变频空调系统特性的仿真研究输送链
时间：2022/06/28 06:37:29 编辑：
变频空调系统特性的仿真研究
变频空调系统特性的仿真研究 2011： Simulation Research on Characters of Air-conditioner with InverterZhou Xingxi et al Abstract:The characters of air-conditioner with inverter through computer simulation are analyzed using distributed character thermodynamic model.The performance of system running beyond optimum condition with emphasis are studied.With that,reference for multi-character control design of system is provided. Keywords:optimum condition,air-conditioner with inverter,suction pressure1 前言 变频空调器能够通过变频压缩机和电子膨胀阀的准确动作使系统的制冷量基本随时与负荷匹配，同时又维持蒸发器出口制冷剂过热度最佳，保证蒸发器面积得到充分利用，因而具有节能和舒适的特性，已逐步成为空调市场的主流。 为了对变频空调系统的特性深入了解，本文采用了分相流模型、分布参数法建立压缩机、蒸发器、电子膨胀阀一体化的数学模型，对空调系统热力特性进行仿真，计算不同工况下的压缩机运转频率和电子膨胀阀开度变化时，系统的吸气压力、蒸发器制冷剂流动压降、蒸发器出口过热度、制冷剂循环量、制冷量及制冷系数变化情况，着重研究分析系统偏离最佳工况运行时制冷性能参数的变化情况。目的是进行各制冷性能参数的分析和稳态设定值的优化研究，从而为系统的控制设计提供足够的依据。2 对象与仿真简化假设 仿真对象：MITSUBISHI公司生产的SHV130FAC变频压缩机，HITACHI公司家用挂机的蒸发器，FUJIKOKI公司的LAM型电子膨胀阀。 与变频空调控制系统相关的各个系统参数有：压缩机转速、膨胀阀开度、压缩机吸气压力、蒸发器内压力降、制冷剂流量、制冷量等。本文建立稳态模型进行各参数敏感性分析和稳态设定值优化。根据这一目的，对模型进行如下假设： (1)制冷剂沿管内的流动为轴向的一维流动； (2)两相区采用分相模型； (3)制冷剂在轴向无热、质扩散； (4)蒸发器为管翅式结构，水平放置，不考虑重力压降； (5)管壁热阻不计； (6)制冷剂和空气物性只沿管路轴向方向变化。3 模型的建立3.1 蒸发器模型 建模时采用分布参数的方法，对两相区和过热区分别建立差分格式控制方程。3.1.1 两相区控制方程 制冷剂的压降分为两部分：摩擦压降和加速压降，空泡系数模型采用Hughmark模型。 (1)动量方程 (1) (2)能量方程 管内侧： (2) 管外侧： (3) 空气侧：GAi(hi+1-hi)=ξGairCp,air(Tair,in-Tair,out) (4)式中 G——质流量 p——压力 T——温度 h——焓 x——干度 ρ——密度 F——摩擦系数 ψ——空泡系数 ξ——析湿系数 α——换热系数 A——换热面积 ΔZ——微元长度 D——管径 下标l——液体 下标w,air——管壁、空气3.1.2 过热区控制方程 由于过热区不存在相变引起的加速压降，因此仅考虑摩擦压降。 (1)动量方程 (5)式中 下标g——气体 (2)能量方程：与两相区相同。3.2 膨胀阀模型 采用的电子膨胀阀为步进电机驱动型，质流量可采用下式进行计算： (6)式中 Cd——流量系数 A——膨胀阀流通面积 ρ——阀前制冷剂密度 Δp——阀前后压力差3.3 变频压缩机模型 变频压缩机转速和频率之间的关系 (7)式中 f——异步电动