小型制冷系统蒸发器的仿真研究
制冷装置蒸发器的仿真与实验研究
式 中 —— 制 冷 剂 侧 换 热 系 数 ｗ ｍ ． ／ ２ ℃ Ａ｜ — 管 内表 面积 —
— —
ｍ ℃
管 壁 温度
—
个 翅 片 管 式 蒸 发 器 的 试验 装 置 得 到 了一 系列 参 数 的实 验
—
制 冷 剂 平 均 温 度 ℃
数 据 ， 与 仿 真 计 算 结 果 进 行 对 比 ， 验 了模 型 和 算 法 的可 并 检
维普资讯
２０ ０ ７年 第 ４期 （ 第 ４ 总 ８期 ）
Hale Waihona Puke 桂 林航 天工 业高等 专科 学校学 报
Ｊ ＵＲ Ｏ ＮＡＬＯＦＧＵＩ Ｉ ＯＬ Ｅ Ｅ Ｏ Ｅ ＯＳ ＡＣ Ｅ Ｌ Ｎ Ｃ Ｌ Ｇ Ｆ Ａ Ｒ Ｐ ＥＴ ＣＨＮ ＯＧＹ 机 电技 术 应 用 ＯＬ
及 空气 侧 的干 、 工 况 。 湿
６ 翅 片 与 管 壁 材 料 的 导热 系数 是 均 匀 的 。 ） 两相区 过热 区
制冷 剂
— — － － － ・ － —
对 多种 冷凝 器 的应 用 效 果 表 明［ 上 述 实 验 关 联 式 的 ， 回 归 精 度 为 平均 误 差 约 ２ ， 大 误 差 小 于 １ ； 多 种 最 Ｏ 对 蒸发器壁
１制 冷 剂 与 空 气 处 于 逆 流 状 态 ； ）
．
式 中 ： ， ２ — 进 出 口压 力 Ｐ ２ — ａ Ｐ ，２ Ｊ』 —— 进 出 口密 度 Ｄ 卜
（ ） 了与 实验 条 件 相 匹 配 ， 们 通 过 换 热 器 部 件 性 能 ３为 我
实 验 建 立 了 总 的传 热 系 数 、 热 系数 和 蒸 发 器 压 降 系数 关 漏
图 中 过 有 ３ 年 的 发 展历 史 ， 期 间 随 着 制 冷 技 术 和 计 算 机 技 术 模 型 ． １ 将 流 动 区域 按 相 划 分 为 两 相 、 热 两 个 区域 ， Ｏ余 这 建 “。 的 高 速 发展 ． 冷 系 统 仿 真技 术 也 逐 步 形 成 并 在 实 用 中 进 以 每 个 区 域 为 单元 ， 立 以下 方 程 ［ 制
基于mworks软件的表面式蒸发器仿真与研究
A Thesis Submitted in Partial Fulfillment of the RequirementsFor the Degree of Master of EngineeringSimulation and research on surface evaporator based on MWorks plateformCandidate : Luo SixuanMajor : Refrigeration and Cryogenic EngineeringSupervisor: Prof. He GuogengHuazhong University of Science and TechnologyWuhan, Hubei 430074, P. R. ChinaDecember,2012独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。
尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。
对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。
本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
保密□，在年解密后适用本授权书。
本论文属于不保密□。
（请在以上方框内打―√‖）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日摘要MWorks软件是基于Modelica语言的多领域建模平台，目前国内对此平台的开发涉及电子、电气、机械等多个领域，然而在空调制冷领域则是一片空白；另一方面，作为空调制冷装置最为重要的设备之一的蒸发器，一直以来也是众多学者研究的重要部分，利用计算机仿真技术对其运行状况进行模拟也是目前研究的主流趋势，从而能够为蒸发器的设计与优化提供可靠依据以及指明方向。
小型制冷系统稳态运行时的仿真的开题报告
小型制冷系统稳态运行时的仿真的开题报告一、选题背景小型制冷系统广泛应用于各种冷却装置，如冰箱、空调、汽车空调等。
随着对制冷系统能效要求的提高，对其性能的仿真分析显得越来越重要。
目前，已经有不少研究者对小型制冷系统稳态运行过程进行了仿真分析，但是很多研究集中在特定制冷系统的运行过程中。
因此，需要对各种小型制冷系统进行仿真分析，以更好地理解其运行机理。
二、研究内容本文将研究包括制冷剂、压缩机、冷凝器、蒸发器和节流器等组成的小型制冷系统。
在此基础上，将建立小型制冷系统的数学模型，并使用ANSYS等仿真软件进行稳态仿真分析。
具体内容包括：1. 建立小型制冷系统的数学模型。
该模型应包含制冷剂流动、传热和物态变化等过程，并能考虑制冷剂在节流器处的气液相变。
2. 对制冷系统各组件进行构建和装配。
这个过程涉及到如何将数学模型转化为ANASYS中的实体、边界和参数等，并将它们装配成制冷系统。
3. 采用稳态方法进行仿真分析。
稳态仿真需要确定小型制冷系统的热力学参数和能量转化特性，如制冷剂压力、温度、流速、冷凝和蒸发时的传热系数和热流等。
通过仿真和分析，得到该制冷系统在稳态下的性能表现。
三、研究意义本文所研究的小型制冷系统仿真分析，在工业生产中具有重要的意义：1. 稳态仿真为制冷系统的设计和优化提供了重要的支持。
通过仿真得到稳态下的热力学参数和能量转化特性，可以评估不同结构、工况下的制冷系统性能，进行合理的优化设计。
2. 稳态仿真对制冷系统的故障诊断和维护具有指导意义。
可以通过仿真得到小型制冷系统在稳态下的性能表现，帮助工程师了解故障原因和处理措施。
3. 建立数学模型和采用仿真方法有助于理解小型制冷系统的运行机理。
通过仿真分析，可以了解制冷剂的流动和传热特性，探讨不同组件的性能特点，为小型制冷系统的改进和创新提供理论依据。
四、研究进展目前，已经有不少研究者对小型制冷系统进行了仿真分析。
比如，石青良等人研究了一种基于离心压缩机的制冷系统的性能，并进行了仿真分析。
冰蓄冷系统制冰工况下蒸发器的仿真模拟
·98· 制冷与空调 2010年文章编号：1671-6612（2010）03-098-03冰蓄冷系统制冰工况下蒸发器的仿真模拟郭晓强 楚广明（山东建筑大学热能工程学院 济南 250101）【摘 要】 建立了冰蓄冷系统制冷机组蒸发器的稳态分布参数模型，并拟合了制冷剂（R22）和载冷剂（质量分数25%的乙烯乙二醇）在制冰工况下的参数计算公式，编制了蒸发器的仿真程序。
此仿真程序对于冰蓄冷系统蒸发器的优化设计以及系统能效比的提高、降低冰蓄冷空调系统能耗具有一定的指导意义。
【关键词】 冰蓄冷空调系统；蒸发器；稳态分布参数模型；仿真模拟 中图分类号 TB657.5 文献标识码 ASimulation of the Evaporator in the Ice Storage System under Ice Making ConditionGuo Xiaoqiang Chu Guangming（School of Thermal Energy, Shandong Jianzhou University, Jinan, 250101）【Abstract 】 In the paper, the steady distributed parameter model of the evaporator in the ice storage system is established. Formulae for calculating the parameters of refrigerant 22 and ethylene glycol are fitted. The simulation program is accomplished. And it has certain instructional significance to engineering designs of the evaporator in the ice storage system, effectively improving system performance, reducing the ice storage system energy consumption.【Keywords 】 ice storage system ；evaporator ；steady distributed parameter model ；simulation作者简介：郭晓强（1983-），男，在读硕士研究生。
新型低温蒸发器的设计与制造研究
新型低温蒸发器的设计与制造研究第一章绪论近年来，随着工业技术的不断发展，对于低温蒸发器的需求也越来越高。
低温蒸发器是在低温环境下进行物质蒸发的设备，广泛应用于食品加工、化工产业、医药制造等领域。
现有低温蒸发器的设计和制造技术存在一些问题，例如运行成本高、能耗大、效率低等问题。
因此，开展新型低温蒸发器的设计和制造研究，对于提高设备效率、降低运行成本具有重要意义。
第二章研究现状目前，关于低温蒸发器的设计和制造研究已经取得了一定的进展。
在设计方面，有研究表明使用微流控技术可以获得更高效率的低温蒸发器。
同时，改进各部件的设计，如蒸发器、冷凝器和压缩机等，也可以提高设备的效率。
在制造方面，选择合适的材料并采用先进的制造技术可以降低运行成本，并提高设备的寿命。
第三章设计方案本文设计的新型低温蒸发器采用了微流控技术，并对各部件进行优化设计。
主要部件包括蒸发器、冷凝器、压缩机和循环泵等。
其中，蒸发器采用了新型的板式蒸发器，冷凝器采用了双管流式冷凝器。
压缩机采用了滚子压缩机，能够提高设备的效率。
具体设计参数如下：1.蒸发器：采用板式蒸发器设计，板式蒸发器能够减小设备体积，并且可根据不同需要进行设计。
通过改变蒸发器的板式数量和板高，可以实现不同级别的蒸发。
设计参数如下：板式数量为12个、板高为1.5cm、横向长度为50cm、纵向长度为40cm。
2.冷凝器：采用双管流式冷凝器设计，双管流式冷凝器能够在有限空间内实现充分的冷凝效果，并能够降低运行成本。
设计参数如下：内管直径为1.5cm、外管直径为2cm、长度为60cm。
3.压缩机：采用滚子压缩机设计，滚子压缩机比传统的活塞式压缩机运行更加平稳，并且能够提高设备的效率。
设计参数如下：排气量为200L/min、功率为5kW。
4.循环泵：采用离心泵设计，离心泵能够实现高扬程和大流量，适合于低温蒸发器的循环。
设计参数如下：流量为600L/min、扬程为15m。
第四章制造工艺根据设计方案，进行低温蒸发器的制造工艺如下：1.蒸发器：首先按照设计参数制作板式蒸发器，然后将蒸发器铺附在隔热材料上，并安装循环泵和管道。
用于控制分析的多蒸发器变制冷剂流量空调系统的通用仿真模型.
用于控制分析的多蒸发器变制冷剂流量空调系统的通用仿真模型朱永华，金新桥，杜智敏，范博，付思杰上海交通大学机械工程学院，上海，200240，中国文章信息：文章历史：2013年一月24收到2013年四月27收到修订版2013年四月28接受2013年五月18在线提供关键词：制冷系统变制冷剂流量模拟通用算法控制分析摘要：指出变制冷剂流量（VRF）系统的AGM-I 和AGM-II性能和控制分析的通用仿真模型被开发。
首先，从零部件到整个VRF系统的仿真模型得到解决。
然后仿真模型采用报道的公开文献的实验数据验证。
平均误差百分比来预测系统的制冷量，能源消耗和COP分别是4.69％，4.64％，1.19％。
最后，进行测试。
结果表明，建立的模型进行快速计算和蒸发器的数量无关。
从点的计算速度，AGM-I i更适合于多蒸发器VRF系统，而AGM-II更适合一个蒸发器的VRF系统。
测试结果表明系统模型对变化条件很好的反应能力，包括蒸发器入口空气温度，室外空气温度，压缩机转速的电子膨胀阀的开度，这都是非常重要的变量控制分析。
1.简介节能降耗的目的和空调系统在同一栋楼的独立单位拥有不同的服务区域的需求，鼓励多蒸发器变制冷剂流量（VRF）系统的普及，如商业建筑，如写字楼，商场，旅馆等。
多蒸发器的VRF系统，也称为多联机VRF系统，采用变制冷剂流量的技术，是一种制冷系统包括一个室外机和多个室内机，室外机的变频压缩机和位于每个室内机电子膨胀阀调节制冷剂流量（EEVs）来匹配空间冷/热负荷以维持设定点的空气温度（aynur等人。
，2009）。
所称的多蒸发器的VRF系统将以下面的VRF系统简称。
据称，由于良好的部分负荷性能，并热传递直接从制冷剂到空气，VRF系统具有更好的节能潜力比传统的HVAC（加热，通风和空调）系统，如中央空调系统，FPFA（风机盘管加新风）系统等（Zhou等，2007; Aynur 等人，2008年a，2008年b;李等人，2009年;刘和洪，2010）。
用于控制分析的多蒸发器变制冷剂流量空调系统的通用仿真模型解读
用于控制分析的多蒸发器变制冷剂流量空调系统的通用仿真模型朱永华，金新桥，杜智敏，范博，付思杰上海交通大学机械工程学院，上海，200240，中国文章信息：文章历史：2013年一月24收到2013年四月27收到修订版2013年四月28接受2013年五月18在线提供关键词：制冷系统变制冷剂流量模拟通用算法控制分析摘要：指出变制冷剂流量（VRF）系统的AGM-I 和AGM-II性能和控制分析的通用仿真模型被开发。
首先，从零部件到整个VRF系统的仿真模型得到解决。
然后仿真模型采用报道的公开文献的实验数据验证。
平均误差百分比来预测系统的制冷量，能源消耗和COP分别是4.69％，4.64％，1.19％。
最后，进行测试。
结果表明，建立的模型进行快速计算和蒸发器的数量无关。
从点的计算速度，AGM-I i更适合于多蒸发器VRF系统，而AGM-II更适合一个蒸发器的VRF系统。
测试结果表明系统模型对变化条件很好的反应能力，包括蒸发器入口空气温度，室外空气温度，压缩机转速的电子膨胀阀的开度，这都是非常重要的变量控制分析。
1.简介节能降耗的目的和空调系统在同一栋楼的独立单位拥有不同的服务区域的需求，鼓励多蒸发器变制冷剂流量（VRF）系统的普及，如商业建筑，如写字楼，商场，旅馆等。
多蒸发器的VRF系统，也称为多联机VRF系统，采用变制冷剂流量的技术，是一种制冷系统包括一个室外机和多个室内机，室外机的变频压缩机和位于每个室内机电子膨胀阀调节制冷剂流量（EEVs）来匹配空间冷/热负荷以维持设定点的空气温度（aynur等人。
，2009）。
所称的多蒸发器的VRF系统将以下面的VRF系统简称。
据称，由于良好的部分负荷性能，并热传递直接从制冷剂到空气，VRF系统具有更好的节能潜力比传统的HVAC（加热，通风和空调）系统，如中央空调系统，FPFA（风机盘管加新风）系统等（Zhou等，2007; Aynur 等人，2008年a，2008年b;李等人，2009年;刘和洪，2010）。
机载蒸发循环制冷系统动态仿真
!墅!!!型丝型些—————些丝第37卷第1期南京理工大学学报V ol37N o l ：：：垫!!：篁!旦：竺型型型型些丝机载蒸发循环制冷系统动态仿真李运祥1，潘泉1，刘志丽2，刘娟2(1．西北工业大学自动化学院，陕西西安710072；2．南京航空航天大学航空宇航学院，江苏南京210016)摘要：为了研究航空机载蒸发循环制冷系统的动态性能，通过模型仿真方法考察了不同参数阶跃对系统性能的影响。
在分析系统工作原理和各部件特点的基础上，根据部件数学模型与闭环系统部件间耦合关系，在M A r nA B／Sl M U U N K系统仿真环境下建立了机载蒸发循环制冷系统的动态数学模型。
通过控制容积法离散各模型方程求解获得了系统的动态响应特性。
仿真结果表明：压缩机转速、膨胀阀开度、制冷剂流量发生阶跃时，蒸发循环制冷系统各热力性能参数的动态响应规律不同。
仿真结果可为机载蒸发制冷循环系统的优化及系统控制提供理论指导。
关键词：机栽蒸发循环莉冷系统；控制规律；动态仿真；数学模型中图分类号：TB61文章编号：1005—9830(2013)0l一0127—06D ynam i c num er i ca l i nV es t i gat i ons of on-boa r d V apor-col npr es si on●’●』●Jr eI=r l ger at l on SyS t emL i Y unxi an91，Pan Q uan1，Li u Z hi l i2，L i u J uan2(1．Sc hool of A ut om at i on，N or t hw e st em Pol yt echni cal U ni vers i t y，X i’an710072，C hi na；2．C D l l ege of A er ospac e E ngi nee打ng，N a nj i ng U ni V er s i t y of A em naut i cs and A sI m n aut i cs，N anj i ng210016，C hi na)A bs t r a c t：To obt ai n t he dynam i c ped’o咖ance of t he on．boar d V apor—com pr es si on r ef r i ger at i ons ys t em，t h e ef f色ct o n t he s yst e m e aus e d by di ff色rent par am e谊：rs s t ep c ha H ge i s i nV e针咭at ed t hr ough t he s i m ul at i on m et hod．B as ed o n t he w or l(i ng pr i nci pl es of t he syst e m and t he charact e打s t i cs of t he com ponent s，t he nonl i near dynam i c m a t hem a t i ca l m ode l s of t he syst e m a r e deV el oped by M A T LA B／SI M U L I N K．T he m odel equat i ons a r e di s per sed by t he cont r ol vol um e m et hod．The s i m ul at i on r es ul t s s how t ha t t he i nnuenc e de黟e e o n t he s ys t em t he瑚odynam i c pe d'0nnance is di f k r ent i n t heV al V e ope ni ng and t he r e衔gem nt m as s now m t e s t epc om pr ess or r ot at i on spe ed，t he expa nsi onchange．The dynam i c s i m ul at i on r es ul t s ca n pr oV i de t heor et i cal gui de f or t he opt i m i zaf i on and syst e m收稿日期：2012—10—30修回日期：2012一12—28基金项目：航空基金(01E09009)作者简介：李运祥(1966一)，男，研究员，主要研究方向：机载蒸发循环冷却系统，E—m ai l：874002730@qq．com。
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图 ４ 制冷剂出口焓随空气流量的变化 图 ５ 蒸发器的换热量随空气流量的变化
能
源
研
究
与
利
用
２ ０ ０ ８
年 第
制冷系统蒸发器的仿真研究
图 ６ 空气的出口温度随空气流量的变化
图 ７ 空气出口温度随空气进口温度的变化
能
源
研
究
与
利
用
２ ０ ０ ８
年 第
２
期
· ４４ ·
此外， 在工业仿真方面应用 ＬａｂＶＩＥＷ 较少， 特 别是制冷系统的仿真应用得更少， 这次在空调制冷 系统仿真中的应用， 是我们的一次尝试。
参考文献： ［ １］ 丁 国 良 ， 张 春 路．制 冷 空 调 装 置 仿 真 与 优 化［Ｍ］．北 京 ： 科 学
出版社， ２００３． ［ ２］ 丁 国 良 ， 张 春 路．制 冷 空 调 装 置 智 能 仿 真［Ｍ］．北 京 ： 科 学 出
／ｄｂ
"－０．１５９０
，
２
期 其中 ｓ 为翅片间距， ｓ２为沿空气流
· ４２ ·
钱坤等， 小型制冷系统蒸发器的仿真研究 动方向管间距， ｄｂ为翅根直径， Ｎ 为管排数。
微元段内外热平衡方程： Ｑｒ＝ｋＱａ， 考虑到实际工 作过程， 制冷剂侧的换热量和空气侧的换热量是不 相等的， 因此引入一个修正系数， 参考相关资料， ｋ 值一般取 ０．９。
选定工况为进口空气干球温度为 ３４ ℃， 相对湿 度为 ６０％， 制冷剂为 Ｒ２２， 进口压力为 ５９５ １３１ Ｐａ，进 口焓值为 ２４９．６８６ ｋＪ／ｋｇ， 制冷流量为 ０．０７６ ２ ｋｇ／ｓ， 空 气流量为 ０．３１６ ｋｇ／ｓ， 结构参数中管外径为 １２ ｍｍ、 管壁厚度为 ０．７５ ｍｍ、迎风面管间距为 ３０ ｍｍ、翅片 间距为 ３ ｍｍ、 翅 片 厚 度 为 ０．２５ ｍｍ、 有 效 管 长 为 ３．５６６ ６ ｍ、分路数为 ６、管排数为 ７。不同的参数对 蒸发器性能存在不同影响， 其计算结果由 ＬａｂＶＩＥＷ 中的绘图功能绘制成曲线， 导出供我们进行分析。 ３．１ 空气流量变化对空气侧换热系数的影响
图 ３ 蒸发器仿真算法流程图
钱坤等， 小型制冷系统蒸发器的仿真研究
开发与利用
降与换热管的长度， 判断换热管计算管长与实际管 长是否相等， 两者误差在一定范围内， 迭代结束。迭 代程序框图如图 ３ 所示。
３ 模型仿真结果分析
根据以上蒸发器的分布参数模型， 编制了蒸发 器的仿真程序。程序中包括了空气和制冷剂热物性 计算模块， 用于相关参数计算。程序的输入包括蒸 发器的结构参数、制冷剂和空气的进口参数。
２ 程序的编制
ＬａｂＶＩＥＷ 语言是一种图形化的编程工具， 编程 者可以像搭积木一样搭建自己的程序界面， 使得编 程工作变得更加生动， 大大地提高了工作效率。［３］
仿真模型的求解仍采用二分法进行迭代计算， 采 用 出 口 焓 值 、两 相 区 压 降 以 及 壁 温 参 数 进 行 三 层 迭代， 其中蒸发器出口处的焓值最为重要。迭代过 程中， 通过两相区压力降的计算， 判断出口处是否过 热？是否需要计算过热区长度？计算得到管内工质压
图 ２ 蒸发器微元示意图
制冷剂侧换热方程： Ｑｒ＝ｍｒ（ｈｒ１ － ｈｒ２ ）＝αｉπｄｉΔｘ（Ｔｗ－
Ｔｒｍ）， 式中 αｉ为制冷剂侧换热系数， Ｔｗ为管壁温度， Ｔｒｍ
为制冷剂平均温度， Δｘ 为微元长度。
对 于 过 热 区 ， 制 冷 剂 侧 换 热 系 数 采 用 Ｄｉｔｔｓｕ－
０．８ ０．４
翅片等微结构； （３）忽略轴向传热； （４）忽略管壁热阻； 研
（ ５）忽略过热区压降以及弯头处的阻力损失。根据上 究
述假设， 可将蒸发器简化为如图 １ 所示模型。 与
利
图 １ 蒸发器模型示意图 制冷剂侧包括两相区和过热区， 其微元划分依
用
２ ０ ０ ８
年 第
２
期
·４１·
开发与利用
据是不同的， 两相区通过对制冷剂焓差等分进行划 分， 而过热区则是通过对制冷剂的温度的等分而实 现的。对于每个微元来说， 微元如图 ２ 所示， 均可建 立质量守恒、动量守恒和能量守恒方程。
蒸发器作为制冷系统中非常重要的换热部件， 对其性能的研究有着十分重要的意义。笔者在现有 的模型基础上， 建立了小型制冷装置蒸发器的稳态 分布参数模型， 利用 ＬａｂＶＩＥＷ 图形化编程软件， 编 制出一套蒸发器仿真软件， 模拟在不同工况下的蒸 发器的性能， 并将模拟得到的结果与相关实验数据 进行对比分析， 取得了较为一致的结果。此项仿真 结果应用在实际工程中， 有助于加快空调产品的开 发速度， 节约能源， 降低开发成本。
图 ８ 制冷剂出口焓随空气进口温度的变化
图 ９ 蒸发器换热量随空气进口温度的变化
４ 结语
本文建立了蒸发器的稳态仿真模型， 并编制了仿 真软件， 进行了仿真模型计算。通过对仿真结果的分 析， 发现随着空气进口流量或温度增加， 蒸发器的换热 量首先迅速增加， 然后趋于缓慢； 如果继续增加流量或 是温度， 蒸发器的换热量虽然有所增加， 但是空气的出 口状态不能满足使用要求， 蒸发器的性能反而降低。此 仿真结果可作为设计人员的设计参考， 也为接下来的 制冷系统仿真奠定了基础， 对于有效提高系统能效比、 降低空调能耗有着十分重要的意义。
由图 ４ 和图 ５ 可以看出， 在蒸发器其它进口条 件保持不变时， 随着空气流量的增加， 蒸发器出口处 的制冷剂焓值和蒸发器的换热量逐渐增加， 但是增 加的幅度逐渐减小。对于本文中的算例而言， 当空 气流量约为 ０．３５ ｋｇ／ｓ 时， 制冷剂的出口焓值以及蒸 发器的换热量趋于一个稳定值， 当流量继续增大时，
从图 ７ 中反映出， 蒸发器其它入口条件保持不 变， 当空气的进口温度逐渐增加， 空气的出口温度也 随着降低； 当进口温度为 ３４ ℃时， 空气出口温度达 到最低， 此时系统制冷效果最好； 当空气进口温度继 续增加， 空气的出口温度也开始随之增加， 制冷效果 开始下降。
当空气的进口温度为 ３４ ℃时， 制冷剂的出口焓 值和蒸发器的换热量也达到一个比较稳定的值， 当 空气进口温度继续增加时， 增幅明显降低。如图 ８ 和图 ９ 所示。
版社， ２００２． ［ ３］ 陈锡辉， 张银鸿．ＬａｂＶＩＥＷ８．２０ 程序设计从入门到精通［Ｍ］．
北京： 清华大学出版社， ２００７．
收稿日期： ２００７－ １１－ ０２
－ ０．３８
·Ｐｒ
$
式中， ａＴＰ为两相区换热系数， ａ１为单
相区换热系数， ｘ 为两相区干度。
２
２
压 降 方 程 ｐ１－ ｐ２ ＝ ４ｆＧｒ ＋ Ｇｒ
Δｘ ρ１ｄｉ Δｘ
（１－ ρ２
１ ）， ρ１
式中， ｐ１、ｐ２为微元进出口
压力， $１、$２为微元进出口密度， ｆ 为 能
摩擦因子。
源
研
空气侧换热方程： Ｑａ＝ｍａ（ｈａ１ － ｈａ２ ）＝
１ 模型的建立［１～２］
制冷剂在蒸发器中是相变换热， 由两相区和过
热区组成， 且整个流程的压降较大， 空气侧存在析
湿， 与冷凝器相比， 蒸发器的模型要相对复杂一些。
在建立模型之前 ， 首先进行如 下 假 设 ： （１）管 内 制 冷
剂和管外空气均作一维稳态流动， 且为逆流形态；
能
（２） 换热管内、外截面积沿管长保持不变， 且管内无 源
随着制冷空调产品的普遍应用， 目前已成为耗 能 最 多 的 一 种 用 能 系 统 ［１］。 我 国 已 经 成 为 世 界 上 最 大的制冷空调产品生产国家， 但是大部分的产品设 计仍然依赖传统的样机反复调试， 消耗了大量的能 源， 其开发费用也十分惊人， 不利于节能。当前， 在 国家日益重视能源与环境的形势下， 制冷行业也努 力朝着节能方向积极发展， 一方面研究新型制冷方 法， 另一方面对已有产品进行优化设计。
究
ζａｏεπｄｉΔｘ !Ｔａｍ－ Ｔｗ "， 式中 ζ为析湿
与
系 数 ， ε为 肋 化 系 数 ， Ｔａｍ为 空 气 侧
利
平均温度。ａｏ为空气侧换热系数， 采
用
用李妩等人试验得出的换热综合
２
０ 关联式， 对于平直形翅片形式， Ｎｕ＝
０
８
年 第
０．９８２
０．４２４
Ｒｅ
!ｓ／ｄｂ
"－０．０８８７
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开发与利用
小型制冷系统蒸发器的仿真研究
钱坤， 王晓 （ 东南大学能源与环境学院， 江苏 南京 ２１００９６）
摘要： 通过对空气调节机组蒸发器传热过程的分析， 在 ＬａｂＶＩＥＷ软件平台上建立了蒸发器 性能的稳态仿真软件， 并进行了模型计算。仿真结果揭示了各种条件对蒸发器传热性能的影响， 在计算机上实现了产品的优化设计，节约了开发费用，有效提高了整个系统的制冷量以及运行效 率， 对于制冷空调产品的节能研发有着十分重要的意义。
关键词： 蒸发器； 仿真； ＬａｂＶＩＥＷ； 节能 Ａｂｓｔｒ ａｃｔ： Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ， ｗｅ ｂｕｉｌｄ ｕｐ ｔｈｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｏｆ ｅｖａｐｏｒａｔｏｒ ｗｉｔｈ ＬａｂＶＩＥＷ ｄｅ－ ｓｉｇｎｅｄ ｂｙ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ ｔｈｒｏｕｇｈ ａｎａｌｙｚｉｎｇ ｔｈｅ ｈｅａｔ ｔｒａｎｓｆｅｒｒｉｎｇ ｏｆ ｅｖａｐｏｒａｔｏｒ ｉｎ ａｉｒ－ ｃｏｎｄｉ－ ｔｉｏｎｅｒ ａｎｄ ｃａｌｃｕｌａｔｅ ｔｈｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌ． Ｔｈｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｎｄｉｃａｔｅ ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｎ ｔｈｅ ｈｅａｔ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｏｆ ｅｖａｐｏｒａｔｏｒ ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ． Ａｃｈｉｅｖｉｎｇ ｔｈｅ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｐｒｏｄｕｃｔ ｄｅｓｉｇｎ ｉｎ ｔｈｅ ｃｏｍｐｕｔｅｒ ａｎｄ ｓａｖｉｎｇ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｃｏｓｔ． Ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ ｔｈｅ ｒｅｆｒｉｇｅｒａｔｉｎｇ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｔｈｅ ｗｈｏｌｅ ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ｒｕｎｎｉｎｇ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ． Ｉｔ ｉｓ ｖｅｒｙ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｆｏｒ ｅｎｅｒｇｙ ｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎ ｏｆ ｒｅｆｒｉｇｅｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ａｉｒ－ ｃｏｎｄｉ－ ｔｉｏｎｅｒ ｐｒｏｄｕｃｔｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒ ｄｓ： ｅｖａｐｏｒａｔｏｒ； ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ； ＬａｂＶＩＥＷ； ｅｎｅｒｇｙ ｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎ 中图分类号： ＴＫ１２ 文献标志码： Ａ 文章编号： １００１－ ５５２３－ （ ２００８） ０２－ ００４１－ ０４