TRNSYS模拟中用到的各个模块的数学模型

本文格式为Word版，下载可任意编辑——TRNSYS模拟中用到的各个模块的数学模型热泵668数学模型

1、热泵性能

668的配备了两个控制信号：制热和制冷。假使用户把两个都设定为1，模型也不会产生警告。然而制热模型优先于制冷。假使信号都设定为ON，模型将进行制冷而忽略制热

2、热泵相关参数

COP无单位参数的制冷制热效率CapheatingKJ/hr在当前条件下的制热能力CapcoolingKJ/hr在当前条件下的制冷能力PheatingKJ/hr加热模型中加热功率PcoolingKJ/hr制冷模型中制冷功率QabsorbedKJ/hr加热模型中热泵吸收的热量QrejectedKJ/hr制冷模型中排放的热量Tsource，in℃进入源侧的流体温度Tsource，out℃源侧出口的流体温度Tload，out℃负荷侧出口的流体温度Tload，in℃负荷侧进口的流体温度Msource,kg/hr在源侧的流体的质量流量Cpsource，[kJ/kg.K]源侧流体的比热容Mload[kg/hr]负荷侧，流体的质量流量Cpload，[kJ/kg.K]负荷侧流体的比热容

3、加热信号下，热泵的数学模型

在加热信号下，假使热泵设置在on，则668型将调入带有输入量和负载流体

trnsys数据子程序。数据程序将执行加热运行文件并且传回机械加热量和耗功。热泵在加热工况下的cop值可由方程1给出：

COP?Capheating制热量.Pheating制热功率

下式给出了加热工况下流体从环境中吸取的热量

Qabsorbed制热工况下吸收的热量?Capheating供热量-Pheating制热工况功率环境侧与负荷侧流体出口温度的关系有下面两式给出：

..Tsource,out源侧输出温度?Tsource,in源侧输入温度?Qabsorbed加热工况下吸收的热量msource源侧质量流量Cpsource源侧流体比热Capheating制热量mload负荷侧质量流量Cpload负荷侧流体比热Tload,out负荷侧输出温度?Tload,in负荷侧输入温度?

在启动时，热泵在加热和制冷工况下运行大致一致，制冷工况下首先调用TRNSYS子程序（包括环境侧信息和流体信息），DATA程序开启，制冷性能数据文件（用户在输入文件中写入长整型数据）计算结果为热泵制冷量和耗功量。热泵制冷工况下的cop由下面方程式给出：

COP?环境侧流体吸入的热量由下式给出：

Capcooling制冷量.

Pcooling制冷功率Qrejected制冷工况释放的热量?Capcooling制冷量?Pcooling功率

...Tsource,out源侧输出温度?Tsource,in源侧输入温度?

Qrejected制冷工况释放的热量msource源侧质量流量Cpsource源侧流体比热..Tload,out负荷侧输出温度?Tload,in负荷侧输出温度?

Capcooling制冷量mload负荷侧质量流量Cpload负荷侧流体比热.

Type682数学模型

该模块在模型里的作用就相当于风机盘管的作用。

Tout?Tin?Q/mcp

水泵TYPE695的数学模型

TYPE695水泵模块是变速泵模块，控制信号输入模式，可以做这样的水泵模拟，就是其出口质量流量等于软件使用者自己制定的最大流量乘以它的一个在0和1之间变换的信号。通过确保泵的控制信号为0和1，而不是在0和1之间变动，那么TYPE695还可以用来模拟定速泵。像TRNSYS中的大多数泵与风机一样，TYPE695忽视了流体的进口质量流量，并设置了一个downstreamflow，水泵的功率性能曲线是依据用户指定的多项式计算的，水泵的开启和中止特性是不被模拟的。

-通过水泵的质量流量

-通过泵的最大（额定）质量流量-通过水泵的流体的比热-流体流过泵时上升的压力-水泵控制信号-水泵中流体的密度

-水泵电机的效率

-水泵的整体效率（电机效率*水泵效率）-水泵抽水的效率

-水泵功率曲线的多项式系数

-效率损失，该部分损失使得通过水泵的流体的温度升高，也使

得水泵周边空气的温度升高

-泵的额定功率

-水泵运行过程中的轴功率（不包括电机损失的功率）-由水泵电机转移到通过泵的流体中的能量-由水泵电机转移到泵的周边空气中的能量

-流出水泵的流体的温度-流进水泵的流体的温度

TYPE695以流体上升的压力、进口温度、进口质量流量、控制信号作为输入。假使水泵是处于关闭的状态，那么将控制信号设置为0，此时出口质量流量、功率性能曲线、转移到流体和环境中的能量都调到0。水泵在关闭状态下，离开水泵的流体大的温度调到水泵入口的温度。假使恰恰相反，水泵是开启的，即水泵的控制信号是大于0的，那么离开水泵的流体的质量流量调到水泵模拟列表中制定的当前水泵进口流量值与输入控制信号的乘积所得的值。如下面公式所示：

水泵运行中的效率则有下面公式给出：

上述公式进一步简化为：

要用TYPE695来模拟定速泵，用户只需要确保作为输入参数输入模型的控制信号值永远保持一致。模拟变速泵仅仅只需要使得控制信号值在0到1之间变化。

基于计算出的水泵的总体效率与用户指定的水泵的电机效率，水泵在运行过

程中的效率可以从下属关系式中来计算：

水泵的轴功率则有下面公式来计算：

从水泵电机转移到通过其流体中的能量可以用下面公式计算：

是泵效率，fmotorloss是介于0和1之间的值，它决定了水泵电机损失的效

率是否引起了通过水泵的流体温度的升高，是否引起了水泵周边空气温度的升高。通过使用

，用户可以指定水泵是否有一个内置电机，在这种状况

会有一个1

下，所有的余热会对通过泵的流体的温度产生影响，同时

的数值，或者泵的电机被封装在流体之外，以至于它的余热会对泵周边的空气产生影响，这时

会有一个0的数值（Throughuseofthefmotorlossfraction,

theusercanineffectspecifywhetherthepumphasaninlinemotor,inwhichcaseallwasteheatwouldimpacttheliquidstreamtemperatureandfmotorlosswouldhaveavalueof1,orwhetherthepumpmotorishousedoutsideoftheliquidstreamsuchthatit’swasteheatimpactstheambientandfmotorlosswouldhaveavalueof0.）

从水泵电机转移到其周边空气中的能量由下面公式计算：

离开泵的流体的温度可以由下式计算

TYPE695不能模拟水泵的开启和中止特性，一旦控制信号说明水泵应当开启，那么水泵也会随着信号数值的改变而相应改变泵速，泵的出口流量也会即刻与进口流量相匹配，对因输入参数改变而做出响应的时间常量要比用于流体循环模拟的典型时间