空調(diào)箱表冷器性能仿真與結(jié)構(gòu)優(yōu)化

　　在空調(diào)箱中表冷器的性能不僅受到工況參數(shù)的影響,而且也隨結(jié)構(gòu)參數(shù)的改變而變化。本文建立了表冷器仿真的集中參數(shù)模型,并分別對(duì)相同工況下,不同結(jié)構(gòu)的表冷器的性能進(jìn)行了仿真分析,通過(guò)全冷量和水側(cè)阻力的對(duì)比,引入收益系數(shù)的概念。收益系數(shù)綜合考慮了全冷量和水側(cè)阻力,為表冷器的結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供了依據(jù)。

　　關(guān)鍵詞：空調(diào)箱;表冷器;性能仿真;結(jié)構(gòu)優(yōu)化

　　Abstract: The performance of fin-tube heat exchanger used by air handle unit is variable with not only condition parameters,but also structure parameters.Lumped parameter model is designed,and a performance analysis of fin-tube heat exchanger is carried on under the same condition and different structure parameters.By the comparison of the total cooling capacity as well as waterside resistance pressure,we put forward a conception,beneficial coefficient.Taking total cooling capacity and waterside resistance pressure together into consideration,beneficial coefficient provide the basis for the structure optimization for fin-tube heat exchanger.

　　Keywords: air handle unit;fin-tube heat exchanger;performance simulation;structure optimization

　　空調(diào)箱具有送風(fēng)、冷卻、加熱、加濕、空氣凈化、消音等多種空氣處理功能，風(fēng)量范圍2000～200000 m3 /h，并能滿足不同使用條件及各種安裝方式要求。設(shè)計(jì)一個(gè)復(fù)雜的組合式系統(tǒng)，如果僅僅憑借起初的手動(dòng)設(shè)計(jì)，不僅設(shè)計(jì)時(shí)間長(zhǎng)、精度低，更難形成設(shè)備選擇優(yōu)化等過(guò)程。所以，開發(fā)數(shù)字化平臺(tái)，完成空調(diào)箱各功能模塊的模型設(shè)計(jì)與仿真過(guò)程，將大大提高設(shè)計(jì)效率。表冷器作為空調(diào)箱中最核心的處理設(shè)備，其設(shè)計(jì)是否合理，直接關(guān)系到空氣處理過(guò)程能否達(dá)到要求。

　　傳統(tǒng)的表冷器設(shè)計(jì)即是在標(biāo)準(zhǔn)工況和額定負(fù)荷下，進(jìn)行翅片管的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，隨著節(jié)能環(huán)保的要求越來(lái)越高，這種傳統(tǒng)設(shè)計(jì)法的缺點(diǎn)和局限性日益顯著。本文根據(jù)空調(diào)箱大風(fēng)量、多排數(shù)的特點(diǎn)，建立基于集中參數(shù)法的表冷器仿真模型。該模型可以模擬預(yù)測(cè)表冷器在變結(jié)構(gòu)的性能變化，評(píng)估變負(fù)荷時(shí)表冷器在不同調(diào)節(jié)方式下的運(yùn)行狀態(tài);該模型的基礎(chǔ)上，對(duì)表冷器在不同結(jié)構(gòu)時(shí)的收益系數(shù)進(jìn)行對(duì)比與分析，從而為表冷器的結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供依據(jù)。其中引入收益系數(shù)法作為表冷器結(jié)優(yōu)化的依據(jù)，其優(yōu)點(diǎn)在于運(yùn)用熱力學(xué)第二定律分析法，綜合考慮表冷器的全冷量和阻力損失。

　　(1) 出于組合式空調(diào)機(jī)組數(shù)字化設(shè)計(jì)和仿真平臺(tái)的需要，建立了穩(wěn)定的表冷器集中參數(shù)模型，能夠快速、正確地模擬性能參數(shù)隨結(jié)構(gòu)變化的趨勢(shì);

　　(2) 基于熱力學(xué)第二定律，引入了表冷器的收益系數(shù); 調(diào)用表冷器的性能仿真模型，運(yùn)行一個(gè)實(shí)例，計(jì)算出不同結(jié)構(gòu)參數(shù)下的全冷量和阻力值;選出滿足額定冷量的幾個(gè)結(jié)構(gòu)參數(shù)組合，分別計(jì)算并比較其收益系數(shù);

　　(3) 分析了表冷器在采用不同結(jié)構(gòu)參數(shù)時(shí)，其性能表現(xiàn)出較大差別的原因; 從表冷器經(jīng)濟(jì)性的角度出發(fā)，將收益系數(shù)作為表冷器結(jié)構(gòu)優(yōu)化的準(zhǔn)則，為表冷器運(yùn)行調(diào)節(jié)的優(yōu)化提供了選擇依據(jù)。

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