基于Visual Basic 6.0制冷劑狀態(tài)參數(shù)模擬的比較與分析

龐麗穎　 陳軍偉

[摘要]本模擬程序是基于Visual Basic 6.0平臺開發(fā)的，是穩(wěn)態(tài)計(jì)算過程。模擬包括冬、夏季模擬。制冷劑工質(zhì)為R22。程序通過輸入蒸發(fā)器與冷凝器結(jié)構(gòu)參數(shù)及負(fù)荷側(cè)（水、空氣）入口溫度、流量等參數(shù)，輸出制冷劑各點(diǎn)的狀態(tài)參數(shù)、制冷量、壓縮機(jī)功率等參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對整個(gè)熱泵運(yùn)行性能的變工況仿真模擬。本程序主要調(diào)用了四個(gè)窗體，分別為壓縮機(jī)，冷凝器，蒸發(fā)器和節(jié)流閥。整個(gè)仿真由五個(gè)主要模型組成，制冷劑狀態(tài)參數(shù)模型、壓縮機(jī)模型、冷凝器模型、蒸發(fā)器模型和節(jié)流閥模型。

[關(guān)鍵詞]Visual Basic 6.0;制冷劑熱力狀態(tài);仿真模型;比容;比焓，

文章編號：2095-4085（2019）03-0068-02

1制冷劑熱力狀態(tài)參數(shù)確定[1-2]

制冷劑熱力狀態(tài)參數(shù)的確定對于熱泵系統(tǒng)仿真至關(guān)重要，熱力狀態(tài)參數(shù)的數(shù)學(xué)模型會在整個(gè)仿真模型中成千上萬次調(diào)用，因此制冷劑熱力狀態(tài)參數(shù)精度的高低直接影響整個(gè)熱泵系統(tǒng)的仿真可靠性。

一般來說，計(jì)算制冷工質(zhì)熱力性質(zhì)的常用方法有兩種，公式法和查表法，兩種方法各有其特點(diǎn)。公式法的優(yōu)點(diǎn)是非常容易借助計(jì)算機(jī)進(jìn)行計(jì)算，在選用合適的公式的情況下，精度也較高。但公式法也有其自身的缺點(diǎn)，如某個(gè)狀態(tài)方程只適用于某類工質(zhì)或某種工質(zhì)，由于環(huán)境問題，國際上對新型替代制冷劑工質(zhì)的研究工作深入進(jìn)展，但是眾說紛紜，所公認(rèn)的公式在短時(shí)間內(nèi)也很難達(dá)到一致。查表法，實(shí)質(zhì)上圖表有部分也是由公式計(jì)算而擬合得到的，另外也有通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)獲取的，圖表優(yōu)點(diǎn)是可用的資源豐富，可視性較好，但是其弊端是幾乎無法利用計(jì)算機(jī)訪問這些熱力狀態(tài)參數(shù)，并且人工查表比較繁瑣，精度也難以得到保障。

因此對于計(jì)算機(jī)仿真來說，公式法無疑是最適用的計(jì)算手段，而對于每種工質(zhì)，國內(nèi)外又有多種適用公式，通過比較，本文選用R-K-S方程來計(jì)算制冷劑的熱力狀態(tài)參數(shù)[3]。

2制冷劑狀態(tài)參數(shù)模擬誤差分析

對于熱泵的仿真模擬來說，比焓是求換熱量的重要參數(shù)，氣相比容是關(guān)乎制冷劑流量的關(guān)鍵參數(shù)，這些參數(shù)的準(zhǔn)確性對仿真模擬的可靠性至關(guān)重要。下表列出了制冷劑R22在兩相區(qū)根據(jù)飽和壓力求得氣相比容、液相比容、氣相比焓、液相比焓，并將這些結(jié)果與ASHRAEHandbook中的文獻(xiàn)值進(jìn)行比較，得到結(jié)果如表1至表2。

氣相相對誤差絕對值的平均值為1.54%;液相比容相對誤差絕對值的平均值為12.90%。能看出液相比容的計(jì)算誤差較大。

液相比焓的最大相對誤差為-3.03%，相對誤差絕對值的平均值為0.73%。氣相比焓的最大相對誤差為1.24%，相對誤差絕對值的平均值為0.66%。

由上述結(jié)果可知，除了液相比容相對誤差較大外，其它的計(jì)算結(jié)果均在工程上可以接受的范圍內(nèi)。為了更好的應(yīng)用于工程實(shí)踐，本文對液相的比容進(jìn)行修正，用最小二乘法擬合的計(jì)算值與文獻(xiàn)值的比容差

值為：

△V公式

式中：Ps——飽和壓力，MPa。

比容得到修正后，修正前后的比容與文獻(xiàn)值比較如下表3。

由表3及圖1可以看出，液相比容修正后最大相對誤差為0.25%，相對誤差絕對值的平均值為0.105%，精度大大提高，完全可以應(yīng)用于工程實(shí)踐。

由上述誤差對比可知，本程序?qū)τ谥评鋭顟B(tài)參數(shù)模擬的精度較高，仿真模型是對實(shí)際模型的適當(dāng)簡化，模型能否在工程上應(yīng)用，還需要進(jìn)一步驗(yàn)證。仿真軟件經(jīng)驗(yàn)證與修正后，可以作為熱泵機(jī)組性能研究的有效工具。

參考文獻(xiàn)：

[1]丁國良，張春路.制冷空調(diào)裝置仿真與優(yōu)化[M].北京：科學(xué)出版社，2003.

[2]劉炳文.Visual?Basic程序設(shè)計(jì)教程（第二版）[M].北京：清華大學(xué)出版社，2003.

[3]鄭海春，謝維成.Visual?Basic編程及實(shí)例分析教程[M].北京：清華大學(xué)出版社，2006.