摘要：随着我国可持续发展的观念不断深入人心，在各个领域实行压缩机控制设计已经不容忽视。现阶段新能源汽车空调的使用数量越来越多，其能耗已经不能在不引起重视。本文正是在这一大领域背景下，探究新能源汽车空调的压缩机控制设计方法。此次研究主要对空调的压缩机控制进行了分析和设计，从检测控制系统的角度，对空调系统的优化模式进行了研究，旨在通过此次对相关系统的研究发现更优质的设计模式，并以此为前提详细探究了其具体的应用，希望此次研究能为后期的研究与设计工作提供一定的借鉴。
关键词：空调；压缩机控制；设计；应用
当下随着我国社会经济的飞速发展，当下越来越多的汽车需要安全空调，空调技术也在不断更新换代的过程中变得现代化、专业化、自动化。其中，空调的制冷系统是保证其正常运转的基础，在元器件的不断发展和信息技术进步的前提下，空调的压缩机控制有了新的发展前景，加大对压缩机控制的设计与优化力度不光可以提高空调的运行效率，还可以极大地降低空调的制作与运行成本[1]。因此，当下对空调的压缩机控制优化与设计工作就需要从现代化的计算机技术和通信技术入手，以此实现PLC控制系统，促进空调技术的改革。
1.新能源汽车空调压缩机控制设计研究背景
现在全球各国都在讨论环境环保问题，我国同样不能掉以轻心。并且我国由于国土面积大，和发达国家相比，在同样的气候条件下，有着三倍以上的汽车出行供暖能耗。这就导致了我国每年冬季供暖和夏季空调能耗居高不下。北方城市在冬季采用汽车出行的过程中相关资源的消耗量能达到一半以上。现阶段我国，解决能源浪费和环境污染已经成为了迫在眉睫的事情。
汽车空调的使用数量增多，也加剧了汽车空调能耗的增多。和一般的空调系统相比，新能源汽车空调系统具有以下特点：新能源汽车空调系统的换气次数更多，普通的新能源汽车空调能够达到十次以上的换气次数，一些高级的新能源汽车空调能够达到几百次以上的换气次数。高换气次数导致总的风量增大，能耗也随之增加。数量过多的换气次数导致了净化系统新风冷热负荷指数较高。一些较低档次的新能源汽车空调能够达到400W/m2，还有一些高级的新能源汽车空调能够达到1100W/m2，甚至更多[2]。
2.新能源汽车空调压缩机控制设计问题
由于新能源汽车空调的数量越来越多，其能耗逐渐增大，因此进行压缩机控制设计显得尤为重要。现阶段主要是以空气源热泵我为动力，能够降低能源消耗，实现把地为热能输送至高位的功能，将更大量地利用自然资源和余热资源中的热量。这样一来就能够有效降低能源消耗，并且提高输入能很好的满足了冬季供暖的要求。在满足供暖要求的前提下，尽量减少温室效应就能够达到环保的要求。
但是在较为寒冷的地区进行冬季制热空气源热泵就会随着室外温度的降低，导致制冷剂吸气比热容增大。逐渐增大的吸气比热容就会导致机组的吸气量随着外界温度的降低而迅速下降。这样一来不但达不到降低能耗的要求，还会增加温室气体的排放。
较低的温度导致机组吸气量下降，这样一来机组的质量量就会按照相同的比例进行降低。并且较低的室外温度会吸气压力，导致压缩机的压比增大机组的呀比严重偏离最优值导致能耗急剧增加。这样一来系统的压缩的过程中严重偏离了正常压缩。直接导致机组排气温度上升，增加了温室气体的排放。除此之外，压缩比增大导致压缩机的舒淇系数以及输气量效率下降。在同样能源消耗下造成的工作量和工作效率急剧降低。在北方最寒冷的阶段，压缩比过大的机器是无法正常运行的[3]。因此，需要找寻解决方法，能够在寒冷阶段正常工作。
3.新能源汽车空调压缩机控制设计方案
某空调研究所在东北地区空调行业有多年的实际经验，以压缩机控制环保为宗旨，通过多年的分析总结得出了以下的新能源汽车空调压缩机控制设计方案：
3.1新能源汽车空调系统通过以水源热泵作为热源和冷源的提供来源，热源主要是在非空调环境下，热水采暖低温的回水，也就是较低水位的热能或者是生活用水导致的热水废水，空调系统主要的冷源就是冷却塔。
3.2空调系统排风设置能量回收段
对当地的水文地质进行现场勘察，是常规水源热泵方案设计的前提条件。在现场勘查完毕之后，对土壤施工以及地下水换热系统的设计施工都需要有专门的水文地质专业人员参与进来。这样一来，人工费，施工费，现场勘察费都会增加设计成本。这期间投入的费用大大提升，就会远远高于本研究中新能源汽车空调压缩机控制设计方案的费用。
通过直接用集中供热，如作为空调的供热源，在进行设备建设改造管道以及锅炉房建设过程中，大量的投资而增加成本，导致后期运转不周。但是在本研究的方案终止，需要增加空调系统所需要的圆锅炉供热能力即可，既能够减少温室气体的排放，还能够减少能源消耗，是一举两得的好事。
很多高级动物实验室中，一般需要使用全新风，那么就会极大地提高计划系统的换气次数，增加能耗。换气次数的增加就会增加温室气体的排放，已经能源消耗，那么在排风系统中设立能源回收段就可以大大降低新风换气次数带来的负荷。这样一来在冬季就能够达到换热率60%以上，同时还能够保障高级动物实验室中的空气质量要求[4]。在保证实验时空气质量要求的前提下，尽量减少空调系统的设备型号，降低能源消耗。
4.新能源汽车空调压缩机控制设计方案运用到主要技术
4.1变频压缩机控制技术的运用
在多个领域都能够运用到变频压缩机控制技术，因此在新能源汽车空调压缩机控制设计方案中，变频压缩机控制技术也得到了广泛的推广。由于现阶段很多新能源汽车空调的设计都有一些设计赘余，这就导致了新能源汽车空调在运行过程中很难满负荷运作。但是很多情况下都需要新能源汽车空调系统在满负荷应在下进行空气的净化。在变频压缩机控制技术的应用下，新能源汽车空调就能够很大程度上进行满负荷的运作。首先计划空调使用变频压缩机控制技术能够降低能源消耗，同时根据不同的需求灵活的转换不同运行模式，极大地节约了运行成本，有效地运用了能源。其次，新能源汽车空调系统的不足，通过变频技术的应用，能够很大程度上弥补完善和优化系统能够满足很多实际的需求。
4.2蓄冷技术的运用
由于不同的区域不同的环境对于电负荷峰谷的情况也会产生不同的差异。在用电高峰阶段，电负荷压力增大就会出现供电不足的情况，这就导致新能源汽车空调运行过程中由于电低谷而导致很难完全发挥。在用电低峰阶段，又由于电负荷压力小出现供电过剩的情况。但是通过蓄冷技术的运用，在在电力过剩时将水冷冻为并进行低温储存，在电力高峰时合理释放低温储存的能量达到互补。这样一来通过西峰平谷节约了新能源汽车空调运行成本，同时又缓解了用电高峰的压力。
4.3变风量、变水量技术的运用
变风量技术通过变风量空调末端的装置来对室内的负荷变化情况进行感应，并做出适当的补偿，借助对空调送风量的调节来保证室内温度保持在合理的范围当中，变风量技术相比传统定风量空调系统往往可以节约一半左右的能源。
5.压缩机控制组成分析
对压缩机控制的研究与分析的主要目的是为了提高空调的自动控制能力，加强对数据的掌握和分析能力，以此实现在日常应用中的高效率、高准确性。因为压缩机控制能够保证基本使用效率的前提下，尽最大程度地提升空调系统的自动化，并在此前提上降低制造和使用的成本，这是一般的空调系统所不能带来的。所以，此次对这一结构的研究与设计也是站在最基本的系统基础上的，其中主要对IPC+PLC以及变频器的控制能力，采取的集中化的管理，以此保证空调相关系统的正常运行。
5.1从PC机的控制系统分析
因为PC机与其他的机器最大的区别就在于其可以在彩色的界面上进行操作，这样所有的数据与图片可以更加真实，更加方便研究与设计人员的使用。比如在对相关的数据进行联动、对以往的数据和资料进行查看或者在利用机器进行一系列的操作过程中，都可以最大程度地实现自动控制的最优化。其次，PC机在遇到故障问题以后，可以及时对其加以解决，并可以通过手动操作的方式对问题集中进行解决，这样的解决方式更加高效，且可以将存在的问题明确化，避免不必要问题的出现[5]。
5.2下位机的手动操作
下位机的组成较为简单，因为其主要是由上述的PLC和变频器组成的，以此实现空调系统的控制与应用。采取下位机的方式，可以提高其自动应用能力，尽最大程度地实现控制箱的应用。
5.3动力柜
动力柜是主要的手动操作界面，因为其组成系统较为简单，主要是继电系统，因此如果压缩机控制在运行的过程中出现了问题，那么可以直接启动动力柜，而动力柜的操作与运行是直接脱离压缩机控制的，因此其不仅可以避免更大危险的出现，还可以继续保证空调的正常运行，这为空调的运行与使用提供了最基本的保障。
6.压缩机控制的结构
6.1上位机
压缩机控制的组成较为复杂，其中最主要的组成部分就是上位机，上位机当下的系统采用的是WIN2000+的系统，其主要的作用就是实现自控。首先，上位机的主要作用就是为整个压缩机控制提供人机界面，方便使用者的操作，实现对空调的管理与控制；其次，在交互界面的基础上，其可以对外部的数据进行采集，并在当下现成数据的基础上，对相应的数据进行采集和分析，并进行精准的运算。在数据的采集和运算的过程中，一般会涉及到机器自身的数据和在应用的过程中所产生数据，这两部分的数据都是需要加以解决的，而上位机的出现就很好地解决了数据处理和分析以及输出的问题。
另外，上位机还可以定期对机器自身的运行情况加以监控，及时发现在运行过程中存在的问题，并根据其存在的问题及时对其加以处理。比如，当在运行的过程中发现了系统自身存在的数据运算的问题，那么上位机首先会自动对数据进行校对、纠正，如果发现较为严重的错误，或者当错误已经严重影响数据的正常运行了，那么其会及时进行报警处理，防止因为数据错误的问题影响整个空调的正常运行[6]。
6.2下位机
首先，输入输出接口充当的是引导的作用，其主要作用是促进流量的控制与管理，保证空调的各个部位正常运行，这也是在当下的空调组成系统中应用最广泛的组成结构。其次，模数和数模模块主要的作用就是利用冷媒水对相关的部分进行降温，通过降温保证其正常的运作，在保证降温的过程中，需要考虑的是不同介质的冷媒水的作用是不同的，因此需要根据空调内部的实际组成部分和压缩机控制的组成部分进行合理的安排。其配置主要是由硬件、软件以及网络系统组成的，从表面来看，其余日常中接触到的电脑有很大的相似之处，但是在实际应用的过程中，这三个部分各司其职，利用网络系统实现对系统硬件和软件的支配。
系统可以对空调的实时温度和运行情况进行监控，及时了解其频率和流量，并对各个部分结构的运行情况进行明确，可以发现在运行的过程中其存在的问题，提高空调的运行安全性。系统可以实现实时趋势和历史趋势的监控，并根据其真实的数据打印相关的报表，保证工作人员和使用人员的数据分析。因为在系统运行的过程中难免会因为其操作的实际操作难度和使用的不正确导致系统出现问题，那么通过压缩机控制就可以及时了解在运行的过程中存在的问题，并以此为前提自动进入紧急状态，及时关闭正在运行的系统，避免因为存在的系统问题导致出现更大的问题。压缩机控制的存在不仅是为了提升整个应用过程的方便程度，还可以避免不必要问题的出现，因为当其检测到系统存在的问题以后可以及时关闭压缩机控制，并自动实现报警，在这个时候可以通过其自动开启的手动操作界面恢复空调的使用，那么在这样的使用过程中就可以避免不必要损失的产生。
7.结论
综上所述，空调的压缩机控制是实现空调自动化和智能化的第一步，也是最重要的一步。因为其涉及到了信息网络和通信系统，且这些技术都是在飞速发展的时候，因此当下的技术虽然先进，但仍不是重点，这更需要在以后的研究工作中不断融合现代化的信息技术，为空调压缩机控制的进步和发展提供更大的动力。
参考文献
[1]张丽凤.新能源汽车空调电动压缩机控制技术研究[J].汽车实用技术,2017,(24):75-76.
[2]晏利民.新能源汽车空调电动压缩机控制技术研究[J].未来英才,2017,(7):279.
[3]董光辉.面向电动汽车空调的通用型线涡旋压缩机设计与加工研究[D].重庆理工大学,2017.
[4]陶鹏元.基于新能源汽车空调电动压缩机控制技术研究[J].百科论坛电子杂志,2019,(13):689.
[5]李风雷,李玉欣.新能源汽车空调电动压缩机控制技术研究[J].上海电气技术,2013,6(2):28-32.
[6]武卫东,余强元,吴佳玮等.压缩机转速对新能源汽车空调制冷性能的影响[J].流体机械,2017,45(11):61-65,57.