CN1442662A - 风机盘管计算机仿真设计方法 - Google Patents
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Abstract
风机盘管计算机仿真设计方法是一种采用计算机仿真技术的风机盘管设计方法。本发明首先建立湿空气和水物性计算模块和厂家提供的部件参数的选型数据库。对风机盘管换热工作过程进行仿真模拟，得到风机盘管设计计算面向对象的计算机仿真模型。将繁复迭代计算工作交由运算速度快、计算精度高的计算机处理。这样，就可以在不需要有大量设计资料下进行快速开发，缩短开发周期和降低开发成本，克服了传统风机盘管设计方法耗时费力、开发周期长的缺点。
Description
技术领域
本发明涉及的是一种风机盘管设计方法，特别是一种采用计算机仿真技术的风机盘管设计方法，属于制冷空调技术与计算机辅助设计、软件开发技术的交叉领域。
背景技术
传统的风机盘管的设计方法十分成熟，有规范化的步骤可遵循。各生产厂商的风机盘管产品一般都实行系列化和标准化。设计过程一般包括以下三个步骤：
1)根据设计要求选择翅片管换热器的结构参数，包括：铝翅片的翅片形式、翅片厚度δf和翅片间距Sf；铜管的内管径di、管壁厚度δb、管间距S1(垂直空气流向)和S2(空气流向)。
2)计算迎风管长，确定管排数n1(垂直空气流向)和n2(空气流向)以及管排形式(即叉排和顺排)。
3)计算所需要的风量和风侧压力降，结合设计要求的出风静压等送风参数选择匹配的风机和电机。
这种方法，在确定迎风管长的计算过程中，存在大量的迭代运算，因此设计比较耗时，工作量大。
目前，计算机仿真技术在制冷***仿真设计或分析中应用广泛，对制冷***各个主要部件及其整个***的仿真方法已有多种，但是针对风机盘管***的仿真还未见讨论。
发明内容
为了克服传统风机盘管设计方法耗时费力、开发周期长的缺点，本发明提出一种基于计算机仿真的适应快速开发需求的风机盘管的设计方法。
本发明对风机盘管的热湿交换工作过程建立计算机仿真模型。将确定翅片管换热器的结构参数的繁复迭代计算交由运算速度快、计算精度高的计算机处理。与此同时，为厂家提供的各种配件参数分别建立选型数据库，以便设计时调用。并可以根据实际需要自己定制非标准的结构形式，并根据此计算机模型通过仿真对非标准结构进行性能分析，验证是否符合需求，从而弥补产品系列化和标准化之后设计灵活性的不足。设计方法如下：
1)设计前，首先根据标准水物性和湿空气物性资料编制仿真模块①水物性和湿空气计算模块。根据厂家提供的风机盘管部件参数建立选型数据库。
2)然后对风机盘管***的热质交换工作过程进行仿真建模。在建立模型的方法上引入了面向对象建模的技术，并以支持面向对象特性并拥有高计算性能的C++语言来实现。这样做的好处是提高了模型的可重用性：先建立所有风机盘管换热过程的最普遍的换热过程模型，然后在设计具有各自特点的特定风机盘管的时候只要简单地在这个模型的基础上，再加入特定工作过程的特点，便可以快速形成各种特定风机盘管换热过程模型。并且这种体系结构还可以进一步纵向延伸，不断扩展，大大提高了重用性和适应快速开发的要求。在模型内部，遵循以功能划分模块的结构化设计思想，来设定各功能模块，分别为：②工况输入模块；③结构参数模块；④出风参数计算模块；⑤风量与风侧压力降计算模块；⑥风机及电动机选型模块。其中③结构参数模块和⑥风机及电动机选型模块是设计方案的输出模块。
3)设计时，通过模块②工况输入模块输入设计时的送风参数要求和工作负荷。再赋予模块③结构参数模块的迭代初始参数，具体做法可先将铝翅片的翅片形式、翅片厚度δf和翅片间距Sf；铜管的内管径di、管壁厚度δb、管间距S1和S2等参数设置为标准产品系列中的参数值。
4)按需要选择垂直空气流动方向上的管排数n1、空气流动方向上的管排数n2和水路数n3。然后联合调用模块①水和湿空气物性计算模块、模块③结构参数模块以及模块④出风参数计算模块来进行迭代计算出设计的迎风管长。
5)在翅片管结构参数确定以后，就可以通过模块⑤风量与风侧压力降计算模块来计算所需风量和风侧压降。
6)最后调用模块⑥风机及电动机选型模块进行风机和电动机的选型匹配。
至此，③结构参数模块和⑥风机电动机选型模块中的计算结果即为本次最终的设计方案。
有了设计计算的仿真内核程序之后，就可以将其整合到具有友好图形用户界面的软件框架之内，并加入厂家配件参数选型数据库调用、AutoCAD图纸自动绘制等功能。这样，从事风机盘管设计的工程人员就可以通过简单易用的界面方便、快速地进行结构参数的设计、选型以及运行参数的优化设计。对生产风机盘管和需要定制自己的风机盘管产品的厂家都具有较高的实用价值。
具体实施方式
下面结合一个某一工况要求下的风机盘管仿真设计实例来对该方法的具体实施方式作进一步描述。
设计的已知条件为：标准供冷工况；进风干球温度27℃，湿球温度19.5℃，设计送风温差13℃，出风静压要求为6～7Pa；进水初温7℃，进回水温差5℃；工作热负荷为2000W。
1)准备工作：根据水和湿空气的标准物性数据资料编制模块①水和湿空气物性计算模块。为由厂家提供的风机盘管部件参数建立选型数据库。
2)分析风机盘管工作的热湿交换过程，并建立换热过程的仿真计算模型。编制各个计算模块的仿真程序。
3)通过模块②工况输入模块输入设计的工况要求和工作负荷；从数据库中向模块③结构参数模块调入某一标准系列的翅片换热器结构参数：翅片厚度δf＝0.115mm，翅片间距Sf＝2.35mm；铜管的内管径di＝9.17mm，管壁厚度δb＝0.35mm，管间距S1＝S2＝25mm。
4)垂直空气流向的方向上的管排数选择为8排，在空气流向的管排数选择为3排，水路数选定为1路，然后调用模块①水和湿空气物性计算模块以及在3)中赋了初始值的模块③结构参数模块、模块④出风参数计算模块来进行计算，计算结果为：迎风管长为298mm，总换热面积为3.558m2，迎风面积0.060m2，外体尺寸参数为长×高×厚＝298×200×65(mm)；另外还得出风干球温度为15.3℃，湿球温度为14.2℃，进出风焓差为15.4kJ/kg；所需要的迎面风速为1.6m/s。
5)根据已知设计条件中热负荷、计算得到的迎面风速和进出风焓差以后，就可以调用模块⑤风量与风侧压力降计算模块来计算，得到：风侧压降为6.89Pa，所需风量为349m3/h。
6)知道了风侧压降和设计送风静压，就可以知道所需的总压头为13.39Pa，再结合所需的风量调用模块⑥风机及电动机选型模块来进行风机和电动机的匹配选型。这样，模块③和模块⑥中包含了最终的设计结果。
在此基础上，就可以开发用户界面，将仿真计算内核部分整合到其中，并可以通过ActiveX、OLE automation等软件技术借助AutoCAD根据设计方案画出工程图纸。并在用户界面上输出设计方案的详尽结果报表并提供设计图纸。
Claims (1)
1.一种风机盘管计算机仿真设计方法，其特征在于该设计方法包括：
1)设计前，首先根据标准水物性和湿空气物性数据编制仿真模块①水物性和湿空气计算模块，根据厂家提供的风机盘管部件参数建立选型数据库；
2)然后对风机盘管***的热质交换工作过程进行仿真建模，在建立模型的方法上引入了面向对象建模的技术，模块分别为：②工况输入模块；③结构参数模块；④出风参数计算模块；⑤风量与风侧压力降计算模块；⑥风机及电动机选型模块，其中模块③结构参数模块和模块⑥风机及电动机选型模块是设计方案的输出模块；
3)设计时，通过模块②工况输入模块输入设计时的送风参数要求和工作负荷，再赋予模块③结构参数模块的迭代初始参数，具体做法可先将铝翅片的翅片形式、翅片厚度δf和翅片间距Sf；铜管的内管径di、管壁厚度δb、管间距S1和S2等参数设置为标准产品系列中的参数值；
4)按需要选择垂直空气流动方向上的管排数n1、空气流动方向上的管排数n2和水路数n3，然后联合调用模块①水和湿空气物性计算模块、模块③结构参数模块以及模块④出风参数计算模块来进行迭代计算出设计的迎风管长；
5)在翅片管结构参数确定以后，就可以通过模块⑤风量与风侧压力降计算模块来计算所需风量和风侧压降；
6)最后调用模块⑥风机及电动机选型模块进行风机和电动机的选型匹配；
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| CN 03116455 CN1442662A (zh) | 2003-04-17 | 2003-04-17 | 风机盘管计算机仿真设计方法 |
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| CN1442662A true CN1442662A (zh) | 2003-09-17 |
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| CN 03116455 Pending CN1442662A (zh) | 2003-04-17 | 2003-04-17 | 风机盘管计算机仿真设计方法 |
Country Status (1)
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103455521A (zh) * | 2012-06-04 | 2013-12-18 | 珠海格力电器股份有限公司 | 交流接触器的选型处理方法及*** |
| CN104820742A (zh) * | 2015-04-28 | 2015-08-05 | 王文谦 | 一种标准风机盘管制造生产图纸自动绘制的方法 |
| CN110598268A (zh) * | 2019-08-20 | 2019-12-20 | 珠海格力电器股份有限公司 | 换热器的设计方法、装置、存储介质及电子设备 |
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