[发明专利]空调热换器的仿真方法

说明书

本发明涉及空调热换器性能分析技术，其公开了一种空调热换器的仿真方法，解决传统技术仿真分析不能对多支路换热器进行仿真、需要大量实验测试数据作为依据、成本高的问题。该方法包括：a.仿真计算开缝翅片随不同进风速度变化的换热系数，形成换热系数函数H_fin＝h(v_air)；b.仿真内螺纹铜管随着冷媒质量流量和冷媒气液比变化的换热系数和压降，形成换热系数函数H_pipe＝h(Mass_R，MF_R)和压降函数△P_pipe＝p(Mass_R，MF_R)；c.将上述的翅片换热系数函数H_fin、内螺纹铜管的换热系数函数H_pipe和压降函数△P_pipe，作为整体换热器的热边界条件，并给定相应初始条件，根据相应公式结合软件二次开发代码进行迭代计算,反复迭代最后达到收敛条件。

技术领域

本发明涉及空调热换器性能分析技术，具体涉及针对空调热换器的仿真方法。

背景技术

目前，对于管翅式空调换热器换热性能的仿真分析主要有如下几种方式：一是单纯的CFD仿真计算方法；二是运用经验关联式的数值模拟方法；三是结合前两者，加上软件开发形成的商业模拟软件。下面对这三种方式做简单介绍：

(1)CFD仿真分析方法。应用已有的商业CFD仿真分析软件，如ANSYS Fluent等，对管翅型空调换热器进行仿真计算，对于开缝翅片和内螺纹铜管的换热属性会有一些简化处理，如先计算开缝翅片的换热性能再将其转化到平翅片模型中，对于内螺纹铜管部分的边界条件处理是将管壁设置成恒温，或结合理论计算分析结果设置成对流换热系数。然后进行管内一维流动和管垂直方向上的二维换热形式的仿真计算，这种方法得出的结果可以对不同的管翅形式组合的换热器进行性能总体评价，但不能对多支路换热器进行仿真，也看不到换热器管路内部的工质分布情况。

(2)运用经验关联式的数值模拟方法。结合换热原理公式和实验测试结果形成一些换热经验关联式，使用者可以直接输入一些换热边界条件而得到换热器的相关换热属性，如换热量、换热系数沿管程的分布等。这种方法也只能对管内一维流动做数值计算，不能对多支路换热器进行计算，另外对于不同的边界条件关联式中的经验系数要不断修正，需要大量的实验测试数据作为依据。

(3)商业模拟软件。结合前两者和软件开发而形成。商业软件背后一般需要具有一定规模的研发团队作为支撑。目前商业软件可以实现换热器内部工质的分布情况展示和换热器的优化。但由于目前换热器的形式多样，其中的关联式和软件开发也需要逐步更新和升级。空调产品公司在购买软件后也需要每年提交维护费用，软件售卖和维护金额一般是比较高昂的。对于不具规模的小公司来说要承担这部分费用是很有压力的，所以这种商业软件一般是高校、事业单位或大公司才有实力购买。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提出一种空调热换器的仿真方法，解决传统技术仿真分析不能对多支路换热器进行仿真、需要大量实验测试数据作为依据、成本高的问题。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是，空调热换器的仿真方法，应用于对冷凝工况下平直型多支路的管翅式空调换热器的性能仿真分析，包括以下步骤：

a.仿真计算开缝翅片随不同进风速度变化的换热系数，形成换热系数函数H_fin＝h(v_air)；

b.仿真内螺纹铜管随着冷媒质量流量和冷媒气液比变化的换热系数和压降，形成换热系数函数H_pipe＝h(Mass_R，MF_R)和压降函数△P_pipe＝p(Mass_R，MF_R)；