变频离心式冷水机组在冷冻水变流量工况下仿真性能分析.docx
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1、变频离心式冷水机组在冷冻水变流量工况下仿真性能分析王童;郝学军【摘 要】通过建立变频离心式冷水机组的数学模型,并利用 simulink 软件对数学模型进展动态求解,从而实现对变频离心式冷水机组进展仿真.进而,通过仿真得出当回温度不变时冷水机组在不同相对流量下的性能参数,通过对这些参数分析得出当冷冻水相对流量减小时,机组的蒸发温度会相应的上升,机组的 COP、冷凝温度以及蒸发器的传热系数会相应的降低.%The mathematic model of frequency conversion centrifugal chiller is established,and the Simulink i
2、s used to dynamically solve it,in order to implement the emulation of frequency conversim centrifugal chiller.Thereby,through simulating of chiller the data of chiller running at different flow rate and constant return temperature are got.By analysing those data the result can be found that when flo
3、w rate of freezing water reduces,the evaporating temperature will rise,COP,condensating temperature of chiller and heat transfer coefficient of evaporate will reduce.【期刊名称】北京建筑工程学院学报【年(卷),期】2023(027)004【总页数】5 页(P37-41)【关键词】变流量;变频;离心式冷水机组【作 者】王童;郝学军【作者单位】北京建筑工程学院环境与能源工程学院,北京 100044;北京建筑工程学院环境与能源工程学院,
4、北京 100044【正文语种】中 文【中图分类】TU831随着国民经济的进展,现代化建筑有大型化、功能简单化、高层化的趋势,其中空调系统能耗越来越引起人们的重视 .对于传统的空调系统一次侧均承受定流量运行, 能耗较高.为了实现空调系统的进一步节能,人们越来越重视对于一次泵变流量系统的争论与应用.而且,随着工程技术的进展,一些冷水机组可以适应在冷冻水流量变化的工况下正常运行.这也使得一次泵变流量系统在实际工程中的应用与推广成为可能.本文通过仿真的方法分析了在局部负荷工况下变频离心式冷水机组的运行状况.文中所用到的仿真软件,是 matlab 中的 Simulink 软件包,它可以对用户建立的数学模
5、型进展动态求解进而实现对物理模型的动态仿真.用户只要将simulink 中的根本模块,依据数学模型的具体形式进展连接,计算机即可识别该数学模型,并用相应的数值方法进展求解.它省去了用户传统仿真工程中的编程操作,使用户可以将更多的精力用于模型的建立.另外,simulink 具有很强的计算力量,计算快速,操作简洁.用户可以用较少的操作即可实现对微分方程、方程组等的准确求解.11 变频离心式冷水机组数学模型的描述由于离心式冷水机组可以在负荷变化时,通过转变离心机转速的方式较小制冷量, 可以使压缩机始终在较高的水利效率下工作,是现在应用较多的调整方式.因此, 本文将针对变频离心式冷水机组进展仿真.1.
6、1 蒸发器数学模型离心式冷水机组蒸发器一般承受满液式蒸发器,由于一般的机组都配有相应的自控设备,依据负荷状况,调整机组制冷量以实现出水温度的稳定.为了简化模型,认为蒸发器出口水温恒定为 7.依据能量守恒可知,水侧得热量等于制冷剂侧的蒸发量.即式中 Tz1、Tz2冷冻水进、出口水温,; 蒸发器的散热量,w; C水的比热容,J/(kg); M水流量,kg/s; A蒸发器的有效换热面积,; K蒸发器的传热系数,W/(m2K).将式(1)进展整理可得:式中 Tz制冷剂蒸发温度,.另外,制冷剂侧的沸腾换热系数为2:式中 hbz制冷剂侧的沸腾换热系数; 热流密度,w/m2; p0蒸发压力,kPa; s管间
7、距,m;d0管外径,m.冷冻水侧对流换热系数承受下式进展计算3: 当 Re2 100 时(层流区)当 2 100Re104 时(过度流区)当 104Re 时(紊流区)式中 hi冷冻水侧的对流换热系数; i壁温校正系数;普朗特数;雷诺数; i冷冻水导热系数,W/(mK); di管道内径,m.冷冻水侧与制冷剂侧的传热系数可以承受下式进展计算2:式中 K制冷剂侧与水侧的传热系数; R oil油膜热阻,m2K/w;R fou污垢热阻,m2K/w; Rp管壁热阻,m2K/w; Ao管外外表积,m2; Ai管内外表积,m2; A管内外外表积的平均值,m2.1.2 变频离心式压缩机数学模型变频离心式压缩机,
8、在自控设备的掌握下可以依据冷水机组的冷负荷的变化调整压缩机转速.压缩机始终维持在较高的水利效率区内工作.压缩机的实际功率为:式中 W压缩机实际功率,w;h1压缩机进口气体焓值,J/kg; h2压缩机出口气体焓值,J/kg; M压缩机排气量,kg/s; 压缩机效率.压缩机实际能量头为4:式中 W”压缩机实际能量头,J/kg; u2压缩机出口处圆周速度,m/s; 压力系数.压缩机出口处的圆周速度为4:式中 n压缩机转速,r/min; d2叶轮直径,m;由于冷水机组的自控设备,可以依据实际冷负荷状况转变压缩机转速,压缩机在运行过程中的水利效率根本保持不变.另外,离心式压缩机的压力系数 约等于压缩机效
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