制冷剂自然循环热回收装置的仿真研究

论文摘要

随着人民生活水平的提高,暖通空调能耗快速增长并带来相应的环境问题,降低空调系统能耗已成为建筑节能的主要任务之一。新风能耗在空调通风系统能耗中,占有较大的比例。在具有机械排风系统的建筑中,如何从排风中有效回收能量,以减少新风的能耗,是值得研究的一个重要问题。制冷剂自然循环(Refrigerant Natural Circulation简称RNC)热回收装置的主要优势在于:利用制冷剂液态和气态的密度差及换热器布置的高度差产生自然循环的动力回收空调系统的排风余热,可明显降低装置的运行能耗;同时,装置结构简单且布置灵活。北方地区利用该装置回收排风的热量来加热地下停车场的补风,既提高了能源的利用率,又减轻了建筑物排热对环境的影响。本文利用分布参数法建立了冷凝器及蒸发器的稳态数学模型,并编制了仿真程序。经文献实验数据的验证,仿真程序能够满足工程设计的要求。为进一步提高仿真精度,又在冷凝器及蒸发器的模拟中运用了智能仿真。在部件模型的基础上建立了装置的系统仿真模型,在质量守恒、动量守恒、能量守恒的基础上,设计了仿真算法、编制了系统仿真程序并进行了验证。通过程序的模拟,分析了室内、外温度等影响因素对RNC热回收装置运行特性的影响规律。编制了装置实用仿真软件,为装置下一步的的开发与推广应用打下基础。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究的目的和意义
• 1.2 空调系统排风余热回收的研究现状
• 1.2.1 常用热回收装置概述
• 1.2.2 空调系统排风余热回收的应用研究现状
• 1.3 RNC热回收装置简介
• 1.3.1 RNC系统的工作原理
• 1.3.2 RNC系统的循环动力和热移动量
• 1.3.3 地下停车场用RNC热回收装置简介
• 1.4 制冷空调系统计算机仿真技术研究现状
• 1.4.1 计算机仿真技术简介
• 1.4.2 换热器仿真的研究现状
• 1.5 本课题研究的主要内容
• 第2章 翅片管冷凝器仿真模型的建立与验证
• 2.1 翅片管冷凝器的结构形式
• 2.2 翅片管冷凝器稳态分布参数模型
• 2.3 翅片管冷凝器仿真程序的算法设计
• 2.4 翅片管冷凝器仿真程序的验证
• 2.5 神经网络在翅片管冷凝器仿真中的应用
• 2.5.1 多层前传网模型
• 2.5.2 BP算法
• 2.5.3 翅片管冷凝器的多层前传网模型
• 2.5.4 翅片管冷凝器神经网络模型的验证
• 2.6 本章小结
• 第3章 翅片管蒸发器仿真模型的建立与验证
• 3.1 翅片管蒸发器稳态分布参数模型
• 3.2 翅片管蒸发器仿真程序的算法设计
• 3.3 翅片管蒸发器仿真程序的验证
• 3.4 神经网络在翅片管蒸发器仿真中的应用
• 3.4.1 翅片管蒸发器的多层前传网模型
• 3.4.2 翅片管蒸发器神经网络模型的验证
• 3.5 本章小结
• 第4章 RNC热回收装置系统仿真模型的建立与验证
• 4.1 RNC热回收装置系统模型的建立
• 4.1.1 管路数学模型
• 4.1.2 充灌量模型
• 4.1.3 电动流量调节阀模型
• 4.2 RNC热回收装置系统仿真程序的算法设计
• 4.3 RNC热回收装置系统仿真程序的验证
• 4.4 本章小结
• 第5章 RNC热回收装置的性能分析
• 5.1 室内、外温度对RNC排风热回收装置性能的影响
• 5.2 制冷剂充灌量对RNC排风热回收装置性能的影响
• 5.3 部件结构参数对RNC排风热回收装置性能的影响
• 5.3.1 翅片间距对装置性能的影响
• 5.3.2 管间距对装置性能的影响
• 5.3.3 管排距对装置性能的影响
• 5.3.4 连接管垂直高差对装置性能的影响
• 5.4 本章小结
• 第6章 RNC热回收装置系统仿真软件
• 6.1 软件功能设计
• 6.2 软件总体设计
• 6.2.1 软件开发所遵循的主要原则
• 6.2.2 软件开发环境的选择
• 6.2.3 软件总体框架
• 6.3 软件具体设计
• 6.3.1 软件内核的设计
• 6.3.2 软件界面各模块的设计
• 6.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢