基本介紹
- 書名：製冷空調系統仿真原理與技術
- 作者：張春路
- 出版社：化學工業出版社
- 頁數：156頁
- 開本：16
- 品牌：化學工業出版社
- 外文名：Fundamentals of Vapor-Compression Refrigeration and Air-Conditioning System Modeling
- 類型：科技
- 出版日期：2013年1月1日
- 語種：簡體中文
- ISBN：712215002X, 9787122150028
內容簡介,圖書目錄,序言,
內容簡介
《製冷空調系統仿真原理與技術》全面闡述了製冷系統穩態仿真技術的原理，包括製冷系統仿真技術概論、計算方法基礎、製冷劑和載冷劑（包括濕空氣）的熱物性簡化計算、壓縮機模型、節流元件模型、冷凝器模型、蒸發器模型、輔助設備模型（包括泵與風機、連線管、四通換向閥、儲液器和氣液分離器等）、製冷系統模型、以及仿真技術在製冷空調系統中的套用。本書可以作為製冷、暖通專業的研究生教材，也可以作為相關企業的工程師培訓資料。可供製冷空調相關研發人員參考使用，也可作為製冷、暖通專業研究生和本科生的選修課程教材。
圖書目錄
第1章 概論
1.1製冷系統仿真技術研究的意義
1.2製冷系統仿真模擬技術的研究現狀評述
1.2.1 面向製冷系統匹配設計的穩態仿真技術
1.2.2面向製冷系統控制設計的動態仿真技術
1.2.3面向大系統設計與控制的綜合仿真技術
1.2.4從仿真模擬到現代產品設計方法學
1.3本書的內容安排
第2章計算方法基礎
2.1 單變數非線性方程求解方法
2.1.1 兩分法
2.1.2 牛頓法
2.1.3 割線法
2.1.4試值法
2.1.5反向二次插值法
2.1.6 Brent法
2.1.7單變數方程算法小結
2.2多變數非線性方程組求解方法
2.2.1 牛頓法
2.2.2 Broyden法
2.3插值與擬合
2.3.1線性插值
2.3.2雙線性插值
2.3.3 曲線擬合的線性最小二乘法
第3章製冷劑和載冷荊的熱物性計算
3.1製冷劑熱物性簡化計算
3.1.1 系統仿真對製冷劑熱物性計算的要求
3.1.2 Cleland擬合模型
3.1.3隱式三次多項式擬合模型
3.1.4表格插值法
3.2濕空氣熱物性計算
3.2.1 濕空氣的組成
3.2.2濕空氣的熱力性質
3.2.3濕空氣的焓濕圖
3.3載冷劑熱物性計算
3.3.1 純質液體的熱物性計算
3.3.2溶液的熱物性計算
第4章壓縮機模式
4.1 系統仿真對壓縮機模型的要求
4.2壓縮機效率模型
4.3壓縮機AHRI 10係數模型
4.4變容量壓縮機模型
4.4.1 變頻壓縮機模型
4.4.2數碼渦旋壓縮機模型
4.4.3滑閥調節容量的螺桿壓縮機模型
4.5帶經濟器的壓縮機模型
4.6離心壓縮機模型
4.6.1 單級離心壓縮機性能的半經驗模型
4.6.2離心壓縮機的經驗模型
第5章節流元件模型
5.1 節流元件
5.1.1節流元件類型
5.1.2 系統仿真對節流元件模型的要求
5.2毛細管和短管模型
5.2.1 製冷劑在毛細管和短管內的流動特性
5.2.2均相流分布參數模型
5.2.3經驗關聯式模型
5.2.4毛細管近似積分模型
5.3孔板模型
5.4熱力膨脹閥MOP模型
5.5電子膨脹閥模型
5.5.1 圖表模型
5.5.2經驗關聯式模型
第6章冷凝器模式
6.1冷凝器四區模型
6.1.1 四區模型的定義
6.1.2微元模型
6.1.3 算法
6.2 考慮製冷劑管路排布的翅片管換熱器分布參數模型
6.2.1 建模策略
6.2.2翅片管換熱器模型與算法
6.3管殼式冷凝器模型
6.3.1 建模策略
6.3.2微元模型
6.3.3管殼式冷凝器模型與算法
6.4冷凝器模型常用實驗關聯式
6.4.1 水平管內單相流動換熱與壓降
6.4.2水平管內兩相凝結換熱與壓降
6.4.3水平管束外兩相凝結換熱
6.4.4翅片管換熱器空氣側換熱與壓降
第7章蒸發器模式
7.1蒸發器三區模型
7.1.1 三區模型的定義
7.1.2微元模型
7.1.3算法
7.2翅片管蒸發器分布參數模型
7.3滿液式蒸發器模型
7.3.1 建模策略
7.3.2微元模型
7.3.3滿液式蒸發器模型與算法
7.4蒸發器模型常用實驗關聯式
7.4.1 水平管內單相流動換熱與壓降
7.4.2水平管內兩相沸騰換熱與壓降
7.4.3水平管束外兩相沸騰換熱
7.4.4翅片管換熱器空氣側換熱與壓降
第8章輔助設備模式
8.1連線管模型
8.1.1 連線管對系統性能的影響
8.1.2連線管模型
8.2四通換向閥模型
8.2.1 四通換向閥對系統性能的影響
8.2.2 四通換向閥模型
8.3儲液器和氣液分離器模型
8.3.1 儲液器對系統性能的影響
8.3.2儲液器模型
8.3.3氣液分離器對系統性能的影響
8.3.4氣液分離器模型
8.4泵與風機模型
8.4.1 泵對系統性能的影響
8.4.2 泵模型
8.4.3風機對系統性能的影響
8.4.4風機模型
8.4.5風機定律
第9章製冷系統仿真
9.1系統循環分析
9.1.1 簡單製冷/熱泵循環
9.1.2帶經濟器的製冷/熱泵循環
9.1.3跨臨界製冷/熱泵循環
9.2簡單製冷/熱泵系統的模型與算法
9.2.1 系統模型
9.2.2系統充注量模型
9.2.3系統算法
9.3模型標定
9.3.1 仿真誤差與模型標定
9.3.2部件模型標定
9.3.3系統模型標定
9.4熱泵型分體式空調器系統仿真與分析
9.4.1仿真對象
9.4.2實驗驗證
9.4.3系統特性的仿真分析
9.5螺桿冷水機組系統仿真與分析
9.5.1 仿真對象
9.5.2實驗驗證
9.5.3系統特性的仿真分析
第10章建築空調系統仿真
10.1建築空調系統模型
10.1.1 製冷劑迴路模型
10.1.2冷凍水與冷卻水迴路模型
10.1.3空氣處理過程與負荷模型
10.1.4機組與系統能效的定義
10.2建築空調系統的仿真案例分析
10.2.1 空調箱獨立新風系統案例
10.2.2冷卻水迴路最佳化案例
主要符號表
參考文獻
1.1製冷系統仿真技術研究的意義
1.2製冷系統仿真模擬技術的研究現狀評述
1.2.1 面向製冷系統匹配設計的穩態仿真技術
1.2.2面向製冷系統控制設計的動態仿真技術
1.2.3面向大系統設計與控制的綜合仿真技術
1.2.4從仿真模擬到現代產品設計方法學
1.3本書的內容安排
第2章計算方法基礎
2.1 單變數非線性方程求解方法
2.1.1 兩分法
2.1.2 牛頓法
2.1.3 割線法
2.1.4試值法
2.1.5反向二次插值法
2.1.6 Brent法
2.1.7單變數方程算法小結
2.2多變數非線性方程組求解方法
2.2.1 牛頓法
2.2.2 Broyden法
2.3插值與擬合
2.3.1線性插值
2.3.2雙線性插值
2.3.3 曲線擬合的線性最小二乘法
第3章製冷劑和載冷荊的熱物性計算
3.1製冷劑熱物性簡化計算
3.1.1 系統仿真對製冷劑熱物性計算的要求
3.1.2 Cleland擬合模型
3.1.3隱式三次多項式擬合模型
3.1.4表格插值法
3.2濕空氣熱物性計算
3.2.1 濕空氣的組成
3.2.2濕空氣的熱力性質
3.2.3濕空氣的焓濕圖
3.3載冷劑熱物性計算
3.3.1 純質液體的熱物性計算
3.3.2溶液的熱物性計算
第4章壓縮機模式
4.1 系統仿真對壓縮機模型的要求
4.2壓縮機效率模型
4.3壓縮機AHRI 10係數模型
4.4變容量壓縮機模型
4.4.1 變頻壓縮機模型
4.4.2數碼渦旋壓縮機模型
4.4.3滑閥調節容量的螺桿壓縮機模型
4.5帶經濟器的壓縮機模型
4.6離心壓縮機模型
4.6.1 單級離心壓縮機性能的半經驗模型
4.6.2離心壓縮機的經驗模型
第5章節流元件模型
5.1 節流元件
5.1.1節流元件類型
5.1.2 系統仿真對節流元件模型的要求
5.2毛細管和短管模型
5.2.1 製冷劑在毛細管和短管內的流動特性
5.2.2均相流分布參數模型
5.2.3經驗關聯式模型
5.2.4毛細管近似積分模型
5.3孔板模型
5.4熱力膨脹閥MOP模型
5.5電子膨脹閥模型
5.5.1 圖表模型
5.5.2經驗關聯式模型
第6章冷凝器模式
6.1冷凝器四區模型
6.1.1 四區模型的定義
6.1.2微元模型
6.1.3 算法
6.2 考慮製冷劑管路排布的翅片管換熱器分布參數模型
6.2.1 建模策略
6.2.2翅片管換熱器模型與算法
6.3管殼式冷凝器模型
6.3.1 建模策略
6.3.2微元模型
6.3.3管殼式冷凝器模型與算法
6.4冷凝器模型常用實驗關聯式
6.4.1 水平管內單相流動換熱與壓降
6.4.2水平管內兩相凝結換熱與壓降
6.4.3水平管束外兩相凝結換熱
6.4.4翅片管換熱器空氣側換熱與壓降
第7章蒸發器模式
7.1蒸發器三區模型
7.1.1 三區模型的定義
7.1.2微元模型
7.1.3算法
7.2翅片管蒸發器分布參數模型
7.3滿液式蒸發器模型
7.3.1 建模策略
7.3.2微元模型
7.3.3滿液式蒸發器模型與算法
7.4蒸發器模型常用實驗關聯式
7.4.1 水平管內單相流動換熱與壓降
7.4.2水平管內兩相沸騰換熱與壓降
7.4.3水平管束外兩相沸騰換熱
7.4.4翅片管換熱器空氣側換熱與壓降
第8章輔助設備模式
8.1連線管模型
8.1.1 連線管對系統性能的影響
8.1.2連線管模型
8.2四通換向閥模型
8.2.1 四通換向閥對系統性能的影響
8.2.2 四通換向閥模型
8.3儲液器和氣液分離器模型
8.3.1 儲液器對系統性能的影響
8.3.2儲液器模型
8.3.3氣液分離器對系統性能的影響
8.3.4氣液分離器模型
8.4泵與風機模型
8.4.1 泵對系統性能的影響
8.4.2 泵模型
8.4.3風機對系統性能的影響
8.4.4風機模型
8.4.5風機定律
第9章製冷系統仿真
9.1系統循環分析
9.1.1 簡單製冷/熱泵循環
9.1.2帶經濟器的製冷/熱泵循環
9.1.3跨臨界製冷/熱泵循環
9.2簡單製冷/熱泵系統的模型與算法
9.2.1 系統模型
9.2.2系統充注量模型
9.2.3系統算法
9.3模型標定
9.3.1 仿真誤差與模型標定
9.3.2部件模型標定
9.3.3系統模型標定
9.4熱泵型分體式空調器系統仿真與分析
9.4.1仿真對象
9.4.2實驗驗證
9.4.3系統特性的仿真分析
9.5螺桿冷水機組系統仿真與分析
9.5.1 仿真對象
9.5.2實驗驗證
9.5.3系統特性的仿真分析
第10章建築空調系統仿真
10.1建築空調系統模型
10.1.1 製冷劑迴路模型
10.1.2冷凍水與冷卻水迴路模型
10.1.3空氣處理過程與負荷模型
10.1.4機組與系統能效的定義
10.2建築空調系統的仿真案例分析
10.2.1 空調箱獨立新風系統案例
10.2.2冷卻水迴路最佳化案例
主要符號表
參考文獻
序言
中國是一個製冷大國，製冷空調裝置產能居世界第一。但是，中國目前還不是一個製冷強國，國內製冷空調產品製造企業絕大多數還缺乏獨立的先進的產品研發與設計能力。造成這種現象的一個重要原因是決定本行業技術能力的工程師培養體系還不健全。企業缺失系統培養專業工程師的意識，希望大學承擔這部分責任，而大學的專業知識教育相對落後，且與企業脫節嚴重，短期的實踐環節只是給學生一些感性認識，無法真正掌握並學以致用。
製冷系統仿真技術是製冷空調產品研發與設計的核心技術之一，在歐美企業中已經有50年左右的發展與套用歷史，其仿真技術水平也遠遠超過同期的大學和研究機構研究水平。在國內外學術界，這方面的教材或學術著作還屈指可數。上海交通大學的研究人員在20世紀90年代末至2002年先後出版過與製冷系統仿真相關的三本專著（作者曾參與撰寫），被相當多的國內高校相關專業選為教材，在企業中也擁有相當多的讀者。但是從作者得到的反饋來看，主要存在兩個問題：①內容不適合入門者學習；②模型與產品設計要求存在較大的距離。這一方面說明國內的高校和企業對製冷系統仿真技術的需求很高；另一方面也反映了目前仍缺少一本理論與實踐結合得比較緊密的製冷空調系統仿真教材類書籍。
作者曾在上海交通大學從事製冷系統仿真技術研究和教學多年，此後又在全球最大的製冷空調設備生產企業美國開利公司（Carrier Corporation）主管仿真模擬核心技術研發部門，負責開利全球的仿真技術研發、套用與仿真軟體的培訓工作。對製冷系統仿真技術的研發與教學，積累了一定的經驗。作者希望通過本書，可以幫助國內高校相關專業的學生和國內相關企業的工程師更好地進行製冷系統仿真技術的入門學習和實踐。作者也希望看到國內相關企業通過仿真技術的合理套用與推廣，真正建立起以仿真技術為核心的產品研發核心技術體系。
本書稿也凝聚了楊亮博士的大量心血和開利公司的大力支持。本書的出版還要感謝上海市教育委員會科研創新項目（11ZZ30）、中央高校基本科研業務費專項資金的資助。最後，本書完稿之際，恰逢同濟大學建校105周年暨工程教育百年紀念、同濟大學機械學院百年院慶，謹以此書表達祝賀及敬意！
由於編者水平有限，書中不足之處在所難免，希望廣大讀者批評指正。
張春路
2012年9月於同濟大學Contents
製冷系統仿真技術是製冷空調產品研發與設計的核心技術之一，在歐美企業中已經有50年左右的發展與套用歷史，其仿真技術水平也遠遠超過同期的大學和研究機構研究水平。在國內外學術界，這方面的教材或學術著作還屈指可數。上海交通大學的研究人員在20世紀90年代末至2002年先後出版過與製冷系統仿真相關的三本專著（作者曾參與撰寫），被相當多的國內高校相關專業選為教材，在企業中也擁有相當多的讀者。但是從作者得到的反饋來看，主要存在兩個問題：①內容不適合入門者學習；②模型與產品設計要求存在較大的距離。這一方面說明國內的高校和企業對製冷系統仿真技術的需求很高；另一方面也反映了目前仍缺少一本理論與實踐結合得比較緊密的製冷空調系統仿真教材類書籍。
作者曾在上海交通大學從事製冷系統仿真技術研究和教學多年，此後又在全球最大的製冷空調設備生產企業美國開利公司（Carrier Corporation）主管仿真模擬核心技術研發部門，負責開利全球的仿真技術研發、套用與仿真軟體的培訓工作。對製冷系統仿真技術的研發與教學，積累了一定的經驗。作者希望通過本書，可以幫助國內高校相關專業的學生和國內相關企業的工程師更好地進行製冷系統仿真技術的入門學習和實踐。作者也希望看到國內相關企業通過仿真技術的合理套用與推廣，真正建立起以仿真技術為核心的產品研發核心技術體系。
本書稿也凝聚了楊亮博士的大量心血和開利公司的大力支持。本書的出版還要感謝上海市教育委員會科研創新項目（11ZZ30）、中央高校基本科研業務費專項資金的資助。最後，本書完稿之際，恰逢同濟大學建校105周年暨工程教育百年紀念、同濟大學機械學院百年院慶，謹以此書表達祝賀及敬意！
由於編者水平有限，書中不足之處在所難免，希望廣大讀者批評指正。
張春路
2012年9月於同濟大學Contents
