CN106126803A - 制冷***模拟方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种制冷***模拟方法和装置，其中，该方法包括：获取待模拟制冷***的N组实验数据；通过N组实测压降数据模拟得到N组模拟流量数据和N个第一中间压降系数，通过N个第一中间压降系数拟合得到第一压降系数；通过N组实测流量数据模拟得到N组模拟压降数据和N个第二中间压降系数，通过N个第二中间压降系数拟合得到第二压降系数；确定第一压降系数与第二压降系数之间的偏差是否小于预设偏差阈值，如果小于，则取第一压降系数与第二压降系数的平均值作为连接管管内的压降系数；基于连接管管内的压降系数进行制冷***模拟。本发明实施例相对于现有的根据经验参数确定系数的方式，有效提高了制冷仿真软件的精度。

Description

制冷***模拟方法和装置

技术领域

本发明涉及模拟分析技术领域，具体而言，涉及一种制冷***模拟方法和装置。

背景技术

目前，所有的制冷仿真***中所采用的公式都是基本相同的，唯一不同的地方是对公式中的系数的处理和设定，这些系数也是直接影响仿真精度的最重要因素。

然而，现有的系数一般都是根据经验参数确定的，从而导致制冷仿真软件的精度偏大较大。

针对上述问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明实施例提供了一种制冷***模拟方法，以提高制冷仿真软件的精度，该方法包括：

获取待模拟制冷***的N组实验数据，其中，N为正整数，所述N组实验数据包括：N组实测压降数据和与所述N组实测压降数据对应的N组实测流量数据；

通过所述N组实测压降数据模拟得到N组模拟流量数据和N个第一中间压降系数，通过所述N个第一中间压降系数拟合得到第一压降系数；

通过所述N组实测流量数据模拟得到N组模拟压降数据和N个第二中间压降系数，通过所述N个第二中间压降系数拟合得到第二压降系数；

确定所述第一压降系数与所述第二压降系数之间的偏差是否小于预设偏差阈值，如果小于，则取所述第一压降系数与所述第二压降系数的平均值作为连接管管内的压降系数；

基于所述连接管管内的压降系数进行制冷***模拟。

在一个实施方式中，通过所述N组实测压降数据模拟得到N组模拟流量数据和N个第一中间压降系数，通过所述N个第一中间压降系数拟合得到第一压降系数，包括：

通过所述N组实测压降数据模拟得到N组模拟流量数据和N个第一中间压降系数；

将所述N组模拟流量数据与所述N组实测流量数据进行比较，查找出偏差小于预设值的M组模拟流量数据，其中，M为小于等于N的正整数；

将与所述M组模拟流量数据对应的M个第一中间压降系数进行拟合，得到第一压降系数。

在一个实施方式中，通过所述N组实测流量数据模拟得到N组模拟压降数据和N个第二中间压降系数，通过所述N个第二中间压降系数拟合得到第二压降系数，包括：

通过所述N组实测流量数据模拟得到N组模拟压降数据和N个第二中间压降系数；

将所述N组模拟压降数据与所述N组实测压降数据进行比较，查找出偏差小于预设值的Q组模拟压降数据，其中，Q为小于等于N的正整数；

将与所述Q组模拟压降数据对应的Q个第二中间压降系数进行拟合，得到第二压降系数。

在一个实施方式中，所述预设值为5％。

在一个实施方式中，N大于等于50。

在一个实施方式中，在确定所述第一压降系数与所述第二压降系数之间的偏差是否小于预设偏差阈值之后，所述方法还包括：

如果所述第一压降系数与所述第二压降系数之间的偏差不小于所述预设偏差阈值，则从所述N组实验数据中剔除一组或多组奇异数据；

根据剔除所述一组或多组奇异数据后的实验数据，重新拟合第一压降系数和第二压降系数，直至拟合得到的第一压降系数与第二压降系数之间的偏差小于预设偏差阈值。

在一个实施方式中，所述预设偏差阈值为10％。

本发明实施例提供了一种制冷***模拟装置，以提高制冷仿真软件的精度，该装置包括：

获取模块，用于获取待模拟制冷***的N组实验数据，其中，N为正整数，所述N组实验数据包括：N组实测压降数据和与所述N组实测压降数据对应的N组实测流量数据；

第一拟合模块，用于通过所述N组实测压降数据模拟得到N组模拟流量数据和N个第一中间压降系数，通过所述N个第一中间压降系数拟合得到第一压降系数；

第二拟合模块，用于通过所述N组实测流量数据模拟得到N组模拟压降数据和N个第二中间压降系数，通过所述N个第二中间压降系数拟合得到第二压降系数；

确定模块，用于确定所述第一压降系数与所述第二压降系数之间的偏差是否小于预设偏差阈值，如果小于，则取所述第一压降系数与所述第二压降系数的平均值作为连接管管内的压降系数；

模拟模块，用于基于所述连接管管内的压降系数进行制冷***模拟。

在一个实施方式中，所述第一拟合模块包括：

第一模拟单元，用于通过所述N组实测压降数据模拟得到N组模拟流量数据和N个第一中间压降系数；

第一比较单元，用于将所述N组模拟流量数据与所述N组实测流量数据进行比较，查找出偏差小于预设值的M组模拟流量数据，其中，M为小于等于N的正整数；

第一拟合单元，用于将与所述M组模拟流量数据对应的M个第一中间压降系数进行拟合，得到第一压降系数。

在一个实施方式中，所述第二拟合模块包括：

第二模拟单元，用于通过所述N组实测流量数据模拟得到N组模拟压降数据和N个第二中间压降系数；

第二比较单元，用于将所述N组模拟压降数据与所述N组实测压降数据进行比较，查找出偏差小于预设值的Q组模拟压降数据，其中，Q为小于等于N的正整数；

第二拟合单元，用于将与所述Q组模拟压降数据对应的Q个第二中间压降系数进行拟合，得到第二压降系数。

在一个实施方式中，上述制冷***模拟装置还包括：

剔除模块，用于在确定所述第一压降系数与所述第二压降系数之间的偏差不小于所述预设偏差阈值，则从所述N组实验数据中剔除一组或多组奇异数据；

校正模块，用于根据剔除所述一组或多组奇异数据后的实验数据，重新拟合第一压降系数和第二压降系数，直至拟合得到的第一压降系数与第二压降系数之间的偏差小于预设偏差阈值。

在上述实施例中，通过实测的压降数据模拟得到第一压降系数，通过实测的流量数据模拟得到第二压降系数，在第一压降系数和第二压降系数之间偏差较小的情况下，将两者平均值作为最终的管内的压降系数，基于最终的管内的压降系数进行制冷***模拟，相对于现有的根据经验参数确定系数的方式，有效提高了制冷仿真软件的精度。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的制冷***模拟方法的方法流程图；

图2是根据本发明实施例的参数标定方法的流程图；

图3是根据本发明实施例的制冷***模拟装置的结构框图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本发明做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

在本发明实施例中，提供了一种制冷***模拟方法，如图1所示，可以包括以下步骤：

步骤101：获取待模拟制冷***的N组实验数据，其中，N为正整数，所述N组实验数据包括：N组实测压降数据和与所述N组实测压降数据对应的N组实测流量数据；

步骤102：通过所述N组实测压降数据模拟得到N组模拟流量数据和N个第一中间压降系数，通过所述N个第一中间压降系数拟合得到第一压降系数；

步骤103：通过所述N组实测流量数据模拟得到N组模拟压降数据和N个第二中间压降系数，通过所述N个第二中间压降系数拟合得到第二压降系数；

步骤104：确定所述第一压降系数与所述第二压降系数之间的偏差是否小于预设偏差阈值，如果小于，则取所述第一压降系数与所述第二压降系数的平均值作为连接管管内的压降系数；

步骤105：基于所述连接管管内的压降系数进行制冷***模拟。

考虑到在模拟的过程中，有些数据是有偏差的，因此在上述步骤102和步骤103中，可以剔除误差比较大的数据，采用较为准确的模拟数据确定出较为准确的压降系数，以保证结果的准确性，具体的，上述步骤102可以包括：

S1：通过所述N组实测压降数据模拟得到N组模拟流量数据和N个第一中间压降系数；

S2：将所述N组模拟流量数据与所述N组实测流量数据进行比较，查找出偏差小于预设值的M组模拟流量数据，其中，M为小于等于N的正整数；

S3：将与所述M组模拟流量数据对应的M个第一中间压降系数进行拟合，得到第一压降系数。

相应的，上述步骤103可以包括：

S1：通过所述N组实测流量数据模拟得到N组模拟压降数据和N个第二中间压降系数；

S2：将所述N组模拟压降数据与所述N组实测压降数据进行比较，查找出偏差小于预设值的Q组模拟压降数据，其中，Q为小于等于N的正整数；

S3：将与所述Q组模拟压降数据对应的Q个第二中间压降系数进行拟合，得到第二压降系数。

上述的预设值可以是5％，当然在实际计算的时候，按照精度的要求，或者是***性能等，可以根据实际需要调整预设值的大小，以满足不同的需求。

考虑到实验数据多，可以增加所得结果的准确性，因此，一般选择至少50组实验数据，即，N的取值可以是大于等于50。

在上述步骤101到步骤105中仅考虑了压降系数满足要求的情况，但是并未考虑压降系数不满足要求的情况下，对于不满足的情况下，可以按照以下方式进行迭代修正：如果第一压降系数与第二压降系数之间的偏差不小于预设偏差阈值，则从所述N组实验数据中剔除一组或多组奇异数据；根据剔除一组或多组奇异数据后的实验数据，重新拟合第一压降系数和第二压降系数，直至拟合得到的第一压降系数与第二压降系数之间的偏差小于预设偏差阈值，其中，预设偏差阈值可以设置为10％，当然也可以根据实际需要设置为其它数值，本申请对此不作限定。

在本发明实施例中提供了一个具体实施例对上述方法进行说明，然而值得注意的是，该具体实施例仅是为了更好地说明本发明，并不构成对本发明的不当限定。

为了提高制冷仿真***中连接管的压降模拟精度，以及整机***中压降及换热量模拟精度，在本例中，采用了标定方法，提高了空调***中压降的模拟精度，可以精确地模拟出连接管的漏热量，使整机***的换热量准确度及压降模拟准确度都有大幅度的提高，并稳定在一个范围以内，传统模拟仿真误差为±20％，本例所提供的标定方法可以使得模拟仿真精度控制并稳定在±10％以内。

具体的，在本例中，通过流量和压降互算的方法对管内压降系数进行标定，如图2所示，包括：

首先，对空调***中的连接管进行实验测试，在测试的时候，实验室可以采用测试精度非常高的传热学实验室，从而保证测试数据的准确性。确定实验方案，采集实验数据。为了提高最终的仿真精度，可以尽量保证实验方案中流量范围涵盖所有的商用空调系数，样件选择标准空调***的连接管。

具体地，实验得到的数据可以包括但不限于以下至少之一：管内流量、管内压降、进管压力、进管温度、干度、出管压力、和出管温度，采集的数据至少应保持在50组以上。其中，实验得到的数据都是用于对比数据，例如：通过输入进出口压力和入口温度或者干度，通过经验公式可以计算得到通过连接管的流量、出管温度。然后，将模拟得到的连接管流量和出管温度与实测数据进行比较，并保证误差不超过±5％。如果输入的数据是：流量、出口压力、出管温度，那么通过经验公式可以计算得到连接管压降、进口压力和进口温度或者干度，同样，将模拟得到的连接管压降、进口压力和进口温度或者干度与实测数据进行比较，并保证误差不超过±5％，即，通过压降得到流量和通过流量得到压降的互算方法确定压降系数K的值。

其次，将管内进出口压力作为已知参数代入公式中进行拟合，得到流量与压降对应关系曲线，获得拟合压降系数K1(因为测试数据有50组以上，每组测试数据都有不同的压降系数K，模拟下来就有约50组以上的压降系数，因此，需要将这些压降系数进行拟合，在模拟的时候出入的参数还有连接管的进口温度或者干度和进管压力、出管压力作为已知参数，就可模拟出该状态下的流量值。同理将管内流量及出口压力作为已知参数代入公式进行拟合，得到压降与流量对应关系曲线，获得拟合压降系数K2。

上述经验公式中，流量公式可以表示为：

$dm=\mathrm{\ρ}\×\frac{A}{\sqrt{k}}\×\sqrt{\frac{2\mathrm{\Δ}P}{\mathrm{\ρ}}}$

压降公式可以表示为：

$\frac{dP}{dz}={\left(\frac{dP}{dz}\right)}_F+{\left(\frac{dP}{dz}\right)}_a+{\left(\frac{dP}{dz}\right)}_z$

其中，A表示流通面积，ρ表示上游密度，ΔP表示压降吗，m表示流量，k表示摩擦因子，F表示摩擦压降，a表示加速压降，z表示重力压降。

因拟合所使用的公式相同，因此，基于实验数据拟合得到的压降系数K1和K2应相差不大，可以控制偏差在±0.1。然而，在实际的实验过程中，由于实验数据、计算过程和拟合过程都会存在误差，从而导致K1，K2数值存在偏差较大，因此，需要进行多次迭代才能将K1与K2控制到偏差最小，然后取平均值作为管内的压降系数kdp，代入公式中再次进行校核，要求与实测数据偏差小于±10％为止。其中，所谓的迭代可以理解为反复计算，即，如果K1和K2相差很大，则查找实验数据，如果发现某个数据有异常就将其剔除，然后重新进行计算。

进一步的，对于两相连接管而言，在确定压降的时候，还需要确定粘度系数，确定粘度系数的时候选择的计算公式有时也会导致K1和K2偏差较大，因此，如果出现偏差较大的情况，可以重新选择粘度系数的计算公式直至模拟数据与实验数据吻合，其中，计算粘度系数的公式可以有：马克公式、丘吉尔公式等，例如，连接管入口段粘度系数可以选择马克公式计算得到、出口段粘度系数选择丘吉尔公式计算得到。

上例所提出的制冷***模拟方法不仅可以适用于标准的连接管，长连接管，还可以适应于排气管组件、或者是吸气管组件等。

基于同一发明构思，本发明实施例中还提供了一种制冷***模拟装置，如下面的实施例所述。由于制冷***模拟装置解决问题的原理与制冷***模拟方法相似，因此制冷***模拟装置的实施可以参见制冷***模拟方法的实施，重复之处不再赘述。以下所使用的，术语“单元”或者“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。图3是本发明实施例的制冷***模拟装置的一种结构框图，如图3所示，可以包括：获取模块301、第一拟合模块302、第二拟合模块303、确定模块304和模拟模块305，下面对该结构进行说明。

获取模块301，用于获取待模拟制冷***的N组实验数据，其中，N为正整数，所述N组实验数据包括：N组实测压降数据和与所述N组实测压降数据对应的N组实测流量数据；

第一拟合模块302，用于通过所述N组实测压降数据模拟得到N组模拟流量数据和N个第一中间压降系数，通过所述N个第一中间压降系数拟合得到第一压降系数；

第二拟合模块303，用于通过所述N组实测流量数据模拟得到N组模拟压降数据和N个第二中间压降系数，通过所述N个第二中间压降系数拟合得到第二压降系数；

确定模块304，用于确定所述第一压降系数与所述第二压降系数之间的偏差是否小于预设偏差阈值，如果小于，则取所述第一压降系数与所述第二压降系数的平均值作为连接管管内的压降系数；

模拟模块305，用于基于所述连接管管内的压降系数进行制冷***模拟。

在一个实施方式中，第一拟合模块302可以包括：第一模拟单元，用于通过所述N组实测压降数据模拟得到N组模拟流量数据和N个第一中间压降系数；第一比较单元，用于将所述N组模拟流量数据与所述N组实测流量数据进行比较，查找出偏差小于预设值的M组模拟流量数据，其中，M为小于等于N的正整数；第一拟合单元，用于将与所述M组模拟流量数据对应的M个第一中间压降系数进行拟合，得到第一压降系数。

在一个实施方式中，第二拟合模块303可以包括：第二模拟单元，用于通过所述N组实测流量数据模拟得到N组模拟压降数据和N个第二中间压降系数；第二比较单元，用于将所述N组模拟压降数据与所述N组实测压降数据进行比较，查找出偏差小于预设值的Q组模拟压降数据，其中，Q为小于等于N的正整数；第二拟合单元，用于将与所述Q组模拟压降数据对应的Q个第二中间压降系数进行拟合，得到第二压降系数。

在一个实施方式中，上述制冷***模拟装置还可以包括：剔除模块，用于在确定所述第一压降系数与所述第二压降系数之间的偏差不小于所述预设偏差阈值，则从所述N组实验数据中剔除一组或多组奇异数据；校正模块，用于根据剔除所述一组或多组奇异数据后的实验数据，重新拟合第一压降系数和第二压降系数，直至拟合得到的第一压降系数与第二压降系数之间的偏差小于预设偏差阈值。

从以上的描述中，可以看出，本发明实施例实现了如下技术效果：通过实测的压降数据模拟得到第一压降系数，通过实测的流量数据模拟得到第二压降系数，在第一压降系数和第二压降系数之间偏差较小的情况下，将两者平均值作为最终的管内的压降系数，基于最终的管内的压降系数进行制冷***模拟，相对于现有的根据经验参数确定系数的方式，有效提高了制冷仿真软件的精度。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明实施例的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明实施例不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明实施例可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种制冷***模拟方法，其特征在于，包括：

获取待模拟制冷***的N组实验数据，其中，N为正整数，所述N组实验数据包括：N组实测压降数据和与所述N组实测压降数据对应的N组实测流量数据；

通过所述N组实测压降数据模拟得到N组模拟流量数据和N个第一中间压降系数，通过所述N个第一中间压降系数拟合得到第一压降系数；

通过所述N组实测流量数据模拟得到N组模拟压降数据和N个第二中间压降系数，通过所述N个第二中间压降系数拟合得到第二压降系数；

确定所述第一压降系数与所述第二压降系数之间的偏差是否小于预设偏差阈值，如果小于，则取所述第一压降系数与所述第二压降系数的平均值作为连接管管内的压降系数；

基于所述连接管管内的压降系数进行制冷***模拟。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过所述N组实测压降数据模拟得到N组模拟流量数据和N个第一中间压降系数，通过所述N个第一中间压降系数拟合得到第一压降系数，包括：

通过所述N组实测压降数据模拟得到N组模拟流量数据和N个第一中间压降系数；

将所述N组模拟流量数据与所述N组实测流量数据进行比较，查找出偏差小于预设值的M组模拟流量数据，其中，M为小于等于N的正整数；

将与所述M组模拟流量数据对应的M个第一中间压降系数进行拟合，得到第一压降系数。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过所述N组实测流量数据模拟得到N组模拟压降数据和N个第二中间压降系数，通过所述N个第二中间压降系数拟合得到第二压降系数，包括：

通过所述N组实测流量数据模拟得到N组模拟压降数据和N个第二中间压降系数；

将所述N组模拟压降数据与所述N组实测压降数据进行比较，查找出偏差小于预设值的Q组模拟压降数据，其中，Q为小于等于N的正整数；

将与所述Q组模拟压降数据对应的Q个第二中间压降系数进行拟合，得到第二压降系数。

4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述预设值为5％。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，N大于等于50。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，在确定所述第一压降系数与所述第二压降系数之间的偏差是否小于预设偏差阈值之后，所述方法还包括：

如果所述第一压降系数与所述第二压降系数之间的偏差不小于所述预设偏差阈值，则从所述N组实验数据中剔除一组或多组奇异数据；

根据剔除所述一组或多组奇异数据后的实验数据，重新拟合第一压降系数和第二压降系数，直至拟合得到的第一压降系数与第二压降系数之间的偏差小于预设偏差阈值。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述预设偏差阈值为10％。

8.一种制冷***模拟装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取待模拟制冷***的N组实验数据，其中，N为正整数，所述N组实验数据包括：N组实测压降数据和与所述N组实测压降数据对应的N组实测流量数据；

第一拟合模块，用于通过所述N组实测压降数据模拟得到N组模拟流量数据和N个第一中间压降系数，通过所述N个第一中间压降系数拟合得到第一压降系数；

第二拟合模块，用于通过所述N组实测流量数据模拟得到N组模拟压降数据和N个第二中间压降系数，通过所述N个第二中间压降系数拟合得到第二压降系数；

确定模块，用于确定所述第一压降系数与所述第二压降系数之间的偏差是否小于预设偏差阈值，如果小于，则取所述第一压降系数与所述第二压降系数的平均值作为连接管管内的压降系数；

模拟模块，用于基于所述连接管管内的压降系数进行制冷***模拟。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述第一拟合模块包括：

第一模拟单元，用于通过所述N组实测压降数据模拟得到N组模拟流量数据和N个第一中间压降系数；

第一比较单元，用于将所述N组模拟流量数据与所述N组实测流量数据进行比较，查找出偏差小于预设值的M组模拟流量数据，其中，M为小于等于N的正整数；

第一拟合单元，用于将与所述M组模拟流量数据对应的M个第一中间压降系数进行拟合，得到第一压降系数。

10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述第二拟合模块包括：

第二模拟单元，用于通过所述N组实测流量数据模拟得到N组模拟压降数据和N个第二中间压降系数；

第二比较单元，用于将所述N组模拟压降数据与所述N组实测压降数据进行比较，查找出偏差小于预设值的Q组模拟压降数据，其中，Q为小于等于N的正整数；

第二拟合单元，用于将与所述Q组模拟压降数据对应的Q个第二中间压降系数进行拟合，得到第二压降系数。

11.根据权利要求9或10所述的装置，其特征在于，还包括：

剔除模块，用于在确定所述第一压降系数与所述第二压降系数之间的偏差不小于所述预设偏差阈值，则从所述N组实验数据中剔除一组或多组奇异数据；

校正模块，用于根据剔除所述一组或多组奇异数据后的实验数据，重新拟合第一压降系数和第二压降系数，直至拟合得到的第一压降系数与第二压降系数之间的偏差小于预设偏差阈值。