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摘要:随着我国国民生活水平的提高,人们对室内环境温度和质量的要求也日益增多。舒适的生活和工作环境,可以使人们的心情愉悦,因此,暖通空调正逐步被人们接受和使用。然而,我们在享受暖通空调给我们带来的便利时,其耗电量也是十分巨大的。所以,通过改良暖通空调技术,可降低其耗电量,提高其工作效率,本文旨在探究并阐明优化控制暖通空调制冷机对暖通空调运行效率的影响。
关键词:暖通空调;制冷机;优化控制
引言
伴随着我国社会经济文化的快速发展,人民的物质生活水平不断提高,与此同时,人们对日常生活和工作中的硬件设施的要求也越来越高。在控制室内环境温度、空气洁净度等的水平上,暖通空调发挥了巨大作用,舒适、便利了人们的生活和工作环境。人们在享受暖通空调带来的方便时,其巨大的耗电量——占整个建筑的一半以上严重不符合我国环境友好型发展的要求。在整个暖通空调系统中,制冷机是其核心部件之一,优化控制制冷机的工作原理,能大大改善暖通空调耗电量大的缺点,降低耗能,提高工作效率[1]。
1.暖通空调和制冷机的概述
作为中央空调的一个分支,暖通空调相比于中央空调具有诸多优点。暖通空调新增加了加湿设备和电子除尘器,加湿设备能将水转化为水蒸气以增加室内空气湿度,电子除尘器能将室内微小的灰尘颗粒通过静电吸附的原理进行有效过滤,以上两点可以控制室内湿度和洁净室内空气。制冷机的工作原理是通过部件内部的被冷却物体经内部处理后,将被冷却物体中的热量转移到环境介质中,从而把被冷却物体降温。制冷机对于暖通空调来说是暖通空调的核心部件,优化提高制冷机的工作效率,对于解决暖通空调的耗电量大的问题至关重要[2]。
2.暖通空调的研究历程
在暖通空调的研制初期,其制冷功能主要靠控制制冷剂来实现,但这种简陋的制冷方法的效果并不明显,制冷的弊端也随时间不断显现;后来,随着社会的发展和科学技术水平的不断进步,暖通空调的研究人员增加了高节能制冷系统,暖通空调的制冷效果得到了明显的提升,且相较于研究初期的制冷剂更加节约成本且效果更好;目前暖通空调具备当制冷系统的压力达到上限自动停止制冷的特点,这种特点可以减少暖通空调的市场淘汰量,提高使用寿命,节约使用成本[3]。
3.优化控制制冷机在暖通空调中的作用
3.1 制冷作用
制冷机是暖通空调系统中的核心关键性部件,是制取冷量的主要机械,制冷机能否正常工作运转直接决定了整个暖通空调系统运行效率的高低,而制冷机的耗电量几乎占整个暖通空调耗电量的一半,因此,改善制冷机耗电量大及优化制冷机的工作原理,可有效降低暖通空调的耗电量和使用成本,延长使用寿命,降低市场淘汰率。暖通空调是利用制冷系统进行制冷的,且制冷效果和制冷量都由制冷系统决定,制冷系统中最重要的部分是制冷机,搞明白了制冷机的工作原理以后,我们就可以通过利用现有的发达先进的科技手段科学合理地对制冷机的工作原理进行针对性的优化控制,就能有效提高制冷机的工作效率,提高暖通空调的制冷水平。暖通空调吸入室内被冷却的空气,被冷却的空气经过制冷系统中压缩机、冷凝机等的处理,其热量被吸收,后被排入外界环境中,通过这样的原理,降低室内环境温度,因此,我们可以根据这个原理对制冷系统中的零件进行逐个优化,选择出最佳的优化方案。
3.2 优化方法
3.2.1 控制吸气压力
在暖通空调工作运行的过程中,制冷机系统的冷凝力不会因为暖通空调的其他系统或其他参数的改变而改变,冷凝力一定,当吸气压力增加,制冷机制造的冷气量就会随之升高。因此,我们可以通过适当增加吸气压力,以提高冷气的制造量。在控制吸气压力时,可以通过监测COP值来调整,COP值的定义是制冷系统中制冷剂的温度与吸气压力的关系值。利用COP值,可以将室内的吸气压力控制在一个最佳的水平上,这样以来,暖通空调的制冷效果将会得到明显的提升,符合市场需求,符合生产商的初衷和愿望,符合我国环境友好型发展的要求[4]。
3.2.2 应用CFD技术
随着我国科学技术水平的不断提高和科研人员的不断努力,CFD技术诞生于世,CFD技术一经问世,便被应用于暖通空调的研究和技术改进中。CFD技术可以动态监测出暖通空调在使用过程中的工作效率,极大地便利了相关研究人员在研究暖通空调改进技术的过程中数据量大、计算费时费力的麻烦,节约了研究人员的人力、物力和时间成本。随着时间的推移,CFD技术被业界内研究人员广泛接受且使用,CFD技术对于那些研究过程中产生的庞大数据的计算是十分精确的,且CFD技术是根据自身设置好的程序对这些数量庞大的数据进行精密的计算,错误率极小。经CFD计算的数据对于研究人员来说是研究暖通空调制冷机优化控制措施的关键数据,通过这些数据,研究人员知晓该从哪些方面进行暖通空调制冷机的优化,并采取相应的手段不断思考,不断试验,找出最终的解决方案[5]。
正如上述所阐述的,CFD技术是根据暖通空调中动量、能量等数据,利用质量守恒方程等公式建立模型,因此,在暖通空调正常工作运转的过程中,研究人员需要记录暖通空调制冷系统中的压缩机的转动频率、室内的吸气压力等数据,将这些数据输入到CFD系统中,等待CFD系统处理并计算好这些数据,研究人员就能得到暖通空调制冷系统中压缩机工作状态下的数据,再利用这些数据进行建模,就能得到一个压缩机正常工作状态下的BP神经网络模型。通过研究和观察BP神经网络模型,我们不难发现,暖通空调的工作效率和制冷量与制冷机中压缩机的工作效率有着非常直接的关联,再利用上述COP值可知,制冷机的温度与室内吸气压力有直接的关系,因此,当暖通空调的制冷机处于不同的工作状态时,其吸气压力也会随着制冷机工作状态的不同而发生相应的改变,吸气压力增大,吸入制冷机制冷的空气量也会随之增大,暖通空调的制冷效率也会提高。研究人员可依赖CFD技术,记录不同工作状态下的制冷机的工作数据,对比研究出暖通空调最佳的工作状态,和在何种工作状态下暖通空调的耗电量最小,找到那个制冷效果与耗电量小兼得的工作状态,联系厂商根据这个工作状态制造暖通空调,并与暖通空调制造生产商一同探究出量产的空调设计与生产方案,从源头上提高空调的质量,解决暖通空调耗电量大的问题,以提高暖通空调的工作效率,降低暖通空调的使用成本[6]。
结束语
在经济文化迅速发展的当今时代,人们对生活和工作环境的要求日益提高,因此,暖通空调作为调节室内环境的硬件设备,扮演者越来越重要的角色。而暖通空调耗电量大始终是其弊端,所以降低其耗电量的任务便迫在眉睫。制冷机是暖通空调最重要的部件之一,其耗电量占暖通空调的一半左右,显而易见,通过合理有效的手段优化控制制冷机对降低暖通空调耗电量来说至关重要,这样以来,可以延长暖通空调的使用时间,降低暖通空调的使用成本和市场淘汰量,为我国环境友好型发展贡献力量。
参考文献:
[1]李小菲.暖通空调制冷系统的优化控制方法研究[J].建材与装饰,2018,No.545(36):177-178.
[2]刘涛.CFD技术在暖通空调制冷工程中的应用探讨[J].建材发展导向,2018,16(6):96-96.
[3]高谊涛.暖通空调制冷系统的优化控制方法[J].中国科技纵横,2018,000(015):139-140.[4]
[5]梁文兴,孟承坤,马朝阳,et al.浅析暖通空调制冷系统中的环保节能技术[J].资源节约与环保,2018,205(12):17-17.
[6]董跃平.汽车暖通空调制冷系统的优化控制策略[J].汽车世界,2019,000(005):P.105-105.