制冷系统仿真设计 06系统动态仿真
制冷空调系统仿真那些事
制冷空调系统仿真那些事在写这篇文章以前，先简单谈谈我是谁？本人是一名仿真工程师，从事制冷空调系统仿真。
为什么要写这篇文章？主要是闲来无事，来论坛叨叨！说说仿真这些事。
下面以问题的形式谈谈自己的观点，感兴趣的同行可以一起拍砖！（1）什么是仿真，什么模拟那？搞计算的人可能听到这样的问题没什么奇怪的？计算机技术作为理论分析、试验技术的第三种研究手段，也不是什么新东西。
仿真简单理解就是仿造真实，如何去实现那？针对实际物理模型进行数学建模。
在仿真工程师眼中你在实验中使用的说有部件都是一个数学模型，数学模型简单理解就是描述部件物理特性的数学方程（组）。
本人以前读研究生的时候老师就问我，什么是仿真，什么是模拟？两者有什么区别？其实在实际中我们没有必要刻意去区分，应用中两者的英文都是sumulation。
比较起来，总的来说仿真的概念要大于模拟的范畴。
一般情况下，我们通常对CAE、CFD技术进行的数字化设计，称之为模拟；对数学建模过程称之为仿真设计。
（2）什么是系统仿真？系统仿真的过程就是系统部件数学建模的过程。
系统仿真中，个人觉得必须有这样的概念：对于系统中涉及的任意部件建模过程--部件模型=输入+模型+输出，可以这样说：输入是自变量，模型是描述部件物理特性的数学方程组，输出就是因变量。
系统级仿真其实就只将这些描述部件的数学方程组耦合在一起，通过一定的算法求解方式得出系统级的输入和输出的关系。
（3）部件模型仿真在这里面我们必须来说“模型”，针对一个物体描述它所有特性的数学方式有很多，我们可以从详细描述模型物理特性去建立数学模型，这就是我们说的参数化模型。
也可以从描述模型输入和输出参数关系特性的角度去建立一个集中参数模型。
总的来说，不管你选用什么形式的建模方式，你只要保证你的一个输入可以得出一个对应正确的输出就可以了。
至于中间模型采用什么样的数学建模方式，我们可以完全不去理会。
在这里我们必须谈下，通用性模型和专用模型。
换热器及制冷系统仿真培训教材(PPT 44页)
张春路（2006） 至今
2、数据模型
2.1、压缩机性能曲线
压缩机性能曲线
输入：蒸发温度、冷凝温度、频率
输出：质量流量、电流、功率、制冷量
压缩机性能曲线
测试条件：冷媒R410A 、电压 220V、频率30Hz/60Hz/90Hz AHRI标准测试工况 ：过热度11.1℃ 、过冷度8.3℃
压缩机性能曲线拟合
通过标况的实验数据获得对应换热压降系数，结合系数获得其他非
标准工况下的性能数据
优点：
简单实用、快速计算
适合轻商非标准工况下数据的获取（客户需求） 系统机型匹配、性能预测
缺点：
基础数据没有，需要测量多个压力点，工作量巨大 不能做深入分析，不能用于系统优化（如流路优化）
部件理论模型
3
2
T2
5
P2 h2 QDloss 外风机功率 压缩机功率 功率修正系数 外机功率
6
1 h
绿色背景色为实测数据，橙色背景色为逆运算要求解的关键参数。
仿真思路-正运算
黑箱子
节 流 装 置 冷凝器（例如：A型号） 压 缩 机
蒸发器（例如：B型号）
黑箱子
其他任意工况，例如：35/22 27/15 输入参数 A冷凝器系数、压损 B蒸发器系数、压损 排气管压损、热损 吸气管压损、热损 功率修正系数 有效冷媒循化量
模型需能反映各部件对系统压降、换热等参数的影响；
3.2、算法设计
方程组成
（1）连续性方程 （前一部件质量流量等于后一部件质量流量）
（2）能量守恒方程 （前一部件出口焓值等于后一部件进口焓值） （3）动量守恒方程 （前一部件出口压力等于后一部件进口压力） （4）系统充注量守恒 （系统充注量=系统各部件充注量之和）
准动态模型的直冷式冰箱系统仿真_卢智利
准动态模型的直冷式冰箱系统仿真
卢智利1 , 丁国良 1 , 黄 斌 2
( 1.上海交通大学 制冷与低温工程研究所 ,上海 200030; 2. 佛山市 立德工程监理有限公司 , 佛山 523800)
摘 要: 在分析了冰箱冷凝器、蒸发器的瞬态过程对系统动态过程影响较小后 ,对冰箱冷凝器、蒸 发器采用了稳态模型 ,建立了冰箱仿真的准动态模型 .通过动态模型及实验数据的比较发现 ,冰箱 仿真采用准动态模型同样能与实验数据吻合得很好 . 运行中发现 ,准动态模型不仅提高了仿真程序 运行的稳定性 ,而且程序运行的速度提高了 25% 左右 . 关键词: 冰箱 ; 系统仿真 ; 准动态模型 ; 冷凝器 ; 蒸发器 中图分类号: TB 65 文献标识码: A
的计算值
qmcap—
毛细管质量流量的计
算值
qm
—
com
压
缩机质量流量的计算值
图 1 冰箱准动态仿真系统算法流程图
Fig . 1 Flo wchar t of th e quasi-steady sim ulatio n
system a lg orithm
看出 ,准动态模型与动态模型第 1次开机误差比较 大 . 这主要是因为准动态模型在任何时刻假设制冷 系统中各部件的流量是相等的 (即准稳态 ) . 第 1打 冷过程 ,准动态模型与动态模型的仿真结果与实验 数据也比较大 .这是因为刚开机时 ,压缩机吸取了大 量润滑油 ,并把润滑油送到需要润滑的部件 ,而润滑 油在系统内的分配及对系统性能的影响很难用数学 模型来描述 . 第 1次打冷结束后 ,准动态模型与动态 模型一样 ,都能与实验数据有 较好的吻合 .从而说 明 ,用准动态模型代替动态模型 ,不会造成仿真精度 的损失 .
变制冷剂流量(VRV)多联空调系统动态仿真的开题报告
变制冷剂流量(VRV)多联空调系统动态仿真的开题报告一、选题背景及意义随着人们生活水平的不断提高和科技的不断发展，多联空调系统在冷暖季节的使用中成为了一种趋势。
通过多个房间共享一个室外机的方式，降低空调系统的能耗和成本。
但多联空调系统中，由于不同房间的制冷/制热负荷大小不同，制冷剂的流量也会不同。
因此，在设计多联空调系统时，需要考虑到制冷剂流量的分配问题，以保证系统的顺畅运行和高效性能。
因此，本文选取变制冷剂流量(VRV)多联空调系统作为研究对象，目的在于通过动态仿真分析，探究不同制冷剂流量分配策略对系统性能的影响，为多联空调系统的设计和优化提供一定的参考和指导。
二、研究内容和方法研究内容：1.建立VRV多联空调系统的数学模型，包括室内机、室外机、制冷剂管道、控制系统等部分；2.设计多个不同制冷剂流量分配策略，比如基于制冷/制热负荷、基于通风量等，通过仿真分析比较各种策略的性能；3.评估不同制冷剂流量分配策略对系统稳定性、能效、运行成本等方面的影响；4.通过仿真分析提出改进方案和优化建议。
研究方法：1. 基于TRNSYS软件建立仿真模型，对VRV多联空调系统进行动态仿真分析；2. 分析研究多个制冷剂流量分配策略，通过仿真评估不同策略对系统性能的影响；3. 分析仿真结果，提出优化建议和改进方案。
三、预计成果通过对多联空调系统中制冷剂流量的动态仿真分析，本文预计获得以下成果：1. 建立了VRV多联空调系统的数学模型，包括室内机、室外机、制冷剂管道、控制系统等部分，为系统的优化设计提供了基础；2. 对多个不同制冷剂流量分配策略进行仿真模拟，比较不同策略对系统性能的影响，为制定最优策略提供参考和指导；3. 通过仿真分析和结果分析，提出改进方案和优化建议，为VRV多联空调系统的设计和运行提供参考和指导。
四、研究进度计划预计需要2个月的时间完成该动态仿真分析的研究工作。
具体进度计划如下：1. 第一周：对多联空调系统进行调研，了解其制冷剂流量分配的问题，收集相关数据和文献资料；2. 第二周-第三周：基于TRNSYS软件建立VRV多联空调系统的数学模型，包括室内机、室外机、制冷剂管道、控制系统等部分，进行初步仿真；3. 第四周-第五周：分析不同制冷剂流量分配策略，并进行仿真分析，比较各策略对系统性能的影响；4. 第六周-第七周：通过结果分析和对比，提出合理的改进方案和优化建议；5. 第八周：完成毕业论文的初稿；6. 第九周-第十周：对初稿进行修改并完成最终论文的撰写。
制冷循环稳态仿真的联立模块法
制冷循环稳态仿真的联立模块法1 制冷循环稳态仿真模型制冷循环稳态仿真模型是一种系统模型，用于描述复杂系统中控制元件和物理变量之间的动态关系。
该模型在制冷循环系统中具有特殊的重要性，能有效地预测制冷系统中物理变量和控制参数的响应。
模型的构建一般可以分为三个阶段：物理过程模型的构建，外部输入的模拟，以及计算机编程的设计。
物理过程模型涉及到制冷循环系统的控制参数，外部输入模拟则需要进行温度场和空气流量场的计算，如温度场、空气流量场、能量平衡方程等。
计算机编程部分，则是通过控制参数、物理和外部输入模拟的联合计算来构建仿真模型。
2 联立模块法联立模块法（LMM）是一种用于构建复杂系统仿真模型的方法。
简而言之，它通过将复杂的系统逻辑拆分成多个简单的子模块而实现模型粒度的控制和模型调试的简化。
每个子模块都是由对应的输入、物理变量和控制参数组成，这些都是模型构建过程中不可缺少的重要组件。
LMM用于构建制冷循环稳态仿真模型，主要包括以下几个步骤：（1）分析制冷循环系统的控制参数，、物理变量和外部输入模拟，提取出子模型；（2）确定子模型的输入、物理变量和控制参数，并建立包含子模块之间影响关系的联立模块模型；（3）将子模块联立起来，并使用计算机编程技术编写程序，构造仿真模型；（4）调试和优化模型参数，最终实现对模型的精确控制。
3 结论联立模块法是一种有效的构建制冷循环稳态仿真的方法，主要通过提取子模型、确定控制参数和物理变量、使用计算机编程设计、优化模型参数等步骤实现模型构建和调试。
联立模块法与其他方法相比，具有更强的通用性和分解性，能有效地提高制冷循环稳态仿真模型的构建速度和精准度，受到研究者的广泛关注。
冷库气流动态模拟
冷库气流动态模拟冷库气流动态模拟冷库气流动态模拟是通过计算机模拟技术，对冷库内部的气流运动进行仿真和预测的过程。
它可以帮助我们了解冷库中的温度分布、湿度分布以及空气流动情况，从而优化冷库的设计和运营。
首先，我们需要收集冷库的相关数据，包括冷库的结构参数、冷却系统的工作参数以及货物的存放情况等。
这些数据将作为模拟的输入，以便模拟出尽可能真实的冷库气流动态。
接下来，我们需要选择合适的数值模拟方法，例如计算流体力学（CFD）方法。
CFD方法可以将冷库内部的气流分为有限的网格单元，并在每个网格单元上建立动量、能量和质量守恒方程。
通过求解这些方程，我们可以得到冷库内部的气流速度、温度和湿度分布。
然后，我们需要对冷库进行网格划分和边界条件设置。
网格划分的精细程度会影响模拟结果的准确性，通常情况下，我们会根据冷库的几何形状和复杂程度进行适当的网格划分。
边界条件的设置包括冷库的进出口、冷却系统的工作参数以及货物的热负荷等。
这些边界条件会对模拟结果产生较大影响，因此需要严格根据实际情况进行设置。
接着，我们可以开始进行模拟计算。
在计算过程中，我们需要对模拟的时间步长和收敛准则进行选择。
时间步长决定了模拟的时间精度，通常需要根据冷库的时间尺度进行合理选择。
收敛准则用于判断模拟的计算结果是否趋于稳定，通常可以通过模拟结果的变化情况进行判断。
最后，我们可以对模拟结果进行分析和评估。
通过对模拟结果的分析，我们可以了解冷库内部的气流动态，发现潜在的问题和优化的空间。
同时，我们还可以与实际观测数据进行对比，评估模拟结果的准确性和可靠性。
综上所述，冷库气流动态模拟是一个复杂的过程，需要从数据收集到模拟计算再到结果分析的多个步骤。
通过模拟，我们可以更好地了解冷库的气流运动规律，为冷库的设计和运营提供科学依据。
制冷空调中的计算机仿真(理解)
温度
T11
T21
T12
T22
T13
T23
时间
图14-5 制冷装置工作过程
从理论上讲，当环境条件不变、系统工作完全 稳定时，每一个周期的工作过程都应该相等。实际状 况有些偏差，数值仿真是以一定的步长进行的，每个 周期都有些差异，因此不宜仅以一个周期的平均功耗 最小作为最后的优化目标，而适当多取几个周期。写 成数学表达式为
f
(T T2i ) 1i i 1
n
1
[ Wdt ] min T i 1
1i
n
(14-3)
一般来说n取3或4就够了。
2. 优化参数
对家用冰箱进行优化计算，可选择以下四个 可连续变化参数作为优化参数
1) 系统充注量 2) 冷凝管的长度 3) 毛细管的管长 4) 冷藏室蒸发器的传热面积，或 当肋化系数一定时的流道长度。
2.电冰箱仿真软件
实现以下的功能
• 模拟电冰箱在国标规定的六种实验工况下的 动态过程和性能指标。 • 模拟电冰箱在自定义实验工况下的动态过程 和性能指标。 • 预测电冰箱所需的合理的制冷剂充注量。 • 模拟电冰箱压缩机、毛细管、冷凝器、蒸发 器、箱体等部件的动态特性。
3.冷水机组仿真软件
实现以下的功能
(3)仿真与优化。
5440TEU船舶制冷系统动态仿真
psat
=
exp ( a1
+
a3
a2 ) + t sat
m
=
Q q0
(11)
式中 : Q 为蒸发压力调节阀容量 (kW) ; t 为蒸发温
度 ( ℃) ; p 为压力 ; m 为蒸发压力调节阀流出的质
量流量 ; q0 为单位制冷量 ; a1 、a2 、a3 分别为系数 ;
psat 代表饱和状态.
1. 5 蒸发器模型
量 ;υ表示压缩机吸气比容 ; P 表示输入功率 ; T 和
p 分别表示压缩机绝对温度和压力 ; R 表示通用
气体常数 ; D , i , s , n 分别是压缩机的缸径 、气缸
数 、活塞行程和转速 ; k 表示压缩行程的多变指
数 ;λ和η分别是压缩机的输气系数和电效率 ; 下
标 th 和 com 分别表示压缩机的理论值和实际值 ;
mr
(
d d
hr z
)
= - πD1αi ( Tw -
Tr)
(12)
hr = xhv + (1 - x) h1
(13)
Tw
=
Doβfαo Ta + ξDiαi Tr Doβfαo + ξDiαi
ma
cp
d Ta dz
=
ξmr
d hr dz
(14)
1. 5. 2 过热区
控制方程组为
m
r
(
d hr dz
υ = υs (1 + a25ΔTsh + a26ΔTsh2 + a27ΔTsh Tsat
+ a28ΔTsh2 Tsat + a29ΔTsh Tsat2 + a30ΔTsh2 Tsat2)
《动态系统仿真》课件
总结词
控制系统的动态响应和稳定性
详细描述
控制系统仿真关注控制系统的动态响应和稳定性，如航空航天器、机器人和化工过程的控制系统。通过仿真，可以评估控制策略的有效性，预测系统的性能表现，优化控制参数，提高系统的稳定性和可靠性。
总结词
经济系统的动态行为和决策过程
要点一
要点二
详细描述
经济系统仿真涉及对经济系统的动态行为和决策过程进行模拟和分析，如股票市场、货币政策和国际贸易等。通过仿真，可以预测经济系统的未来趋势，评估政策效果，优化资源配置，促进经济的可持续发展。
详细描述
通过高精度仿真算法，研究者们可以更准确地预测系统的性能和行为，从而更好地理解系统的动态特性。这有助于发现潜在的设计问题和改进方向，为实际系统的优化和改进提供指导。
01
02
03
04
总结词：多领域协同仿真技术是动态系统仿真的重要发展方向之一。
总结词
随着系统规模的扩大，大规模系统仿真优化成为一项重要的挑战和发展趋势。
总结词
大规模系统仿真优化有助于更好地理解和优化大规模系统的性能。
详细描述
通过大规模系统仿真优化，可以更准确地模拟系统的性能和行为，发现潜在的问题和改进方向。这有助于更好地理解和优化大规模系统的性能，为实际系统的设计和运行提供指导。
详细描述
大规模系统的仿真需要消耗大量的计算资源和时间，如何有效地进行仿真优化是亟待解决的问题。研究者们正在探索各种方法和技术，以提高大规模系统仿真的效率和精度。
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动态系统仿真
目录
动态系统仿真简介动态系统仿真基本原理常用动态系统仿真软件动态系统仿真案例分析动态系统仿真发展趋势与挑战
01
制冷仿真与计算
制冷仿真与计算制冷技术在现代社会中扮演着重要的角色，它不仅广泛应用于家庭和商业场所的空调系统中，还在工业生产、医疗保健和食品储存等领域发挥着关键作用。
为了确保制冷系统的高效运行和节能优化，制冷仿真与计算成为了一项不可或缺的技术手段。
本文将介绍制冷仿真与计算的概念、应用领域以及相关技术方法。
制冷仿真与计算是利用计算机模拟制冷系统的运行过程，以预测和优化系统的性能。
它通过建立数学模型，考虑制冷系统中的各种物理和热力学过程，从而实现对系统行为的准确描述。
制冷仿真与计算可以帮助工程师们更好地了解制冷系统的运行机理，优化系统设计，提高能源利用效率。
制冷仿真与计算在许多领域中都有广泛的应用。
在空调系统设计中，仿真可以帮助工程师们预测系统在不同工况下的性能表现，包括制冷量、能耗、温度分布等。
这些预测结果可以指导系统的优化设计，提高系统的制冷效果和能源利用率。
在工业制冷领域，仿真可以帮助工程师们评估制冷设备的性能，优化制冷循环，提高生产效率。
此外，仿真还可以应用于食品储存和医疗保健等领域，以确保食品和药品的质量和安全。
制冷仿真与计算的技术方法多种多样，其中最常用的方法之一是计算流体力学（CFD）。
CFD可以通过数值求解流体动力学方程，模拟流体在制冷系统中的流动和传热行为。
通过对流体流动和传热的准确描述，工程师们可以更好地理解系统中的热力学过程，优化系统的设计和操作。
此外，有限元法（FEM）和有限差分法（FDM）等数值方法也广泛应用于制冷仿真与计算中，以解决复杂的热传导和热辐射问题。
在进行制冷仿真与计算时，准确的输入数据和模型参数是非常重要的。
工程师们需要收集和分析系统的物理特性、工作条件和环境参数等信息，以建立准确的数学模型。
此外，对于复杂的制冷系统，工程师们还需要考虑多物理场耦合和多尺度问题，以确保仿真结果的可靠性和准确性。
总之，制冷仿真与计算是一项专业而重要的技术，它在制冷系统设计和优化中发挥着关键作用。
通过利用计算机模拟制冷系统的运行过程，工程师们可以更好地理解系统的性能和行为，优化系统设计，提高能源利用效率。