空调系统性能的实时监测算法开发及换热器性能仿真方法拓展

发布时间：2020-08-15 15:26

【摘要】：推动空调行业的转型升级,深入实施“中国制造2025”,一方面要提高空调产品的高端化、智能化,另一方面要提升产品开发与设计技术。智能控制技术、互联网技术在空调产品中的应用能够提高空调的舒适性和用户体验,而这些技术在家用空调中的应用需要实现空调系统的性能监测。目前的空调性能监测方法,不适用于家庭空调,因此需要开发针对家用空调的基于仿真的性能监测方法。另外,现有的仿真设计方法,对于产品设计中一些具有特殊需求的设计场景,其通用性差的特点限制了其发挥更大的作用,需要对现有的仿真方法进行拓展。因此,本文针对开发基于仿真的空调系统的性能监测方法,以及进一步拓展当前的换热器与系统仿真方法等进行了研究探讨,取得了如下研究成果:(1)提出了一种基于仿真的房间空调系统性能在线监测的方法。建立了测点参数与制冷循环状态参数的对应关系,结合压缩机流量模型,实现了对制冷制热量、功率、能效的实时监测。验证结果表明,性能参数计算的最大偏差小于15%,主要误差来源为蒸发压力的计算误差。(2)对换热器仿真方法进行了拓展:在现有的换热器仿真基础上建立了依据设定制冷剂出口压力/温度进行迭代的方法。案例分析表明,该方法能在2-5次迭代完成参数调节,具有很强的实用性。(3)对空调系统仿真方法进行了拓展,在蒸发器中引入流路流量自动调节模块,实现了已知蒸发器多流路均匀换热时的整机性能仿真。案例分析表明,该方法能有效提高此类换热器及空调系统的仿真精度。验证结果及案例分析表明,本文开发的空调系统性能在线监测方法可以比较准确地预测空调的性能参数,各参数与实验偏差小于15%;本文拓展了换热器与空调系统仿真方法,对特殊场景下的仿真,大幅提高了设计效率和仿真精度。
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM925.12;TK172
【图文】：

技术路线图,技术路线

本文的技术路线

路线图,空调,路线,测点数

- 13 -图 2-1 基于仿真的空调实时监测技术路线Fig. 2-1 Road map for air-conditioner performance monitoring统的性能参数的过程分为两步：第一步将测点数据向压力实验数据和物理特性对监测测点数据进行拟合，得出测点剂循环参数的对应关系；第二步是流量、制冷量、功率等压缩机的流量模型，结合第一步得到的压力、焓、功率因的制冷制热量及能效比。置调器系统由压缩机、室外机、膨胀阀、室内机组成，图 2-的测点布置方案，共包含 5 个温度测点，及室外侧的电流率等电路测点。

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图 2-2 空调部件与对应测点示意图tic diagram of system components and corresponding meas中测点的布置方案时主要考虑以下几点因素：整个系统的运行情况。制冷剂侧的压缩机流量计气压力，进气密度等参数；而进出口焓差的计算进出口温度。同时，依据空调运行的特性，进行计算、拟合得到其余参数，可以避免测量全部参空调系统的性能及可靠性，减少不必要的成本增加制冷剂侧的压力、流量传感器会对房间空调器造成损害，增加泄漏风险，同时成本也会增加，接测量。本文采用了由实验室中测试数据形成铜关系式，因而减少了压力测点的布置。表面测点应具有代表意义，能反应换热器的运行

【参考文献】