纪新潭

[摘要]随着社会的发展以及对于先进现代化设备的要求的不断提高，制冷设备如中央空调、暖通空调以及冰箱等设备以家电的形式进入人们的生活，成为日常生活中必不可少的组成元素之一。制冷机是制冷设备中最为重要的部分，因此必须保证制冷量与设备负荷相匹配，要保证制冷设备的正常运行，首先要保证制冷机能够满足制冷设备的正常工作所需负荷，下面我们就制冷系统的设计与优化控制进行全面的阐述。

[关键词]制冷系统；工作原理；优化控制

0前言

随着人们对于生活、工作、生产环境要求的进一步提高，室内的制冷设备显得越发重要。大型制冷设备已经从专业工厂加工所需进入到商业、教学以及医疗之中，而且慢慢进入到人们的住宅环境中。随着制冷设备越来越受到人们的重视，如何让制冷系统能够更加高效的运转成为当下的重要话题，本文以制冷系统的工作原理为着眼点，简要分析制冷系统的相关设计，最后提出制冷系统的相关优化控制。

1制冷系统的分类以及其工作原理

1.1制冷系统的组成

制冷系统作为一个复杂的组合体，以其工作性质可分为四个组成部分，分别是压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器四大机件。其中压缩机是制冷循环的主要动力，是制冷系统的核心组成部分。它是由电动机的拖动进行着旋转，除了能及时的抽出蒸发器内的蒸汽外，还能维持低温低压的环境，使制冷剂蒸汽的热量能够及时的向外转移。冷凝器在制冷设备中以热交换器的形式存在，其作用是利用设备内的低温的环境，将设备中的热量带走，使高温高压的制冷蒸汽迅速降温为低温低压的状态。节流原件是将高压常温的制冷剂液体通过这个降压装置得到低温低压的制冷剂。再融入到蒸发器内吸热蒸发。蒸发器也是一个热交换设备，它主要是将被冷却的物质的温度吸收，达到冷冻、冷藏的目的。制冷设备在四个装置的共同作用下。完成制冷效果。

1.2单冷型多联制冷设备

单冷型多联制冷设备是由室内外机组组成，直流变频设备多联是三台左右室外机以及四十八台室内机组成，当制冷运行时，来自各室的热交换器的低温、低压的制冷剂气体被汇合，经连接组件分流后，被各个模块压缩机吸入压缩为高温高压气体，再排入室外交换机进行气体交换，最后经连接管、分歧管等分流至各个室内机，最后交换为低温、低压的制冷气体。如此周而复始的进行循环，最后达到制冷效果。

1.3电热型制冷设备

单冷型制冷设备属于压缩式制冷机，而电热型制冷设备在制冷原理上属于半导体式制冷设备。电热型制冷设备在制冷方式上是在通电的条件下，利用半导体的热一电效应进行制冷。电热型制冷设备又称热泵型空调，其制冷原理可以理解为搬运热量的过程，也就是说制冷设备是将室内的热量搬运到室外，这种方式较单冷型浪费能量，常规情况下，搬运能力为耗费1000W电量才可以得到3000W的制冷量，因此在选择时，一般是单冷型制冷设备更为消费者所接受。电热型制冷舍比通常分为两种，一种是无需自动除霜，只能在高于5℃时才能使用，另一种是自带自动除霜功能，因此使用环境较广。

1.4定频、直流、变频以及数码漩涡多联设备

制冷设备在工作原理上分为很多种，除主要使用的单冷型制冷设备、电热型制冷设备外，还有定频、直流、变频以及数码漩涡等多联设备。定流、直流以及变频多联设备是以其工作过程中的通电方式进行划分的，由于制冷设备在工作过程中采用间歇式循环制冷的工作方式，因此对于各个阶段的用电情况也各有所要求，因此变频设备是最为常见的工作机组，但是随着近些年来对于制冷设备的不断研究，人们逐渐开始接受定频、直流等更为节能、高效的制冷机组。数码漩涡多联设备是随着数码技术的不断普及下所诞生的一种新型工作机组，它是以最便捷的控制手段，在运行过程中保持制冷剂气体的漩涡式流动，制冷范围大、温度均匀。

2制冷系统的设计

2.1制冷系统的设计理念以及基本要求

随着大数据时代的到来以及云计算的普遍应用，制冷剂的设计理念也在随着数据化的发展而不断的进行质的飞跃。传统的制冷设备的设計主要是为了满足一个正常运转的温湿度机房环境，因而传统的制冷观念我们称之为“房间制冷”，这种制冷方式贯穿着制冷规划、设计以及制冷建造。然而随着人们对于生活、生产环境要求的不断提高，传统的制冷系统的设计理念已经难以满足人们的要求，人们在想要达到理想制冷效果的同时更加注重节能环保，因此压缩机以及制冷剂的设计与选择一定要满足制冷要求，产品参数应与工作环境更加匹配，达到最佳的制冷效果。

2.2制冷剂的选择与流动

制冷剂是制冷设备的主要组成元素，制冷系统的工作过程主要依赖制冷剂的流动与循环。在进行制冷系统的设计中时，选择合适的制冷剂十分重要，挑选制冷剂时首先要考虑制冷剂的临界温度与压力，要保证制冷剂要易于液化，其次，制冷剂要沸点低、不易燃烧，不具有爆炸性；考虑到经济性，制冷剂还要价格便宜，容易验漏。在制冷装置中，要保证制冷剂的能够畅通的进行流动与循环，因此，制冷系统中要保证各个管道与线路的顺畅以及具有足够的制冷剂流动空间。

2.3制冷系统的运行参数的选择

制冷系统在设计运行中，选择合适的运行参数对于制冷系统的高效的运行十分重要。在制冷系统中，所设计的相关参数众多，在各个方面的参数中，蒸发温度、冷凝压力与压力是直接决定着产品运行的主要参数。制冷系统的运行参数的操作的调整主要是依据制冷剂的压力和温度变化，同时，冻结间、冷却间以及冰箱、空调等设备的最大的工作特点是冷热负荷变化大、温度变化大，因此需要根据制冷设备的工作环境，选择合适的运行参数不仅能够提高制冷系统的运行效率，还能保证工作机组的安全性。

3制冷系统的优化控制

3.1制冷系统的优化控制的网络模型

制冷系统的优化控制的网络模型应包括多输入多输出模型，在模型建立中，应包含总参数和相移动边界法建立的热交换器的动态模型，还应该具备膨胀阀的稳态流动模型。在建立优化控制的模型中，应该保证所建立的模型具有通用性，能够完整的反应出系统的能量输入与输出的动态关系，并能在模型中获得真实工作状态中的制冷系统所存在的工作过程中的问题，从而获得相应的控制对策。优化控制的网络模型不仅是对整个系统综合优化的控制的基础，也是对于系统设计更新的最佳方案的选择，

3.2对于制冷系统压缩机的效率控制

对于制冷设备的优化控制的几个环节中，有关于效率控制十分重要，制冷系统的压缩机是制冷的核心，直接决定着对于能量的消耗以及制冷效果。压缩机的效率优化过程中，要尽量避免“大马拉小马”和“大马拉大车”的工作方式，要尽量保证最大程度的发挥机器的最大功率。制冷系统压缩机的效率一般可以用能量的输入、输出以及制冷剂气体的前后温差来进行表示，合理的优化控制制冷系统的压缩设备，不仅决定着能源的消耗，还能保证库房的温度能够达到预期的效果。

4结语

随着近些年来对于制冷设备的不断研究，制冷设备的效率以及节能性都得到了较大的提升，在对于制冷系统设计与优化过程中，要多于制冷系统有着足够的了解，对其工作原理、工作类型等进行深入剖析，最后要根据工作环境选择合适的设计参数与网络模型，争取做到最佳的设计优化。

[责任编辑：王伟平]