摘 要

作为一门实际应用广泛的基础学科，计算机系统仿真技术在最近的数年中因为计算机的发展已经得到了很大的进步，已成功的在各个领域和行业内得到了较为广泛的应用和实践，并且在这些行业的应用中计算机仿真技术已经成功的取得了巨大的社会效益和经济效益，毫无疑问，日益完善计算机系统仿真技术将会在科学研究的各个领域发挥出极其重要的作用。计算机系统仿真这门基础应用学科如果成功的作用于小型空调制冷系统就会构成制冷领域众多体系的一个重要的分支——制冷空调系统仿真技术，本文围绕这个问题主要作了以下几方面的工作:

1) 根据其他相关文献以及有关资料，本文借助“黑箱法”这一在不知道系统的内部结构而是利用将制冷剂输入压缩机内部，得到输出量的各种参数后，进行研究分析，成功的构建了一整套完整的压缩机的热力参数模型。

2) 本文在查阅各种最新文献和资料后，结合国内外制冷空调系统仿真技术最新的研究成果,熟练地运用能量方程,质量,动量,并运用毛细管的稳定分布的参数,成功的设计完成了计算机仿真程序,然后计算,研究和分析并成功地构建了毛细管仿真模型，为进一步研究打下基础。

3) 本文在查阅各种最新的相关文献和资料后通过研究空调器四个主要部件之一的冷凝器中的各个零部件的稳态分布法热力学参数模型后，成功的设计了关于小型空调制冷系统中的冷凝器的简化物理模型中过冷区、两相区和过热区这三个相区的准确直观的分段仿真模型。

4) 本文在查阅了各种最新的相关文献和资料后利用小型制冷空调器中蒸发器的稳态分布参数法热力参数模型，并且通过小型制冷空调器四个主要部件之一的冷凝器的相关特性特点与蒸发器的相关特性之间进行对比研究后发现的差异，并且充分的考虑制冷空调器中关键组成部分制冷剂侧存在着一些对研究结果精度不利的影响如加速压降和摩阻压降对相关模型的影响，设计了多重迭代算法。

5) 在以上前提下，介绍了制冷剂充注量,有助于四个部分串联起来形成制冷系统仿真系统模型，并讨论仿真软件的基本开发方法。

采用制冷空调系统仿真技术，节省了制作物理模型和进行更深一步科学研究的步骤，不仅节省可观的金钱,而且缩短设计周期，可以使产品更具竞争力，所以在这个充斥着越来越多的竞争时代这是非常必要的。除此之外,计算机空调制冷仿真技术这门基础学科还可以广泛的应用于各种小型空调采取一些特定的设计方案以后的情况，可以为进一步的修正和研究直到空调机的成型制定方向。关键词：空调，制冷，模型，仿真

ABSTRACT

As an application foundational science, System Simulation has gotten great development in recent years, which has been applied widely in various fields. The widely use of System Simulation has created a great deal of value to the economy and society. System Simulation will play an important role in science research as a means of discovering, analyzing and resolving problems. A branch of the refrigeration field comes into being after System Simulation is applied in the refrigeration system -----the refrigeration system simulation.

The major academic achievements:

1. The thermal parameters model of compressor has been built up through “dark-box” in accordance with relative information.
2. According to the latest development of researches in home and overseas the simulation programs have been designed to calculate, study and analyze and the capillary's model has been successfully constructed with the help of equations of energy, mass，momentum, referred to the steady distributed parameters for the capillary.

The segment simulation model of subcooling, two-phase and overheated region has been designed under the condition of doing some assumptions on condenser's heat exchange model through the steady distributed parameters for condenser. The multi-iterative arithmetic has been designed through the steady distributed parameters for condenser with the difference between condenser and evporator and the influence of accelerated press drop and friction resistance press drop on the mode Base upon，the refrigerant measurement has been introduced, and the four parts will be installed in series with the help of it. Moreover, The basic developing methods of simulations software are simply discussed. The steps, making samples to do the test, can be cancelled when the refrigeration system simulation being adopted in the design of air-conditionings, which will, not only save considerable money, but also shorten the design period. Those advantages brought by the refrigeration system simulation technology can make products more competitive. So it is very necessary for corresponding companies to develop and use refrigeration system simulation technology in a time filled with more and more competition. In addition, it will easily get the performance of air-condition imposed certain control means on through using refrigeration system simulation technology, which can help to choose or modify the control means.

Keywords: air-condition, refrigeration, model, simulation

目 录

摘..要 I

ABSTRACT II

第1章 绪 论 1

1.1 引言 1

1.2 系统仿真技术概述 1

1.3 小型制冷空调系统的仿真技术的现状 2

1.4 本文的主要任务 3

第2章 小型空调制冷系统的仿真的基本分析 5

2.1 制冷系统的各部件的组成及工作过程分析 5

2.2 模型的建立与输入输出参数的分析 5

2.3 空调制冷系统仿真过程中的焦点问题 6

第3章 压缩机模型 7

3.1 制冷系统压缩机简介 7

3.2 引言 7

3.3 热力学参数模型 8

3.4 仿真算法 11

第4章 冷凝器模型 12

4.1 制冷系统冷凝器简介 12

4.2 引言 12

4.3 热力学参数模型 13

4.3.1 制冷剂充注量计算 16

4.3.2 结构参数设计 17

4.4 仿真算法 18

第5章 毛细管模型 19

5.1 制冷系统毛细管简介 19

5.2 引言 19

5.3 热力学参数模型 19

5.4 仿真算法 22

第6章 蒸发器模型 24

6.1 制冷系统蒸发器简介 24

6.2 引言 24

6.3 热力学参数模型 25

6.4 仿真算法 27

第7章 制冷剂的充注量及空泡系数模型 28

7.1 制冷剂充注量模型 28

7.2 制冷剂空泡系数模型 29

第8章 小型空调制冷系统模型 30

8.1 各部件模型修正 30

8.1.1 蒸发器模型修正 30

8.1.2 压缩机模型修正 31

8.2 制冷系统仿真算法 32

8.3 小型空调制冷系统仿真软件发展的设想 35

第9章 结束语 36

9.1全文工作总结 36

9.2 进一步工作 36

参考文献 37

致谢 38

第1章 绪 论

1.1 引言

在如今这个追求个人生活质量和品质的年代，夏天的炎热和冬天的寒冷以及各种新鲜食材的保存问题毫无疑问成为人们关注的焦点。随着全球经济的高速发展，以前昂贵的制冷空调系统已经越来越小型化，大量的小型空调器诞生并迅速地流行于各个国家，小型空调制冷系统的耗能也开始逐渐占据全球耗能系统的前列。我国在此领域的发展步伐并没有被发达国家拉开，小型空调器的生产规模如今已经领先全球，人们熟知的格力、海尔等品牌的小型家庭空调器热销全球，出口世界各地，因此，小型空调器作为一个高经济价值的产品理所当然的成为各机构研究开发的重点对象，小型空调制冷系统性能研究的重要性日益展现出来。

小型空调制冷性能研究的发展由来已久，早在20世纪50年代便开始涉足这一领域，传统的研究方法是通过定下空调器的性能指标然后制造大量的样机进行对空调器的设计，这样的方法费时费力，耗费资金多并且精度低效率低，随着研究的进一步展开和计算机技术的迅速发展，制冷系统仿真技术应运而生，通过数学建模、仿真程序的构建再利用计算机对小型空调制冷系统系统性能研究的制冷系统仿真技术应运而生。

1.2 系统仿真技术概述

仿真这一概念其实就是用一个能够代表所研究某些对象的一个物理或者数学模型去完成的某种试验，这一概念以前常常称为模拟。