基于Visual Basic 6.0制冷剂状态参数模拟的比较与分析

    庞丽颖　 陈军伟

    

    

    

    [摘要]本模拟程序是基于Visual Basic 6.0平台开发的，是稳态计算过程。模拟包括冬、夏季模拟。制冷剂工质为R22。程序通过输入蒸发器与冷凝器结构参数及负荷侧（水、空气）入口温度、流量等参数，输出制冷剂各点的状态参数、制冷量、压缩机功率等参数，实现对整个热泵运行性能的变工况仿真模拟。本程序主要调用了四个窗体，分别为压缩机，冷凝器，蒸发器和节流阀。整个仿真由五个主要模型组成，制冷剂状态参数模型、压缩机模型、冷凝器模型、蒸发器模型和节流阀模型。

    [关键词]Visual Basic 6.0;制冷剂热力状态;仿真模型;比容;比焓，

    文章编号：2095-4085（2019）03-0068-02

    1制冷剂热力状态参数确定[1-2]

    制冷剂热力状态参数的确定对于热泵系统仿真至关重要，热力状态参数的数学模型会在整个仿真模型中成千上万次调用，因此制冷剂热力状态参数精度的高低直接影响整个热泵系统的仿真可靠性。

    一般来说，计算制冷工质热力性质的常用方法有两种，公式法和查表法，两种方法各有其特点。公式法的优点是非常容易借助计算机进行计算，在选用合适的公式的情况下，精度也较高。但公式法也有其自身的缺点，如某个状态方程只适用于某类工质或某种工质，由于环境问题，国际上对新型替代制冷剂工质的研究工作深入进展，但是众说纷纭，所公认的公式在短时间内也很难达到一致。查表法，实质上图表有部分也是由公式计算而拟合得到的，另外也有通过实验数据获取的，图表优点是可用的资源丰富，可视性较好，但是其弊端是几乎无法利用计算机访问这些热力状态参数，并且人工查表比较繁琐，精度也难以得到保障。

    因此对于计算机仿真来说，公式法无疑是最适用的计算手段，而对于每种工质，国内外又有多种适用公式，通过比较，本文选用R-K-S方程来计算制冷剂的热力状态参数[3]。

    2制冷剂状态参数模拟误差分析

    对于热泵的仿真模拟来说，比焓是求换热量的重要参数，气相比容是关乎制冷剂流量的关键参数，这些参数的准确性对仿真模拟的可靠性至关重要。下表列出了制冷剂R22在两相区根据饱和压力求得气相比容、液相比容、气相比焓、液相比焓，并将这些结果与ASHRAEHandbook中的文献值进行比较，得到结果如表1至表2。

    气相相对误差绝对值的平均值为1.54%;液相比容相对误差绝对值的平均值为12.90%。能看出液相比容的计算误差较大。

    液相比焓的最大相对误差为-3.03%，相对误差绝对值的平均值为0.73%。气相比焓的最大相对误差为1.24%，相对误差绝对值的平均值为0.66%。

    由上述结果可知，除了液相比容相对误差较大外，其它的计算结果均在工程上可以接受的范圍内。为了更好的应用于工程实践，本文对液相的比容进行修正，用最小二乘法拟合的计算值与文献值的比容差

    值为：

    △V公式

    式中：Ps——饱和压力，MPa。

    比容得到修正后，修正前后的比容与文献值比较如下表3。

    由表3及图1可以看出，液相比容修正后最大相对误差为0.25%，相对误差绝对值的平均值为0.105%，精度大大提高，完全可以应用于工程实践。

    由上述误差对比可知，本程序对于制冷剂状态参数模拟的精度较高，仿真模型是对实际模型的适当简化，模型能否在工程上应用，还需要进一步验证。仿真软件经验证与修正后，可以作为热泵机组性能研究的有效工具。

    参考文献：

    [1]丁国良，张春路.制冷空调装置仿真与优化[M].北京：科学出版社，2003.

    [2]刘炳文.Visual?Basic程序设计教程（第二版）[M].北京：清华大学出版社，2003.

    [3]郑海春，谢维成.Visual?Basic编程及实例分析教程[M].北京：清华大学出版社，2006.