空調(diào)制冷系統(tǒng)優(yōu)化設計新方向

1、<p>　　空調(diào)制冷系統(tǒng)優(yōu)化設計新方向</p><p>　　摘 要：隨著人民生活水平的日益提高，家用電器使用的非常廣泛?？照{(diào)就是最常用的的家用電器。本研究將討論空調(diào)制冷系統(tǒng)優(yōu)化設計的新方向。 </p><p>　　關鍵詞：空調(diào)制冷系統(tǒng)；優(yōu)化設計；新方向 </p><p><b>　　0 前言 </b></p><p

2、>　　隨著計算機技術的不斷革新，空調(diào)在制冷系統(tǒng)的模擬優(yōu)化等方面有了很大的進步。 </p><p>　　1 空調(diào)制冷系統(tǒng)的相關概念 </p><p>　　（一）空調(diào)制冷系統(tǒng)的工作原理 </p><p>　　制冷系統(tǒng)是空調(diào)的核心組成部分，空調(diào)在進行工作時，壓縮機會吸入制冷系統(tǒng)內(nèi)的低溫和低壓制冷蒸汽，并且將其壓縮成高溫和高壓的過熱蒸汽之后，在排放至制冷器內(nèi)。與此同時

3、，空調(diào)外側(cè)風扇吸收的外部空氣會流動經(jīng)過冷凝器，排掉制冷劑產(chǎn)生的熱量，從而使得高溫和高壓的制冷劑蒸汽液化為高壓的液體。當這些高壓液體流經(jīng)節(jié)流毛細管時，壓力和溫度都會有所下降，之后再進入具有一定壓力的蒸發(fā)器里吸收熱量進行蒸發(fā)，而空調(diào)外側(cè)風扇也不斷是周圍的空氣進入到蒸發(fā)器的翅片間進行熱量的交換，把放熱完成后的冷氣體排放至室內(nèi)。如此反復的循環(huán)就是空調(diào)制冷系統(tǒng)的原理，能夠?qū)崿F(xiàn)空氣降溫的目的。 </p><p>　?。ǘ┛?/p>

4、調(diào)制冷系統(tǒng)的使用壽命 </p><p>　　空調(diào)制冷系統(tǒng)的使用壽命與生產(chǎn)的廠家，質(zhì)量的好壞以及使用的方法等均有十分密切的聯(lián)系。首先，空調(diào)制冷系統(tǒng)的使用壽命與生產(chǎn)廠家有關，大品牌的空調(diào)生產(chǎn)廠家所選用的制冷系統(tǒng)都是經(jīng)過嚴格檢測或者審查的，其質(zhì)量和使用性能遠比一些小廠家更加有保證。其次，空調(diào)制冷系統(tǒng)的使用壽命與使用的方法有關。若空調(diào)在用過之后的清理和保養(yǎng)及時妥當，就會大大延長制冷系統(tǒng)的使用壽命。制冷空調(diào)要保證合理的使用

5、頻率，這是為了確保壓縮機等潤滑油的使用的暢通性，否則會發(fā)生凝結現(xiàn)象。對空調(diào)的風管與過濾網(wǎng)要進行及時的清理，晾干后在裝入空調(diào)內(nèi)。此外，還應該保證空調(diào)內(nèi)的干燥，防止發(fā)生潮濕或其他不良后果的發(fā)生。因此，合格的質(zhì)量與合理的使用方法是延長空調(diào)制冷系統(tǒng)使用壽命最直接和有效的方法。 </p><p>　　2 空調(diào)制冷系統(tǒng)優(yōu)化設計新方向 </p><p>　　近年來，隨著社會經(jīng)濟和科學技術的快速發(fā)展，空調(diào)

6、制冷系統(tǒng)的設計也朝著優(yōu)化設計的新方向不斷邁進。 </p><p>　?。ㄒ唬饵c分析法對空調(diào)制冷系統(tǒng)進行優(yōu)化設計 </p><p>　　挾點技術是一種新型的節(jié)能技術，由于該項技術目前已經(jīng)以自身的獨特優(yōu)勢被成功地應用到了換熱網(wǎng)絡系統(tǒng)的優(yōu)化當中，并取得十分可觀的經(jīng)濟效益，由此可見，挾點分析法也可以在空調(diào)制冷系統(tǒng)的優(yōu)化當中發(fā)揮出重要的作用。如在下圖所示的空調(diào)制冷循環(huán)壓焓圖中，其過程主要包括壓縮，

7、冷凝，節(jié)流及蒸發(fā)這四個部分組成。 </p><p>　　在通常情況下，空調(diào)中的蒸發(fā)器與冷凝器中的空氣流，制冷劑流之間會存在一個挾點。經(jīng)數(shù)據(jù)統(tǒng)計和研究發(fā)現(xiàn)，該挾點就是空氣流與制冷劑間溫差最小的地方，這個挾點處的溫度不僅直接影響了換熱器的換熱面積，而且是空調(diào)制冷系統(tǒng)性能系數(shù)的最佳體現(xiàn)。因此，在空調(diào)制冷系統(tǒng)中，可以采用挾點分析法對其進行優(yōu)化設計，即以挾點處的溫度差來作為編制程序的控制變量，對空調(diào)制冷系統(tǒng)進行模擬化的分析

8、，從而實現(xiàn)空調(diào)器性能優(yōu)化匹配的效果。程序流程可以主要概括為：（1）輸入冷凝器和蒸發(fā)器的結構參數(shù)以及空氣流的參數(shù)。（2）輸入控制的變量，即挾點溫差。（3）計算出制冷量等，并對挾點溫度賦予初值。第四，調(diào)用冷凝器，壓縮機及節(jié)流模塊等計算出各狀態(tài)的點焓值等。第五，由冷凝器空氣流挾點溫度新值的計算公式計算出挾點溫度新值，判斷是否滿足滿足條件。第六，輸出相應數(shù)值。 </p><p>　?。ǘ└倪M的人工魚群算法求解中央空調(diào)制

9、冷系統(tǒng)的最小功率 </p><p>　　人工魚群算法是隨機搜索算法的一種，這種算法優(yōu)點很多，包括全局收斂性良好，初始值要求低，操作簡答易實現(xiàn)等，然而人工魚群算法也存在一定的缺點，例如后期手鏈速度慢，尋優(yōu)精度較低等。對于中央空調(diào)來說，制冷系統(tǒng)中的制冷器是其核心耗能設備，由于冷卻水的供水溫度是制冷劑的優(yōu)化控制變量，微小的溫度就會對制冷劑的耗能產(chǎn)生巨大的影響，因此中央空調(diào)制冷系統(tǒng)對制冷劑有著較高的精度優(yōu)化要求。改進后的

10、人工魚群算法有效解決了之前存在的一些缺陷，是算法的后期收斂速度與精度有了很大的提高。 </p><p>　　改進后的人工魚群算法能夠?qū)χ醒肟照{(diào)制冷系統(tǒng)的最小功率進行求解。影響空調(diào)制冷系統(tǒng)總耗能量的關鍵控制變量分別是流入制冷機內(nèi)冷卻水的溫度，冷卻水流量的大小以及冷卻塔的風量。改進后的人工魚群算法在中央空調(diào)制冷系統(tǒng)中的合理應用可以求解最小耗能功率，有效實現(xiàn)了空調(diào)節(jié)能優(yōu)化的目的。在求解優(yōu)化變量當中，將流入制冷機內(nèi)冷卻水

11、的溫度設為Twcs，冷凍水的供水溫度為Tchws，冷卻水的流量為Mw，冷卻塔風扇流量為Ma，而將人工魚的狀態(tài)設為X=（Twcs，Tchws，Mw，Ma），人工魚數(shù)目與嘗試數(shù)目均設為10，迭代次數(shù)n設為60。改進后的人工魚群算法能夠?qū)χ醒肟照{(diào)制冷系統(tǒng)的最小功率求解的程序流程可以概括為：（1）計算每條人工魚的使用度值。（2）對最優(yōu)人工魚的狀態(tài)進行記錄。（3）計算出人工魚視野范圍的數(shù)值。（4）對每條人工魚進行相應的評價，并對其行為進行選擇。具

12、體包括覓食的過程，聚群的過程，追尾的過程以及隨機的過程。（5）對新人工魚的位置進行更新。第六，對最優(yōu)人工魚的狀態(tài)進行更新。第六，判斷迭代的次數(shù)，不符合繼續(xù)重復上述過程，達到要求后結束[1]。 </p><p>　　（三）優(yōu)化算法的速度和精度 </p><p>　　空調(diào)制冷系統(tǒng)可以對計算的方法的精度進行優(yōu)化?？照{(diào)制冷系統(tǒng)除了上述的人工魚群算法外，還可以對遺傳算法，粒子群算法，蟻群算法等進行優(yōu)

13、化[2]。并且可以針對這集中算法的缺點進行改進和完善，以提高計算的速度。對于計算精度的計算來說，首先可以選擇借助計算機或其他設備計算精準的優(yōu)勢，增加計算的精度，減少精度誤差。其次，盡量減少算法過程當中出現(xiàn)的各種影響因素，避免因客觀因素導致計算精度誤差現(xiàn)象的發(fā)生。 </p><p>　?。ㄋ模┨岣呖照{(diào)系統(tǒng)的能效比 </p><p>　　若要提高空調(diào)系統(tǒng)的能效比，首先要充分了解和掌握影響空調(diào)能

14、效比的因素：壓縮機與膨脹閥自身的熱力學性能，空調(diào)制冷劑的效率，換熱器的換熱效率，壓縮機的壓縮效率，毛細管道的損壞以及空調(diào)裝置的整體配置情況等。因此，針對這些因素，可以從換熱器的材料，結構等工藝技術以及變頻技術等方面著手，并從空調(diào)制冷系統(tǒng)的整體出發(fā)，是空調(diào)各個部分間能夠形成高效統(tǒng)一的匹配關系，從而全面提高提高空調(diào)系統(tǒng)的能效比。例如，可以采用變頻電機對壓縮機的轉(zhuǎn)速的控制來提高空調(diào)的能效比；通過材料與外形的設計增加換熱器的換熱面積；對變頻空調(diào)

15、采取電子膨脹閥加變頻壓縮機的配合控制方式提高空調(diào)的能效比；通過改進冷凝器配合新一代制冷劑的使用來提高空調(diào)的能效比等[3]。 </p><p><b>　　3 結語 </b></p><p>　　上述內(nèi)容主要對空調(diào)制冷系統(tǒng)的相關概念及空調(diào)制冷系統(tǒng)優(yōu)化設計的新方向進行了全面的分析和探討，其中重點對空調(diào)制冷系統(tǒng)優(yōu)化設計優(yōu)化的方向提出了四點建議?？偟膩碚f，要在了解和掌握空調(diào)制

16、冷系統(tǒng)的原理結構的基礎上，不斷總結當前空調(diào)在制冷的過程中存在的缺陷，并積極利用先進的技術優(yōu)勢對其進行改進，使空調(diào)在制冷節(jié)能方面能夠更加高效和完善。 </p><p><b>　　參考文獻： </b></p><p>　　[1]余秋紅.中央空調(diào)節(jié)能變量控制系統(tǒng)的研究[J].制冷與空調(diào)，2008. </p><p>　　[2]王亮，李樹江，王向東.