風(fēng)冷空調(diào)系統(tǒng)的仿真與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，小型風(fēng)冷空調(diào)已經(jīng)成為我國(guó)家庭的標(biāo)準(zhǔn)配置，而全球范圍內(nèi)面臨的環(huán)境問(wèn)題和能源形勢(shì)日益嚴(yán)峻。這對(duì)行業(yè)的節(jié)能環(huán)保提出了更高的要求，特別是2016年《蒙特利爾議定書(shū)》基加利修訂案的通過(guò)勢(shì)必會(huì)加速行業(yè)內(nèi)制冷劑替代的進(jìn)程。因此，新型空調(diào)制冷設(shè)備的研發(fā)與優(yōu)化必然是近期的發(fā)展重點(diǎn)。傳統(tǒng)的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)模式需要大量的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證，從而導(dǎo)致產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)成本高、周期長(zhǎng)。而計(jì)算機(jī)仿真通過(guò)將物理模型抽象為可計(jì)算的數(shù)學(xué)模型，繼

2、而通過(guò)程序計(jì)算可以預(yù)測(cè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和運(yùn)行環(huán)境改變對(duì)系統(tǒng)帶來(lái)的影響，從而減少部分實(shí)驗(yàn)工作量、縮短研發(fā)周期。仿真的優(yōu)勢(shì)在開(kāi)發(fā)相似產(chǎn)品的過(guò)程中尤為明顯，但現(xiàn)階段計(jì)算機(jī)仿真在產(chǎn)品設(shè)計(jì)研發(fā)中仍是輔助手段。
　　本文分析計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在空調(diào)制冷行業(yè)內(nèi)的應(yīng)用，從基礎(chǔ)的計(jì)算方法著手介紹了一種建立風(fēng)冷空調(diào)仿真系統(tǒng)較為通用的思路方法，以此為基礎(chǔ)使用計(jì)算機(jī)編程實(shí)現(xiàn)分模塊建立風(fēng)冷空調(diào)系統(tǒng)的仿真模型，并對(duì)其中部分參數(shù)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。對(duì)于壓縮機(jī)模塊，采用理論分析

3、和實(shí)驗(yàn)擬合相結(jié)合的方法建立轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)半集中參數(shù)模型，忽略了壓縮機(jī)內(nèi)部參數(shù)的具體變化過(guò)程，對(duì)于結(jié)構(gòu)相似的產(chǎn)品具有一定的通用性。前人的經(jīng)驗(yàn)表明，換熱器作為制冷系統(tǒng)與外界環(huán)境主要的熱量交換元件，其精度對(duì)系統(tǒng)預(yù)測(cè)模型的結(jié)果影響很大。本文對(duì)翅片管換熱器采用分布參數(shù)法建立穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型，提高了計(jì)算精度，也方便研究其內(nèi)部換熱特性。制冷系統(tǒng)模型以制冷劑流量、壓縮機(jī)吸入口制冷劑過(guò)熱度和系統(tǒng)的總充注量作為迭代收斂判據(jù)，系統(tǒng)各部件相互耦合滿(mǎn)足質(zhì)量守恒、能量守恒

4、條件。在建立系統(tǒng)仿真程序后探討了蒸發(fā)器和冷凝器進(jìn)口溫度及循環(huán)風(fēng)量對(duì)系統(tǒng)性能的影響。得到結(jié)論表明：隨著換熱器換熱條件的改善（環(huán)境溫度與制冷劑相變溫度接近、循環(huán)風(fēng)量加大），空調(diào)系統(tǒng)的整體性能（制冷量、性能系數(shù)COP）會(huì)得到提升；并且根據(jù)仿真數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)空氣環(huán)境溫度參數(shù)的改變對(duì)系統(tǒng)的影響更為直接，而風(fēng)量的改變帶來(lái)的性能提升存在一個(gè)臨界風(fēng)量，在臨界風(fēng)量之后再增加循環(huán)風(fēng)量帶來(lái)的系統(tǒng)性能提升效果并不明顯。利用改造后的熱泵干燥實(shí)驗(yàn)臺(tái)驗(yàn)證了部分仿真計(jì)算的結(jié)