空调箱数字化设计系统的扩展开发

摘要

组合式空调是由多种功能段组装而成的不带冷、热源的空气处理设备,拥有送风、冷却、加热、加湿、净化等空气处理功能。传统空调箱开发遵循“设计-制造-实验-改进设计-制造-实验”的过程,这种方法成本高、设计时间长、效率低,难以对机组进行优化选型。所以,利用计算机仿真技术取代复杂的实验,开发可以自由组合功能段体的空调箱数字化设计软件,将大大降低成本、提高设计效率。我们课题组在谷波教授的带领下,与江苏风神集团合作,开发了一套组合式空调数字化设计系统。
　　本文根据风神集团的需要针对已开发的空调箱数字化设计系统,主要从功能模型和软件技术两大方面进行了扩展开发,进一步地完善了原有的空调箱数字化设计系统,使得系统的功能更强大,能够更好地应用于组合式空调产品的实际开发和设计。
　　功能模型方面:
　　其一,开发了空调箱热回收模块,热回收段包括盘管式(也叫液体循环式)热回收、转轮热回收和板式热回收。盘管式热回收为两组翅片管换热器耦合系统,基于集中参数法对其建立仿真计算模型;对转轮热回收的传热传质数学模型进行了详细的理论分析,并依据最小二乘法拟合转轮的回收效率曲线数据,建立适用于工程应用的快速计算模型,该模型能够较好的模拟转轮性能。
　　其二,扩展和优化了表冷器模块,在三种设计条件下增加了表冷器设计计算模块,对表冷器进行设计以满足不同场合的需求;仿真计算方面,在已知水流量、已知出水温度、已知换热量三种平衡条件下,采用分布参数模型优化了表冷器原有的仿真计算模型;然后,用合作企业提供的实验数据对表冷器仿真结果进行了验证,结果表明模型优化前后与实验数据在变化趋势上都是一致的,且模型优化后与实验结果更加吻合。
　　其三,修正了蒸汽加热模块,管内蒸汽侧按重量控制、过渡区及剪力控制分段选取关联式,并用基于能量守恒、动量守恒和传热方程的基础上建立翅片管换热器数学物理模型替换了蒸汽盘管的仿真计算模型。
　　软件技术方面:
　　开发了组合式空调双层机组的数字化设计平台,可以进行双层机组的配置;将转轮热回收、板式热回收、盘管热回收功能模块配置进了系统;扩展后的焓湿图可以自动绘制以及编辑机组中湿空气处理过程曲线,同时可以进行单点或多点湿空气物性计算;完善了英文版本软件,使软件界面操作、输出技术清单等实现了全英文;扩展了平台项目机组导入导出功能,可以导入导出机组中各功能段详细的选型设计信息,方便相关设计人员交流;同时,扩展了空调箱双层机组的分段、自动绘制CAD工程图等功能。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

符号表

第一章 绪论

1.1课题的背景意义

1.2研究现状和文献综述

1.3本文主要工作

第二章 空调箱各功能段建模理论基础

2.1物性计算模型

2.2空气侧模型基础

2.3水侧模型基础

2.4蒸汽侧模型基础

2.5翅片管换热器数学模型

2.6本章小结

第三章 开发空调箱热回收模块

3.1热回收理论基础

3.2转轮热回收

3.3盘管热回收

3.4本章小结

第四章 扩展并优化空调箱表冷器模块

4.1扩展表冷器设计计算模块

4.2优化表冷器仿真计算模型

4.3表冷器仿真结果实验验证

4.4本章小结

第五章 开发空调箱双层机组数字化设计平台

5.1空调箱平台主体框架

5.2全局管理主体

5.3机组设计主体

5.4输出功能

5.5本章小结

第六章 结论与展望

6.1结论

6.2研究展望

参 考 文 献

致谢

攻读硕士期间期间已发表或录用的论文