[發(fā)明專(zhuān)利]貫流風(fēng)道空調(diào)掛機(jī)風(fēng)量與房間溫度場(chǎng)均勻性仿真評(píng)估方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011367711.4
• 申請(qǐng)日: 2020-11-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112464408B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-03-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 邱名友;李志巍;冷少華
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 四川長(zhǎng)虹空調(diào)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G06F30/17
• 分類(lèi)號(hào): G06F30/17;G06F30/28
• 代理公司: 成都虹橋?qū)＠聞?wù)所(普通合伙) 51124
• 代理人: 陳立志

本發(fā)明涉及空調(diào)領(lǐng)域，公開(kāi)了一種貫流風(fēng)道空調(diào)掛機(jī)風(fēng)量與房間溫度場(chǎng)均勻性仿真評(píng)估方法，用以對(duì)貫流風(fēng)道空調(diào)掛機(jī)風(fēng)量與房間溫度場(chǎng)均勻性的快速仿真評(píng)估。本發(fā)明通過(guò)對(duì)大量貫流風(fēng)道空調(diào)掛機(jī)不同出風(fēng)狀態(tài)下二維流場(chǎng)與對(duì)應(yīng)狀態(tài)的房間溫度場(chǎng)的仿真數(shù)據(jù)進(jìn)行參數(shù)敏感性分析，獲得影響房間溫度場(chǎng)分布的二維流動(dòng)特征，將代表此二維流動(dòng)特征的流場(chǎng)變量與房間內(nèi)不同空間位置的溫度數(shù)值進(jìn)行數(shù)學(xué)建模，得到流場(chǎng)?溫度場(chǎng)模型，利用流場(chǎng)?溫度場(chǎng)模型對(duì)風(fēng)道幾何參數(shù)采用優(yōu)化算法進(jìn)行自動(dòng)尋優(yōu)設(shè)計(jì)以獲取最優(yōu)風(fēng)道參數(shù)。本發(fā)明適用于空調(diào)設(shè)計(jì)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及空調(diào)領(lǐng)域，特別涉及貫流風(fēng)道空調(diào)掛機(jī)風(fēng)量與房間溫度場(chǎng)均勻性仿真評(píng)估方法。

背景技術(shù)

當(dāng)前的家用空調(diào)以吹冷熱風(fēng)的方式調(diào)節(jié)房間溫度，夏天吹冷風(fēng)，冬天吹熱風(fēng)，由于冷空氣密度大，夏天制冷時(shí)，空調(diào)吹出的冷風(fēng)下沉，容易聚集于地面附近，導(dǎo)致頭部和上身部位感覺(jué)較熱，而足部較涼，相反，冬天制熱時(shí)，空調(diào)吹出的熱空氣上浮，容易飄到房間上方，導(dǎo)致足部及下肢部位感覺(jué)較冷，這種現(xiàn)象在保溫效果差、門(mén)窗密閉性不好的房間尤其明顯，實(shí)驗(yàn)證明空調(diào)掛機(jī)冬天制熱時(shí)房間上下部溫差最大可達(dá)10℃以上，相當(dāng)于空調(diào)檢測(cè)溫度已達(dá)24℃時(shí)足部溫度可能低于12℃。

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，用戶(hù)對(duì)空調(diào)的舒適性要求越來(lái)越高，活動(dòng)范圍內(nèi)的房間上下部溫差(以下簡(jiǎn)稱(chēng)房間溫度場(chǎng)均勻性)成為用戶(hù)評(píng)價(jià)空調(diào)舒適性指標(biāo)之一。傳統(tǒng)家用空調(diào)改善房間溫度場(chǎng)均勻性的主要措施是制冷向房間上部遠(yuǎn)距離送風(fēng)、制熱向房間下部遠(yuǎn)距離送風(fēng)，但考慮到空調(diào)噪聲、外觀(guān)等要求，空調(diào)送風(fēng)受到很大限制，因此設(shè)計(jì)合適的出風(fēng)方案成為空調(diào)室內(nèi)機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)重點(diǎn)工作之一。

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否滿(mǎn)足房間溫度均勻性評(píng)估通常有兩種方法，一種方法是手板試驗(yàn)，但該方法成本高、周期長(zhǎng)，舉個(gè)例子，一個(gè)派生產(chǎn)品做兩個(gè)技術(shù)方案，每個(gè)技術(shù)方案制冷做2個(gè)擺葉角度、制熱做4個(gè)擺葉角度，按每個(gè)方案12個(gè)小時(shí)、每個(gè)小時(shí)650元的成本計(jì)算，則一個(gè)派生機(jī)的試驗(yàn)費(fèi)用為9.36萬(wàn)元，考慮做手板和試驗(yàn)時(shí)間，所有工作串行開(kāi)展，預(yù)計(jì)評(píng)估周期一個(gè)月；另一種方法是做仿真評(píng)估，當(dāng)前貫流風(fēng)道空調(diào)掛機(jī)風(fēng)量和房間溫度場(chǎng)均勻性評(píng)估通用流程如下圖1，按照這個(gè)流程，即使每個(gè)方案制冷和制熱各做5個(gè)擺葉角度，加上最大風(fēng)量5個(gè)擺葉角度，仿真評(píng)估周期預(yù)計(jì)12天(其中二維模型處理、工作站計(jì)算及數(shù)據(jù)整理2天，三維模型處理及服務(wù)器計(jì)算預(yù)計(jì)10天)，與手板試驗(yàn)相比，仿真評(píng)估費(fèi)用可以忽略不計(jì)，因此主流空調(diào)企業(yè)基本采用第二種方案。

為了提升研發(fā)效率，格力開(kāi)發(fā)了空調(diào)熱舒適仿真平臺(tái)(見(jiàn)《空調(diào)熱舒適仿真平臺(tái)設(shè)計(jì)及開(kāi)發(fā)》論文)，流程見(jiàn)圖2，通過(guò)采用腳本化的軟件編程和保留關(guān)鍵參數(shù)可調(diào)的方式對(duì)幾何處理，網(wǎng)格劃分及流場(chǎng)求解器等軟件進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)三種軟件集成封裝和仿真流程自動(dòng)化，使人工參與的工作量大幅減少。該仿真平臺(tái)能評(píng)估任何技術(shù)方案的房間溫度場(chǎng)穩(wěn)態(tài)均勻性和瞬態(tài)變化過(guò)程，但沒(méi)有評(píng)估最大風(fēng)量、沒(méi)有減少服務(wù)器計(jì)算任務(wù)及時(shí)間、沒(méi)有實(shí)現(xiàn)出風(fēng)擺葉角度自動(dòng)尋優(yōu)，是一個(gè)單純的房間溫度場(chǎng)均勻性仿真平臺(tái)，對(duì)縮短研發(fā)周期作用不大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是：提出一種貫流風(fēng)道空調(diào)掛機(jī)風(fēng)量與房間溫度場(chǎng)均勻性仿真評(píng)估方法，用以對(duì)貫流風(fēng)道空調(diào)掛機(jī)風(fēng)量與房間溫度場(chǎng)均勻性的快速仿真評(píng)估。

為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種貫流風(fēng)道空調(diào)掛機(jī)風(fēng)量與房間溫度場(chǎng)均勻性仿真評(píng)估方法，通過(guò)對(duì)大量貫流風(fēng)道空調(diào)掛機(jī)不同出風(fēng)狀態(tài)下二維流場(chǎng)與對(duì)應(yīng)狀態(tài)的房間溫度場(chǎng)的仿真數(shù)據(jù)進(jìn)行參數(shù)敏感性分析，獲得影響房間溫度場(chǎng)分布的二維流動(dòng)特征，將代表此二維流動(dòng)特征的流場(chǎng)變量與房間內(nèi)不同空間位置的溫度數(shù)值進(jìn)行數(shù)學(xué)建模，得到流場(chǎng)-溫度場(chǎng)模型，利用流場(chǎng)-溫度場(chǎng)模型對(duì)風(fēng)道幾何參數(shù)采用優(yōu)化算法進(jìn)行自動(dòng)尋優(yōu)設(shè)計(jì)以獲取最優(yōu)風(fēng)道參數(shù)。

進(jìn)一步的，貫流風(fēng)道空調(diào)掛機(jī)不同出風(fēng)狀態(tài)可包括：不同循環(huán)風(fēng)量狀態(tài)、不同擺葉結(jié)構(gòu)狀態(tài)和不同擺葉角度狀態(tài)。

進(jìn)一步的，代表二維流動(dòng)特征的流場(chǎng)變量可包括循環(huán)風(fēng)量、出風(fēng)角度和出風(fēng)集中度。

進(jìn)一步的，流場(chǎng)變量與房間內(nèi)不同空間位置的溫度數(shù)值通常為非線(xiàn)性關(guān)系，本發(fā)明可通過(guò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方法進(jìn)行非線(xiàn)性關(guān)系建模。