制冷系统仿真培训

制冷系统仿真培训人给我抚慰，我还他热情；人给我亲切，我还他尊敬；人给我宽容，我还他真诚；人给我自尊，我还他高兴！

鸟有树则栖，树倒则飞；鱼有水则活，水涸则亡；花有春则开，春去则谢；人有信则立，信丧则败。诚信是做人之本!

容人、助人是人际相处之良津；知恩、报恩是人格追求之美德；宽厚、诚信是做人处事之根本。

好话，能引起别人善心；坏话，会激起别人恶念。多说一句好话，多添一分和气。为人就要存好心，说好话，做好事，结好缘。

做人三要：一要恩怨分明、敢作敢为、敢拼敢搏。二要视野开阔，心胸豁达、心态平和。三要给人欢喜、给人希望、给人信心、给人方便！不是每个人，都适合和你白头到老。有的人，是拿来成长的；有的人，是拿来一起生活的；有的人，是拿来一辈子怀念的。就这样开始遗忘，其实也没有什么艰难，就让潮汐洗涤往事，就让年轮画成句号，就让记忆，此地深埋。2.喜欢一个人，是不会由痛苦的。爱一个人，也许哟绵长的痛苦，担他给我的快乐，也是世上以澹泊明志，以担当办事，以智能除惑，以无求交友，以勤奋学习，以慎言防口，以勤俭生活，以宏愿立志，以热心做人！

发生问题不要埋怨客观，还要多从主观上找原因。埋怨别人不了解自己的人，首先自己就不了解别人。埋怨组织领导不相信自己的人，首先是自己不相信组织领导。

看财物应象流水，取之有道，用之有度，不做金钱奴隶；做人应象称杆，追求正直，超越平庸，凭良心处世！

做人切记三不要：一不要拿自己的错误来惩罚自己；二不要拿别人的错误来惩罚自己；三不要拿自己的错误来惩罚别人！

做人牢记三点：一、拿望远镜看别人，拿放大镜看自己；二、接受表扬要低下头来，接受批评要抬起头来；三、不要把善良看成愚蠢，不要把谦虚看成懦弱！其实有些事根本就没有你所想的那么复杂，对你忽冷忽热就是把你当备胎，让你感到患得患失就是不够爱。若无其事，原来是最好的报复。何必向不值得的人证明什么，生活得更好，是为了自己。制冷系统仿真培训制冷系统仿真培训人给我抚慰，我还他热情；人给我亲切，我还他尊敬；人给我宽容，我还他真诚；人给我自尊，我还他高兴！

鸟有树则栖，树倒则飞；鱼有水则活，水涸则亡；花有春则开，春去则谢；人有信则立，信丧则败。诚信是做人之本!

容人、助人是人际相处之良津；知恩、报恩是人格追求之美德；宽厚、诚信是做人处事之根本。

好话，能引起别人善心；坏话，会激起别人恶念。多说一句好话，多添一分和气。为人就要存好心，说好话，做好事，结好缘。

做人三要：一要恩怨分明、敢作敢为、敢拼敢搏。二要视野开阔，心胸豁达、心态平和。三要给人欢喜、给人希望、给人信心、给人方便！不是每个人，都适合和你白头到老。有的人，是拿来成长的；有的人，是拿来一起生活的；有的人，是拿来一辈子怀念的。就这样开始遗忘，其实也没有什么艰难，就让潮汐洗涤往事，就让年轮画成句号，就让记忆，此地深埋。2.喜欢一个人，是不会由痛苦的。爱一个人，也许哟绵长的痛苦，担他给我的快乐，也是世上以澹泊明志，以担当办事，以智能除惑，以无求交友，以勤奋学习，以慎言防口，以勤俭生活，以宏愿立志，以热心做人！

发生问题不要埋怨客观，还要多从主观上找原因。埋怨别人不了解自己的人，首先自己就不了解别人。埋怨组织领导不相信自己的人，首先是自己不相信组织领导。

看财物应象流水，取之有道，用之有度，不做金钱奴隶；做人应象称杆，追求正直，超越平庸，凭良心处世！

做人切记三不要：一不要拿自己的错误来惩罚自己；二不要拿别人的错误来惩罚自己；三不要拿自己的错误来惩罚别人！

做人牢记三点：一、拿望远镜看别人，拿放大镜看自己；二、接受表扬要低下头来，接受批评要抬起头来；三、不要把善良看成愚蠢，不要把谦虚看成懦弱！其实有些事根本就没有你所想的那么复杂，对你忽冷忽热就是把你当备胎，让你感到患得患失就是不够爱。若无其事，原来是最好的报复。何必向不值得的人证明什么，生活得更好，是为了自己。1、总体介绍3.1、模型介绍培训内容：3.2、算法设计4、仿真平台搭建2、数据模型3、部件理论模型2.1、压缩机性能曲线2.2、大金EXCEL程序1、总体介绍发展现状最早由美国开利公司于上世纪60年代开展相关研究；上世纪70-80年代国外高校、研究机构开始发表相关研究成果（美国橡树林实验室、NIST、马里兰大学）；我国最早于上世纪80年代末开始于高校（陈芝久-制冷系统热动力学初探）；上世纪末随着计算机技术发展，制冷仿真技术发展迅速，中国也成为此领域最活跃的国家之一，主要以

高校为主；研究方向稳态仿真动态仿真制冷系统仿真系统动态特性与控制策略，由于制冷系统动态仿真复杂度高，目前主要在商业软件（Dymola、SimulationX、MWorks）基础上进行二次开发，模型简单，适用于中央空调，如约克在Dymola进行二次开发系统优化，需建立系统部件理论模型，模型成熟，理论成熟且复杂。如开利Simtools、特灵T-Rex、同济GREATLAB、美国橡树林实验室MARK性能预测、系统匹配，无需建立系统部件模型，完全基于实验数据反推。如大金EXCEL程序数据模型部件理论模型优点：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）数据模型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：无需大量实验数据支持，只需修正相关关联式即可可对系统进行深入研究分析（如换热器流路优化、毛细管冷媒匹配优化等）缺点：理论要求高、编程难度（算法设计）准确性与稳定性完善部件理论模型针对各部件建立理论模型，输入各部件参数（如换热器排数、铜管翅片规格、压缩机型号、连接管尺寸、毛细管参数等）、工况参数直接计算获得性能数据部件理论模型发展历程MIT（1976，Hiller&Glicksman）美国橡树林实验室ORNL（1978，Ellison&Creswick）美国标准技术研究院NIST（1979，Domanski&Didon）至今至今开利公司（90年代）至今张春路（2006）马里兰大学（1995，Rossi）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/90HzAHRI标准测试工况：过热度11.1℃、过冷度8.3℃定频压机-10系数模型（AHRI标准）

Te：蒸发温度；Tc：冷凝温度；c1-c10：系数x：输入功率、质量流量、制冷量、电流值变频压机-15系数模型

Te：蒸发温度；Tc：冷凝温度；fr：频率；c1-c15：系数x：输入功率、质量流量、制冷量、电流值压缩机性能曲线拟合压缩机性能曲线推演

m标准:已知蒸发温度、冷凝温度、频率，通过压机拟合公式计算出的质量流量υ标准:标准工况下压机进口比容（实测压机进口压力对应饱和温度+过热度11.1℃）υ实际:实际工况下压机进口比容（实测压机进口温度）压缩机性能曲线推演

Q标准:已知蒸发温度、冷凝温度、频率，通过压机拟合公式计算出的能力值h2标准:标准工况下压机出口焓值（实测进口压力对应饱和温度+过热度11.1℃，实测压降出口压力）h1标准:标准工况下压机进口焓值（实测进口压力对应饱和温度+过热度11.1℃，实测压降进口压力）h2实际:实际工况下压机出口焓值（压机进口熵值，实测压机出口压力）h1实际:实际工况下压机进口焓值（压机进口熵值，实测压机进口压力）

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/90HzAHRI标准测试工况

：过热度11.1℃、过冷度8.3℃定频压机-10系数模型（AHRI标准）

Te：蒸发温度；Tc：冷凝温度；c1-c10：系数x：输入功率、质量流量、制冷量、电流值变频压机-15系数模型

Te：蒸发温度；Tc：冷凝温度；fr：频率；c1-c15：系数x：输入功率、质量流量、制冷量、电流值压缩机性能曲线拟合压缩机性能曲线推演

m标准:已知蒸发温度、冷凝温度、频率，通过压机拟合公式计算出的质量流量υ标准:标准工况下压机进口比容（实测压机进口压力对应饱和温度+过热度11.1℃）υ实际:实际工况下压机进口比容（实测压机进口温度）压缩机性能曲线推演

Q标准:已知蒸发温度、冷凝温度、频率，通过压机拟合公式计算出的能力值h2标准:标准工况下压机出口焓值（实测进口压力对应饱和温度+过热度11.1℃，实测压降出口压力）h1标准:标准工况下压机进口焓值（实测进口压力对应饱和温度+过热度11.1℃，实测压降进口压力）h2实际:实际工况下压机出口焓值（压机进口熵值，实测压机出口压力

）h1实际:实际工况下压机进口焓值（压机进口熵值，实测压机进口压力）

2.2、大金EXCEL程序黑箱子黑箱子节流装置冷凝器（例如：A型号）蒸发器（例如：B型号）压缩机输入参数（实测数据）制冷量功率各节点温度、压力输出参数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理论计算某个工况下，例如：35/2427/19仿真思路-逆运算321456hP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。P1P2P3P4P6T1T2T3T4T6质量流量h1h6Qslossh2h3QDlossh4Qch5Qe风侧实测能力内风机功率冷媒侧能力有效循环量压缩机功率外机功率功率修正系数内侧湿球外侧干球冷凝器KA值蒸发器KA值外风机功率仿真思路-逆运算黑箱子黑箱子节流装置冷凝器（例如：A型号）蒸发器（例如：B型号）压缩机输出参数（仿真数据）制冷量功率各节点温度、压力输入参数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理论计算其他任意工况，例如：35/2227/15仿真思路-正运算321456hP压缩机功率P1P2吸气管阻力系数冷媒质量流量P6过热度T6h6排气管阻力系数P3P4过冷度T4h4Qe蒸发器KA值T6s（由风侧求得）P6（由风侧求得）h1吸气管漏热量T1排气管漏热量冷凝器KA值Qch3h2T2压缩机多变指数或入热系数制冷量内电机功率T3s（由风侧求得）P3（由风侧求得）赋初始值赋初始值制热量仿真思路-正运算仿真思路

仿真思路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

3、部件理论模型

3.1、模型介绍空调制冷系统模型组成1.物性计算模型2.压缩机模型（转子式）3.蒸发器、冷凝器模型4.节流元件模型（毛细管、节流阀）5.其他模型（储液罐、四通阀、配管等）空调制冷系统模型组成物性计算模型计算方法优点缺点状态方程法参数范围广、精度高计算速度慢，临界点不稳定性曲线拟合法计算速度快、稳定性好针对不同制冷剂需拟合对应公式仿真快慢取决于物性计算时间，占整个制冷系统仿真时间的90%；综合考虑计算精度、速度及稳定性，优选曲线拟合法；现成的物性计算软件（REFPROP、CoolProp）采用状态方程法，可直接调用计算，但计算速度较慢；湿空气一般采用理论公式计算；压缩机模型输入：蒸发温度、冷凝温度、频率输出：质量流量、电流、功率、制冷量定频压机-10系数模型（AHRI标准）

Te：蒸发温度；Tc：冷凝温度；c1-c10：系数x：输入功率、质量流量、制冷量、电流值、能效变频压机-15系数模型

Te：蒸发温度；Tc：冷凝温度；fr：频率；c1-c15：系数x：输入功率、质量流量、制冷量、电流值、能效压缩机性能曲线（厂家提供）蒸发器、冷凝器模型集中参数模型：模型简单、不能考虑流路分布、空气分布影响，适用于性能预测；分布参数模型：模型复杂、考虑流路分布、空气分布影响，适用于性能优化；节流元件模型节流元件流动机理复杂，如闪蒸、雍塞等ASHRAE标准推荐关联式模型；输入：进口参数、内径、长度输出：质量流量输入：进口参数、内径（长度）、质量流量输出：长度（内径）毛细管（节流阀）设计系统仿真其他模型包括连接管、四通阀、储液罐、风机模型；具体结构差异较大，一般进行简化处理；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（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）方程组成算法优点缺点联立法通用性好、效率高，适合复杂制冷系统程序不易调试顺序法程序容易调试不适合复杂制冷系统求解方法针对简单系统（如家用空调），可采用顺序法求解，便于调试；针对复杂系统（如中央空调），建议用联立法进行求解；（1）产品设计已知：蒸发器过热度、冷凝器过冷度求：整机充注量

毛细管长度

制冷量

压缩机功率（2）性能预测已知：整机充注量、毛细管长度求：蒸发器过热度冷凝器过冷度

制冷量

压缩机功率系统稳态算法流程一（产品设计）系统稳态算法流程二（性能预测、优化）顺序法求解思路结果标定参数调整因子说明制冷量压缩机流量调整因子系统制冷量主要由压缩机大小决定总功耗压缩机功耗调整因子压缩机功耗占系统功耗大部分饱和吸气温度蒸发器换热系数调整因子影响直接饱和排气温度冷凝器换热系数调整因子影响直接压缩机吸气过热度毛细管流量系数调整因子影响直接毛细器过冷度系统制冷剂充注量修正值高压、高密度段对过热度影响最大当实验结果与仿真结果误差较大时需对系统模型进行标定；

4、仿真平台搭建

基于部件理论模型仿真平台搭建制冷系统基础仿真换热器路设计仿真搭建制冷系统仿真平台可仿真整个制冷系统的运行特性，但换热器模型采用集中参数模型，不能仿真冷媒及风场分布不均的影响（初步完成）换热器采用分布参数模型，用户可自行编辑流路，可进行换热器设计，可仿真冷媒及风场分布不均的影响（初步完成）将制冷系统基础仿真与换热器流路设计仿真结合搭建制冷系统仿真平台（待完成）仿真平台搭建制冷系统基础仿真流程1.主循环

预先计算：Preconditioners.m

循环计算：cycle_solve.m（主程序）2.部件调用（Componet_model）

压缩机计算：Compressor_cal.m

冷凝器计算：Condenser.m

蒸发器计算：Evaprator.m

管路计算：LineSet.m,LineSet_Twophase.m

毛细管计算：Capillary_zhang.m3.翅片侧计算（Airside_cal）平片传热与压降计算：wang_plainfins.m开窗翅片传热与压降计算：wang_louveredfins.m桥片传热与压降计算：wang_slitdoublefins.m波纹片传热与压降计算：wang_wavyfins.m

湿翅片传热与压降调整：DryWetSegment.m4.制冷剂侧计算（Refrigerantside_cal）两相区加速度引起的压降计算：AccelPressureDrop.m

两相区摩擦引起的压降计算：LMPressureGradientAvg.m冷凝传热计算：Cavallini_c_htransfer冷凝压降计算：Kedzierski_c_pdrop.m蒸发传热计算：Cavallini_e_htransfer.m蒸发压降计算：Kedzierski_e_pdrop.m

单相传热计算：Tang_h_1phase.m

单相压降计算：f_h_1phase_Annulus.m相态判断：TrhoPhase_ph.m两相密度计算：TwoPhaseDensity.m5.冷媒与空气物性计算（Properties_cal）

冷媒物性计算：Props.mexw64、PropsSI.mexw64

空气物性计算：HAProps.mexw64制冷系统基础仿真程序换热器流路设计仿真流程EVSIM.mEVPHX2.m1.主循环程序

系统主循环：EVSIM.m

计算主循环：EVPHX2.m（主程序）2.数据读取（Data_read）

换热器流路信息：read_data_evap.m

制冷剂信息：read_data_refrigerant.m3.空气侧与制冷剂媒分配不均计算（Distri_cal）

结合换热器流路预估冷媒分配：TRACE3.m

基于各路压降相等对流量进行调整：BALFL1.m确定各管对应的空气分布：DISTR2.m分叉处的冷媒分配计算：FRACT.m空气水力直径计算：HYDD