Simulink环境下的风机盘管仿真实验研究-安徽暖通空

1、.PAGE ：.；PAGE 8Simulink环境下的风机盘管仿真实验研讨李晓琪 沈致和合肥工业大学，安徽 合肥 230009；合肥工业大学，安徽 合肥 230009作者简介：李晓琪1985-，男，合肥工业大学硕士研讨生，安徽合肥工业大学南区661信箱。：230009 联络：55185260，：lixiaoqi1985126摘要Matlab/Simulink动态建模拟真环境是空调系统模拟一种重要辅助手段，本文运用Simulink建立了某型号风机盘管特性仿真模型，模拟仿真数据与实践样本根本吻合，证明运用Simulink进展风机盘管特性实验的可行性。Simulink仿真实验环境可以作为风机盘管构造

2、参数实验的一种可靠的计算机模拟途径，可以为风机盘管的设计与研讨提供有效协助 ，节省人力、物力与实验周期，且实验结果根本可靠。关键词：Matlab/Simulink 风机盘管 仿真AbstractMatlab / Simulink modeling and simulation environment is an important supplementary means of air-conditioning system simulation ，this paper established a fan-coil Simulink simulation model, simulation re

3、sults of the basic agreement with the actual samples，to demonstrate the feasibility of Simulink application in experiment of fan-coil characteristics。Simulink simulation environment can be used as a reliable means of computer simulation in experiment of fan-coil structure ，and can provide effective

4、help in Fan-coil design and research，savings in manpower, material and experimental cycle, and reliable experimental results。Key words：Matlab/Simulink fan-coil unit simulation1.MATLAB/Simulink简介MATLAB是目前世界上运用最广泛的科学计算软件, 它提供了强大的数值运算和符号运算功能, 并提供了面向用户的可视化操作功能,而其最吸援用户的功能是它的动态仿真集成环境Simulink。 Simulink 在MA

5、TLAB 强大的数值计算功能根底上, 提供了一个建立模型方块图的图形用户接口GUI，Simulink中包含许多不同功能的模块库，如Sources输入源模块库、Sink输出模块库、Math Operations数学模块库及各种组件模块库等，用户也可以自定义和创建本人的模块。Simulink具有顺应面广、构造和流程明晰及仿真精细、贴近实践、效率高、灵敏等优点，近些年来，已被院校和工程领域中的宽广师生与研讨人员广泛运用于系统建模与动态仿真。2. 风机盘管模型2.1 风机盘管传热原理传热过程是一个复杂过程，不同环境下有不同的传热原理。热传送过程通常分为几种根本方式，即热传导、热对流及热辐射，现实情况下

6、的热传送过程往往是这几种根本传热方式的组合叠加。风机盘管表冷器的热传送是一个复杂的换热过程：冷热流体分别在盘管内、外流过，热量经过对流换热和热辐射的方式从热流体传送给管壁，经过壁面导热，再以对流换热和热辐射的方式传送给冷流体，从而实现盘管内冷热水与盘管外的空气的热量交换。2.2 风机盘管数学模型本文中采用综合风机盘管水侧和风侧最小换热计量法的简化模型，3 (1)其中 Qw-a风机盘管换热量 简化的风机盘管叉流换热器效率；=1-exp(1/)(NTU)0.22exp-(NTU)0.78-1 (2)其中 热熔比，= Cmin /Cmax ；Cmin=minCw ，Ca，Cmax=maxCw ，Ca

7、，W/K ； (3)Cw ，Ca流经风机盘管的冷冻水和空气热容，W/K,Cw=Mwcpw；Ca=Macpe ；NTU传热单元数，NTU=KAe /Cmin ； (4)KAe风机盘管有效热导， ； (5)其中 空气比热, J/(kgK) ； KA总热导，为了简化模型，本文中将风机盘管传热系数与传热面积的乘积定为总热导；风机盘管的散热面积 ，m2 (6)迎风面积,m2 (7) n管排数，有效宽度m，L有效长度m，m外表管根数；风机盘管换热器的传热系数: 4 (8)其中 va，vw流经换热器的空气流速和冷冻水流速m/s；M, N, m，p，n均是可以经过实验测得的系数；空气有效比热, J/(kgK)

8、， (9)其中hin回风空气的焓值,J/kg； hout送风空气的焓值,J/kg； Tain回风温度,K； Taout送风温度,K；对于规范大气压下，空气温度在3-30之间时，空气焓值h=9362.5+1786.1t+11.35t2+0.98855t3 ，J/kg； (10)对于根据能量守恒原理有：； (11) (12)3. SIMULINK仿真模型验证3.1根据上述数学模型建立SIMULINK仿真模型如下：图3.1仿真模型3.2仿真模拟实例分析根据某空调设备厂家的风机盘管，其设定条件为，进风温度为：干球温度27/湿球温度19.5相对湿度55%。3.2.1风量变化对制冷量的影响设定高、中、低三

9、种风速，对风机盘控制冷量进展模拟，其模拟结果见下表： 表一 风机盘管技术性能模拟比较 三排管水量L/h 302转速高中低模拟冷量W182616051285样本冷量W188816611321偏向%3.284 3.3712.725图3.2变风速冷量比较3.2.2不同供水温度下的风机盘控制冷量对于进风温度为：干球温度27/湿球温度19.5相对湿度55%FC-200/FC-34风机盘管冷量技术性能见下表：表二 固定冷冻水量下，不同供水温度下的制冷量水量350L/h供水温度56789模拟冷量W20391947185417611669样本冷量W22992160197918431707偏向%11.30939

10、.86116.31634.44932.2261图3.3变供水温度冷量比较3.2.3冷冻水量对制冷量的影响变冷冻水量模拟分析：冷冻水量l/h150250350450模拟冷量W1617178418541924样本冷量W1412175519792160偏向%14.5181.6526.31610.92图3.4变水量冷量比较经过对该风机盘管样本的仿真模拟结果进展比较分析，可见仿真结果与实践样本参数误差在15%以内，呵斥误差的缘由能够是由于模型中的一些参数采用了简化模型，设定不够准确，在一定程度上影响了仿真精度，但仿真过程与结果根本到达预期效果，实践运用中可以运用更准确的构造实验数据使得模型中的一些参数更

11、加准确，进一步提高仿真结果的准确性。4基于风机盘管的构造参数的仿真实验环境建立4.1 风机盘管构造参数及其仿真实验模型4.1.1 风机盘管根本构造参数风机盘管根本构造参数有固定参数和自在参数两部分，其中固定参数在盘管型号确定后就已确定，而自在参数可根据用户需求进展选择。固定参数固定参数包括盘管内径、盘管外径、翅片厚度、翅片片距、盘管排间距、盘管管间距。自在参数有外表管根数、管排数、有效长度、进出水管直径、进出水管中心距、法兰高度。4.1.2 风机盘管构造参数及其相互关系散热面积，单位m2，迎风面积，单位m，式中:21.88表示每排管，单位面积上的散热面积是21.88 m2；n管排数；L风机盘管

12、的有效长度，单位m；B= 40m，单位m,B表示风机盘管换热器的有效宽度，40是片高基数，m是外表管根数；单管内截面积，单位m2，通水面积，单位m2，dm风机盘管换热器水管内径，单位m；某厂三排管综合传热系数4此处只思索干工况va，vw流经换热器的空气流速和冷冻水流速，单位m/s；4.2 建立simulink仿真实验环境：图4.1风机盘管仿真实验模型4.2 管内冷剂侧换热系数实验模型，；管内侧冷剂换热系数，；流体导热系数；流体物性参数，；管内径m；流体流速m/s；热分散率；建立simulink仿真模型如下图4.2：图4.2冷剂侧换热系数实验模型4.3 管外侧空气侧换热系数实验模型， ；式中：L

13、沿气流方向翅片长度，单位m；Re雷诺数；deq风机盘管定型尺寸，单位m；，垂直于气流方向的管中心距(m)，翅片节距(m)，翅片厚度(m)，管道外径m；系数，；其中，建立模型如下图4.3：图4.3空气侧换热系数实验模型5. 结论1在Simulink仿真环境中进展了某型号风机盘管的仿真模拟，得到的仿真结果与预期效果根本一致，从而验证了在simulink环境下进展风机盘管仿真实验的可行性。2经过建立Simulink仿真实验环境，可以对不同构造参数的风机盘管进展性能模拟，分析各构造参数对其特性的影响情况。不过风机盘管动态仿真需求建立在明确的构造参数及其相互关系的根底上，只需获得准确的相关参数，仿真的精度才干得到保证，因此要经过实验尽能够的获得准确的构造参数。3风机盘管设计研讨需求经过大量实验检测来获得风机盘管的实践性能特性，在Simulink环境下建立风机盘管的计算机仿真实验模型可以有效的节省设计过程中耗费的人力，物力，并能缩短实验所需求的时间，是值得研讨人员采用的一种方便、可靠的辅助实验手段。参考文献：1 姚晔，连之伟,周湘江.风机盘管换热器动态