換熱器動(dòng)態(tài)模型
蒸氣壓縮式制冷循環(huán)
翅片管換熱器
空調(diào)的室內(nèi)機(jī)
平翅片管
波紋翅片管
非空氣冷卻的換熱器
系統(tǒng)動(dòng)態(tài)仿真用換熱器模型分類
1) 單結(jié)點(diǎn)模型，或稱集中參數(shù)模型、水箱模型: 簡單，精度差。
2) 多結(jié)點(diǎn)模型，又稱全分布參數(shù)模型：理論上精度高，實(shí)現(xiàn)上困難。
3) 改進(jìn)的分塊集中模型：一種折中。
換熱器的分布參數(shù)
單結(jié)點(diǎn)模型
多結(jié)點(diǎn)模型
分塊集中
從系統(tǒng)仿真角度要求換熱器模型
分析換熱器在整個(gè)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)工作過程的工作機(jī)理
確定與其它部件相互之間的參數(shù)耦合關(guān)系
冰箱動(dòng)態(tài)特性-1
蒸發(fā)溫度
冷凝溫度
冷凍室箱溫
冷藏室箱溫
冰箱動(dòng)態(tài)特性-2
蒸發(fā)壓力
冷凝壓力
毛細(xì)管流量
壓縮機(jī)流量
冰箱動(dòng)態(tài)特性-3
壓縮機(jī)功率
舉例分析：蒸發(fā)器
1）蒸發(fā)器與系統(tǒng)：蒸發(fā)壓力發(fā)生變化，從而造成蒸發(fā)溫度與外界溫度的差別, 因而有制冷量產(chǎn)生。
2）蒸發(fā)器壓力變化的原因：進(jìn)出蒸發(fā)器的制冷劑流量的不等
3）與其他部件的參數(shù)耦合關(guān)系：如果在所建立的模型中, 取蒸發(fā)壓力為定值, 則這樣的模型當(dāng)然是不能用于系統(tǒng)動(dòng)態(tài)仿真。對于動(dòng)態(tài)換熱器模型, 一
般來講取進(jìn)出口制冷劑流量為已知值, 進(jìn)口的焓值也作為輸入?yún)?shù), 而其主要的輸出參數(shù)之一則是制冷劑的壓力變化。
水箱模型(Stirred tank model)
適用情況
若側(cè)重于用比較簡單的方法求得換熱器的動(dòng)態(tài)特性，
而分布參數(shù)特性研究并不重要的情況下，可采用水箱模型。
工作機(jī)理
把蒸發(fā)器抽象成一個(gè)水箱，一端流進(jìn)制冷劑，另一端流出制冷劑，邊界同其它介質(zhì)進(jìn)行熱交換。壓力的沿
程變化忽略不計(jì)，其值基本上由里面制冷劑氣體量決定。
Superheated refrigerant
vapor outlet
Refrigerant
fluid level
Water
pipe
Two-phase
refrigerant fluid inlet
Fig.6-1 Schematic of flooded evaporator
水箱模型
min
mout
(ml,n+mg,in)
(mlout+mg,out)
Mg
Ml
dM l
q
? ml ,in ? mlg ? ml ,out
dM g
? m g ,in ? mlg ? mg ,out
dt
dt
q＝r×m lg
已知條件：1) 前一時(shí)刻的狀態(tài); 2) 進(jìn)出口參數(shù)3個(gè): 進(jìn)出口流量與進(jìn)口焓值; 3) 環(huán)境參數(shù)
求解過程 假定制冷劑壓力 p
根據(jù) p 確定進(jìn)口
根據(jù)出口狀態(tài)關(guān)系，
根據(jù) p 確定蒸發(fā)溫度，
干度 xin,并結(jié)合 min
假定 p ，及 mout
計(jì)算換熱量 q
確定 ml,in 和 mg,in
確定 ml,out 和 mg,out
計(jì)算氣化率 mlg
求出換熱器內(nèi)的液體質(zhì)
量和氣體質(zhì)量 Ml, Mg
按液體及氣體質(zhì)量，求出換
熱器內(nèi)的飽和氣體比容，并
求相對應(yīng)的飽和壓力 P1
N
重新假定壓力 |p-p1|〈?
Y
計(jì)算結(jié)束
dMdtl ? ml ,in ? mlg ? ml ,out
dMdt g ? m g ,in ? mlg ? mg ,out
q＝r×m lg
必須的假設(shè)
1. 1) 假定出口全飽和氣體。
原因：在計(jì)算框圖中, 假定壓力后并不能直接根
據(jù)出口流量確定出口的液體流量與氣體流量,因此需要有假定。
方法：*簡單的假定為出口全為飽和氣體。
適合范圍：這對于滿液式換熱器是合適的。
主要問題：不適用于干式換熱器。
必須的假設(shè)
假定干度線性分布。原因：
要根據(jù)出口流量確定出口的液體流量與氣體流量, 必
須知道出口干度;
集中參數(shù)模型只能得到平均干度;
當(dāng)進(jìn)口干度已知的時(shí)候，如果需要根據(jù)平均干度求出口干度, 必須知道干度分布, 而集中參數(shù)模型本身沒法計(jì)算參數(shù)的分布問題, 因此只有通過假定。通常假定干度線性分布。
主要問題：對于換熱器各部分差別比較大時(shí), 比如冷藏冷凍箱的蒸發(fā)器, 其在冷凍蒸發(fā)器部分與冷藏部
分就有較大差異，此時(shí)會帶來明顯的誤差。
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