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制冷装置模拟管理论文
制冷装置模拟管理论文 摘要：本文利用稳态分布参数法建立了除压缩机以外的制冷系统各部件的 数学模型，使用能量、动量与质量方程进行求解，并用VB语言对模型作了编程， 通过计算得出了一定工况下，部分物理参数如制冷剂流量、过冷度、换热量、换 热系数等在制冷装置各部件中的变化情况，并给出了变化曲线。关键词：模拟制冷装置稳态分布参数法 1引言 随着人们生活质量不断提高，对居住环境的舒适度要求也越来越高，这使 得家用空调的产量迅速增加，再加上其具有价格低廉、安装方便、适应性强等特 点，现在年产量已突破千万，由此可见，这一部分空调器的能耗是相当可观的。
因此仔细分析其制冷过程，优化制冷装置的结构参数、运行参数，对于完善制冷 装置设计以及节能降耗是有着非常重要的意义的。
2部件模型分析 2.1压缩机 对于压缩机采用类似于黑箱的建模方法，抛开具体的内部结构，根据厂家 提供的性能曲线或参数表、实验数据等利用参数拟合来建立模型。
⑴ ⑵ 由⑴、⑵式可解得制冷剂流量、压缩机功率，式中、可利用相关数据拟合 得出。
2.2毛细管 为便于建模，制冷剂在管中流动可分为过冷区、两相区两个部分，流动状 态为一维绝热均相，忽略亚稳态流动。
2.2.1过冷区 ⑶⑷ 2.2.2两相区 ⑸⑹ ⑺ ⑻ 式中，下标1、2、m表示微元的进出口和平均参数 由于毛细管中的制冷剂流量并不是随着背压的降低而一直增加，存在一个 临界点，即“壅塞”，在进行流量计算时对此必须加以考虑。
壅塞流量⑼ 式中，⑽ ⑾ 2.3冷凝器 建模假设：⑴管内制冷剂的流动为一维均相流动，不考虑压降 ⑵冷凝器为逆流型换热器，管外空气流动视为一维流动，且不考虑管壁热 阻 由此可将冷凝器分为过热区、两相区、过冷区，分别进行计算。
对每一微元均有下式成立， 冷剂侧⑿ 空气侧⒀ 微元导热⒁ 内外换热⒂ 总表面传热系数⒃2.4蒸发器 蒸发器与冷凝器相类似，不同的是空气流经其表面时会出现析湿，故蒸发 器空气侧模型更为复杂。建模假设：⑴制冷剂与空气处于逆流状态，析湿系数保 持不变 ⑵忽略过热区压降，不考虑管壁热阻 将蒸发器分为两相区、过热区进行计算。
对每一微元均有下式成立， 冷剂侧⒄ 压降⒅ 空气侧⒆ 析湿系数⒇ 内外换热(21) 3模拟结果与分析 根据以上所建立之模型，利用VB作编程进行求解，所得结果如下。
3.1毛细管 由图1可以看出，当背压下降到一定值时，毛细管中制冷剂流量不再继续 增加，而是围绕一定量作振荡，该定量即为理论分析得出的“壅塞流量”。而随着 毛细管长度的增加，制冷剂流量却呈递减趋势，这是因为长度增加，制冷剂在其 中流动时的流动阻力也相应增加的缘故，如图2所示。
图1图2 3.2冷凝器 图3、图4分别反映了随着空气流量的增加，制冷剂的过冷度与换热量的变 化情况。可以看出，当风量增加到一定程度时，制冷剂过冷度与换热量均不再发生变化，这是符合物理事实的。
图3图4 3.3蒸发器 图5反映了制冷剂换热系数沿管长的变化情况，可以看出，在两相区中的 换热系数出现了最大值，并且两相区的整体换热系数要高于过热区，因此在作蒸 发器设计时要尽量使制冷剂位于两相区，制冷剂的过热度不应过大。图6则是空 气侧的换热系数随管长的变化情况，可以看出，换热系数呈递增趋势，这是因为 空气与换热管壁的换热温差越来越小。
图5图6 4结束语 以上通过作数值计算，得出了部分物理参数随制冷装置各部件的变化情况， 并且与理论分析得出的结论相一致，这说明利用稳态分布参数法作制冷装置的模 拟是较好的，所建立的数学模型是合理的。
