮機(jī)的工作狀況通過其出入口負(fù)荷值的測量進(jìn)行確定。吸氣壓力是模型的輸出值。而制冷機(jī)的溫度與吸氣壓力之間呈現(xiàn)正向相關(guān)關(guān)系。在不同的負(fù)荷下，吸氣壓力將會發(fā)生一定的改變。而通過對不同參數(shù)對應(yīng)的工作效率進(jìn)行比對，將能夠確定一個(gè)最優(yōu)的數(shù)值，實(shí)際工作時(shí)，可以直接通過設(shè)定參數(shù)的改變，優(yōu)化暖通空調(diào)的工作效率。

由上述的分析可知，若想對其進(jìn)行優(yōu)化，則需利用高效的CFD技術(shù)進(jìn)行參數(shù)分析，通過BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，計(jì)算各參數(shù)在最佳工作狀態(tài)時(shí)的數(shù)值，將機(jī)器參數(shù)設(shè)置為此數(shù)值。在實(shí)際工作中，通常采取控制壓縮機(jī)工作頻率的方式，確保制冷過程的各項(xiàng)參數(shù)符合實(shí)驗(yàn)中的最佳值，以此來達(dá)到優(yōu)化的作用。

3結(jié)論

優(yōu)化控制制冷機(jī)的工作，能夠使暖通空調(diào)達(dá)到自動(dòng)控溫的效果。暖通空調(diào)首先采集房間內(nèi)的空氣數(shù)據(jù)，判斷房間中的溫度和相應(yīng)的濕度，并與標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行對比。同時(shí)，運(yùn)用相關(guān)技術(shù)建立一個(gè)合理的工作運(yùn)作系統(tǒng)，使空調(diào)能夠在能效最低時(shí)自動(dòng)將室內(nèi)溫度和濕度調(diào)節(jié)到舒適狀態(tài)。在此過程中，由于工作的系統(tǒng)通過一系列的優(yōu)化和改進(jìn)達(dá)到了最佳的工作效果，因此空調(diào)在工作的全過程中都能夠滿足節(jié)能減排的要求。由于經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，暖通空調(diào)的運(yùn)用必將愈發(fā)普遍，因此對該技術(shù)的優(yōu)化和提升將有著深遠(yuǎn)的現(xiàn)實(shí)意義。endprint