压缩制冷空调装置动态仿真研究!.pdf

年第 期 低 温 工 程 !### 1 2* 31 !### 总第 期 %%4 5067892:5; ;.+ 2* 3 %%4 压缩制冷空调装置动态仿真研究! 陈则韶 戚学贵 程文龙 周相芝 陶然 （中国科学技术大学热科学与能源工程系 合肥 !##!$ ） 摘 要 对压缩制冷空调装置的动态仿真开展了初步研究，建立了包括压缩 机、冷凝器、毛细管、蒸发器等四个模块在内的较完整的单级压缩制冷循环的物理 数学模型，并应用于开机过程的动态模拟，仿真结果与文献中的实验结果基本吻 合，同时根据仿真数据预测某些参数的变化情况，揭示了系统的动态特性。 主题词 制冷装置 动态特性 计算模型 仿真 ! 引 言 ［］ % 计算机仿真技术作为一种先进生产力，近年来在我国发展迅速 。采用计算机仿真技术 具有省时省力、节约经费、提高效率等优点，因此该技术被极大关注，并已取得一些成 ［，］ ［］ ［］ 果! ! 。计算机仿真技术有多种方法，如物理建模 、智能仿真 等。物理建模法是基本方 法，只有在许多因素综合叠加，难以建模的情况下才考虑采用智能法和模糊识别方法。本文 仍基于建立物理数学模型来研究压缩制冷空调装置的动态特性。 家用空调器压缩制冷循环物理数学模型 ［］ 本文以家用空调器 为例开展研究。制冷装置主要包括压缩机、冷凝器、节流装置 （毛 细管）和蒸发器四个模块，其间由管路连接。各模块之间及其与环境之间的质流热流情况见 图 ，稳态循环的压焓图见图 。稳态时压缩机不断吸入蒸发器中的气态制冷剂 （），经压 % ! % 缩后 （）送入冷凝器。在冷凝器内，高温高压制冷剂蒸气被冷却冷凝为液态 （），同时对 ! 环境放热。高压液体经毛细管节流降压为低温低压两相制冷剂 （）后流入蒸发器。液态制 冷剂在蒸发器内吸收来自房间的热量而蒸发为气体，再被压缩机吸走。如此形成稳态制冷特 环。图 中 为热量， 为功，下标 ， ， ， ， 和 分别对应于冷凝器、毛细 % ! ’ ’() ’*+) , + -./ 管、压缩机、蒸发器、房间和环境。 稳态时各模块处于质流和热流平衡状态。动态时，各模块参数处于变化之中，其变化规 律就是其动态特性。开机过程是一个典型的动态过程。本文从质量守恒与能量守恒出发，针 对开机过程建立动态循环的物理数学模型，并以0!! 为例进行数值计算来研究各参数的变 化情况。简化起见，文中忽略一些次要因素，如假定制冷剂流动无压力损失，连接管道间制 本文于 年 月 日收到。陈则韶，男， 岁，教授、博士生导师。 ! !### $ =$ 6) 低 温 工 程 !*** 年 冷剂与外界无热交换等。 图 单级压缩制冷循环质流热流图