[發明專利]空調熱換器的仿真方法

有效

• 申請號: 201510909002.7
• 申請日: 2015-12-10
• 公開（公告）號: CN105512402B
• 公開（公告）日: 2018-11-30
• 發明（設計）人: 冷少華;李越峰;高向軍;邱名友;楊濤;蔣浩
• 申請（專利權）人: 四川長虹空調有限公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 成都虹橋專利事務所(普通合伙) 51124
• 代理人: 吳中偉

本發明涉及空調熱換器性能分析技術，其公開了一種空調熱換器的仿真方法，解決傳統技術仿真分析不能對多支路換熱器進行仿真、需要大量實驗測試數據作為依據、成本高的問題。該方法包括：a.仿真計算開縫翅片隨不同進風速度變化的換熱系數，形成換熱系數函數H_fin＝h(v_air)；b.仿真內螺紋銅管隨著冷媒質量流量和冷媒氣液比變化的換熱系數和壓降，形成換熱系數函數H_pipe＝h(Mass_R，MF_R)和壓降函數△P_pipe＝p(Mass_R，MF_R)；c.將上述的翅片換熱系數函數H_fin、內螺紋銅管的換熱系數函數H_pipe和壓降函數△P_pipe，作為整體換熱器的熱邊界條件，并給定相應初始條件，根據相應公式結合軟件二次開發代碼進行迭代計算,反復迭代最后達到收斂條件。

技術領域

本發明涉及空調熱換器性能分析技術，具體涉及針對空調熱換器的仿真方法。

背景技術

目前，對于管翅式空調換熱器換熱性能的仿真分析主要有如下幾種方式：一是單純的CFD仿真計算方法；二是運用經驗關聯式的數值模擬方法；三是結合前兩者，加上軟件開發形成的商業模擬軟件。下面對這三種方式做簡單介紹：

(1)CFD仿真分析方法。應用已有的商業CFD仿真分析軟件，如ANSYS Fluent等，對管翅型空調換熱器進行仿真計算，對于開縫翅片和內螺紋銅管的換熱屬性會有一些簡化處理，如先計算開縫翅片的換熱性能再將其轉化到平翅片模型中，對于內螺紋銅管部分的邊界條件處理是將管壁設置成恒溫，或結合理論計算分析結果設置成對流換熱系數。然后進行管內一維流動和管垂直方向上的二維換熱形式的仿真計算，這種方法得出的結果可以對不同的管翅形式組合的換熱器進行性能總體評價，但不能對多支路換熱器進行仿真，也看不到換熱器管路內部的工質分布情況。

(2)運用經驗關聯式的數值模擬方法。結合換熱原理公式和實驗測試結果形成一些換熱經驗關聯式，使用者可以直接輸入一些換熱邊界條件而得到換熱器的相關換熱屬性，如換熱量、換熱系數沿管程的分布等。這種方法也只能對管內一維流動做數值計算，不能對多支路換熱器進行計算，另外對于不同的邊界條件關聯式中的經驗系數要不斷修正，需要大量的實驗測試數據作為依據。

(3)商業模擬軟件。結合前兩者和軟件開發而形成。商業軟件背后一般需要具有一定規模的研發團隊作為支撐。目前商業軟件可以實現換熱器內部工質的分布情況展示和換熱器的優化。但由于目前換熱器的形式多樣，其中的關聯式和軟件開發也需要逐步更新和升級。空調產品公司在購買軟件后也需要每年提交維護費用，軟件售賣和維護金額一般是比較高昂的。對于不具規模的小公司來說要承擔這部分費用是很有壓力的，所以這種商業軟件一般是高校、事業單位或大公司才有實力購買。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：提出一種空調熱換器的仿真方法，解決傳統技術仿真分析不能對多支路換熱器進行仿真、需要大量實驗測試數據作為依據、成本高的問題。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案是，空調熱換器的仿真方法，應用于對冷凝工況下平直型多支路的管翅式空調換熱器的性能仿真分析，包括以下步驟：

a.仿真計算開縫翅片隨不同進風速度變化的換熱系數，形成換熱系數函數H_fin＝h(v_air)；

b.仿真內螺紋銅管隨著冷媒質量流量和冷媒氣液比變化的換熱系數和壓降，形成換熱系數函數H_pipe＝h(Mass_R，MF_R)和壓降函數△P_pipe＝p(Mass_R，MF_R)；