風(fēng)冷空調(diào)系統(tǒng)的仿真與實驗研究.pdf

1、隨著國家經(jīng)濟的快速發(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)成為我國家庭的標準配置，而全球范圍內(nèi)面臨的環(huán)境問題和能源形勢日益嚴峻。這對行業(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》基加利修訂案的通過勢必會加速行業(yè)內(nèi)制冷劑替代的進程。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。傳統(tǒng)的產(chǎn)品開發(fā)模式需要大量的實驗進行驗證，從而導(dǎo)致產(chǎn)品的開發(fā)成本高、周期長。而計算機仿真通過將物理模型抽象為可計算的數(shù)學(xué)模型，繼

2、而通過程序計算可以預(yù)測產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和運行環(huán)境改變對系統(tǒng)帶來的影響，從而減少部分實驗工作量、縮短研發(fā)周期。仿真的優(yōu)勢在開發(fā)相似產(chǎn)品的過程中尤為明顯，但現(xiàn)階段計算機仿真在產(chǎn)品設(shè)計研發(fā)中仍是輔助手段。
　　本文分析計算機仿真技術(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)使用計算機編程實現(xiàn)分模塊建立風(fēng)冷空調(diào)系統(tǒng)的仿真模型，并對其中部分參數(shù)進行了實驗驗證。對于壓縮機模塊，采用理論分析

3、和實驗擬合相結(jié)合的方法建立轉(zhuǎn)子壓縮機半集中參數(shù)模型，忽略了壓縮機內(nèi)部參數(shù)的具體變化過程，對于結(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，其精度對系統(tǒng)預(yù)測模型的結(jié)果影響很大。本文對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、壓縮機吸入口制冷劑過熱度和系統(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)器和冷凝器進口溫度及循環(huán)風(fēng)量對系統(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)的改變對系統(tǒng)的影響更為直接，而風(fēng)量的改變帶來的性能提升存在一個臨界風(fēng)量，在臨界風(fēng)量之后再增加循環(huán)風(fēng)量帶來的系統(tǒng)性能提升效果并不明顯。利用改造后的熱泵干燥實驗臺驗證了部分仿真計算的結(jié)