基于模型的制冷系统智能化仿真研究

为提高仿真方法对实际制冷空调装置多样性和复杂性的自适应性,将人工智能引入到制冷系统仿真研究中,构建基于数学模型与人工智能技术相结合方式的制冷系统智能仿真理论．本文介绍了上海交通大学在此方面所取得的研究成果,并提出了今后进一步发展的方向．本项研究有利于推进制冷装置设计方法现代化,研究思路对于一般热力系统仿真亦有参考价值．     

制冷系统模拟仿真技术的应用与发展

文中对仿真技术在制冷系统领域的发展现状进行了综述,并对其未来发展趋势进行了展望。     

微型电卡制冷系统建模及其影响因素研究

近年来,研究发现聚合物与陶瓷中存在显著的电卡效应,推动了电卡效应制冷技术在学术与工业界受到广泛关注。其中,基于聚合物的微型电卡制冷系统由于其柔性特点,逐渐成为新兴研究增长点。但电卡制冷系统器件制备困难较大,采用数值模拟进行性能分析为电卡制冷系统设计提供了重要的研究手段。现有针对电卡系统的数值模拟方法中传热模型较为简化,缺乏对具体传热过程和影响因素的深入分析。本文以微型往复式主动电卡回热器制冷系统为例,通过数值模拟对比讨论了电卡材料性能模型、回滞损失、制冷系统散热器和系统对环境散热四方面因素对系统制冷功率密度的影响规律。结果表明,回滞损失与环境散热对功率密度具有显著影响。为进一步提高微型电卡制冷系统性能并实现较大温差,需减小系统散热损失并降低电卡材料回滞损失。     

基于智能控制的制冷系统的节能优化研究

建立了小型冷库制冷系统的数学模型,搭建了小型冷库制冷系统试验台,对基于智能控制的制冷系统的节能优化效果进行了实验研究。实验值与模拟值的变化趋势一致,表明了控制系统良好的控制性和跟踪性。实验结果还表明,基于智能控制的制冷系统在变频情况下要比定频情况下节能10%左右,而且在变负荷情况下具有良好的调节性能。     

准三级蒸气压缩式制冷系统与两级压缩制冷系统的比较

对普通的双极压缩制冷系统进行改进,提出了一种准三级蒸汽压缩式制冷系统,在普通双极压缩制冷系统的基础上,在其低压压缩部分增加了由闪蒸器构成的补气系统,通过理论计算得出结论,与普通的两级压缩制冷系统相比,准三级蒸气压缩式制冷系统的制冷量及制冷COP,得到了明显的提高。     

自复叠制冷系统内部参数的理论研究

以采用R23/R134 a二元混合工质为制冷剂的自复叠制冷系统为分析对象,借助数值模拟软件和焓-浓关系图,从理论上研究自复叠制冷系统冷凝温度(环境状态)、蒸发温度及循环运行浓度等内部参数的关系及对系统性能(COP)的影响。结果表明,在循环运行浓度不变条件下,蒸发温度变化对系统COP的影响要大于冷凝温度变化所产生的影响;而在冷凝温度和蒸发压力不变时,随着循环运行浓度的升高,冷凝压力升高,蒸发温度下降,单位制冷量基本不变,单位耗功量增幅明显,系统的COP下降。     

微型制冷系统性能试验研究

利用东元电机研制的微型压缩机和自发研制的螺旋管式蒸发器搭建了微型制冷系统性能测试试验台,进行了不同工况下微型制冷系统的性能测试.同时分析了环境温度,冷冻水温度、冷冻水质量流量对制冷系统性能的影响规律,得出了系统运行的最佳制冷剂充注量和最佳运行工况.     

基于不完整描述样本的制冷系统故障诊断研究

制冷系统故障信息样本中的部分特征缺失时,已有的故障诊断模型无法使用这些样本。为解决该问题,提出了一种新颖的故障诊断策略。该诊断策略可通过以下步骤实现:(1)在部分问题描述与历史数据库的相互作用及领域知识的基础上,产生了用于特征转换的相似转换矩阵;(2)将不完整描述样本中的未知特征转变为与其相关的已知特征,形成检索目标;(3)通过计算和比较检索目标与数据库中样本间的相似度,得到最佳案例,将该案例中的相应值赋予未知特征;(4)运用已有的故障诊断模型及再生的完整描述样本,对制冷系统进行故障诊断。利用实验数据对该诊断策略进行验证,取得了满意的结果。     

基于区分矩阵约简的制冷系统故障诊断

针对区分矩阵的特点,给出了一种求决策表的属性约简和属性核的方法,以制冷系统的故障为对象,对制冷系统的故障诊断特征参数的属性进行约简,剔除其中不必要的属性,降低了故障分析的复杂性,并根据约简后的决策表得出了决策规则。     

基于人工神经网络的制冷系统工况模拟

针对人工神经网络技术在制冷空调系统中的仿真应用,本文建立了单回路制冷系统的性能仿真系统。通过实验模拟制冷系统在夏季的负荷变动情况,得到了用于神经网络模型训练的样本数据。对制冷系统进行多种神经网络结构的建模,并进行了神经网络中各种结构参数对模型精度影响的分析。利用训练好的双隐层神经网络模型,研究了空调机组性能的影响因素,包括压缩机频率、室内外温度等。模拟结果表明,机组EER随着压缩机频率增加先增加后减少,随着室内温度升高而增加,随着室外温度升高而减少。结果表明,人工神经网络方法是分析制冷机组性能的一种有效途径。     

两相流引射循环制冷系统性能的数值模拟

文中提出了两相流引射制冷循环系统稳定工作判据,并据此对传统两相流引射制冷循环系统进行了改进,增加了辅助蒸发器以使系统稳定工作.在此基础上,对以R134a为制冷剂的汽液两相流引射制冷循环的系统性能进行了数值模拟,分析了不同工况、不同引射比对系统性能的影响.数值模拟结果表明:在给定冷凝压力和蒸发压力工况下,两相流引射制冷循...     

CO_2两相流引射循环制冷系统性能的数值模拟

对引射器内部简化热力学模型进行了改进,建立了CO2两相流制冷系统的数学模型。利用MATLAB语言编写程序对该系统性能进行了模拟计算,分析了工况参数及引射比对引射循环系统性能的影响。模拟结果表明:CO2两相流引射循环制冷系统在较低的引射比条件下,就可以实现稳定运行,系统COP对气冷器出口温度的变化比较敏感,同时存在最优高压侧压力使系统COP达到最大;对于不同工况条件,CO2两相流引射循环制冷系统的COP比同工况条件下的传统系统的COP,理论上分别提高了11%～18%。     

耦合高压斯特林制冷效应的复合磁制冷循环的数值模拟

本文借助计算流体力学软件, 对复合磁制冷机进行整机数值模拟分析. 以复合磁制冷机为建模原形, 分别计算了主动式磁制冷循环以及复合磁制冷循环. 利用模型计算分析了利用系数, 工作频率对主动式磁制冷的制冷效果影响, 同时模拟计算了不同相位角、不同频率下的复合磁制冷机的制冷效果, 计算得到适合复合磁制冷循环的最佳匹配相位角. 模拟计算结果对后续实验台的设计搭建有很好的指导作用.     

可利用低品位热源的Einstein制冷循环的可行性分析

基于原始设计,提出了一种改进型的Einstein制冷循环,使用Patel-Teja立方型状态方程及Reid-Pana-giotopolos混合规则,以数值模拟研究该循环可行性,并分析系统性能影响因素。冷凝/吸收温度为35℃时,系统性能系数最高可达0.27。     

蒸汽喷射式制冷系统模型建立与仿真

对蒸汽喷射制冷工作过程中能量转化进行了深入分析,建立了制冷系统中的三个关键部件——喷射器、冷凝器及蒸发器的热力学模型.以此为基础,结合运行参数,采用Matlab软件,对喷射系数、蒸汽消耗量以及循环水耗量进行仿真计算.探讨了以喷射系数为评定标准时,工作蒸汽压力Pg、冷凝温度Tc、蒸发温度Te对系统性能的影响.分析结果表明...     

一种耦合斯特林制冷效应的复合式磁制冷循环的数值模拟

介绍了一种斯特林回热式制冷效应和主动式磁制冷效应耦合的新型制冷循环。循环采用的回热填料钆既是磁制冷循环的磁热材料又是斯特林制冷的回热材料。通过斯特林回热式制冷循环和磁制冷效应的正面耦合叠加获得更优良的制冷效果。同时介绍了一种磁制冷回热器的数值计算模型,本模型是基于控制容积法计算的一维交变流动模型,并对常规回热器内填料能量控制方程进行了修正,考虑了磁性材料磁热效应的影响,添加内热源项。论文计算分析了系统相位角、压力和频率的变化对制冷性能的影响。文中给出的部分模拟结果对后续实验台的改造有一定的借鉴指导作用。     

低温空气制冷速冻系统性能的实验研究

对使用空气动压轴承的升压式空气制冷速冻系统进行了实验研究,分析了压气机进口压力、散热器冷边风量及回热器对系统性能的影响。实验结果表明:增大压气机进口压力和散热器冷边空气流量均可降低涡轮出口温度,提高系统制冷量;系统COP随着压气机进口压力的升高而增大,但是增大幅度逐渐减少;系统增加回热器后,涡轮出口温度最多可降低约67%,系统制冷量和COP最多约可增加45.5%,其中涡轮出口温度最低约可降至-50℃,系统COP最大可达0.7左右。     

组合式除湿系统性能优化

文中研究的是由新风冷却段和转轮除湿段组成的组合式除湿系统,并对其进行性能优化,使其送风湿度可精确控制。该系统引入了自动变容制冷系统来精确控制湿度。该系统的研究促进了除湿设备的性能改善,使空气湿度可控,满足了各行业对低湿空气的要求。