多类型冰箱的集成式仿真设计平台.doc

多类型冰箱仿真于楠丁国良 (上海交通大学制冷与低温工程研究所，上海，200240) 摘 要 10%以内。 关键词 冰箱 多类型 仿真 模型 simulation and design platform for multi-type refrigerator YU Nan ZHAO Dan DING Guoliang HU Haitao ( Inst. of Refrigeration and Cryogenics Eng., Shanghai Jiaotong Univ., Shanghai 200240, China) Abstract In order to simulate different types of refrigerators under the same platform, an integrated simulation platform for multi-type refrigerators is introduced. Firstly, the general model for compressor model, heat exchanger model and cabinet model is built separately, and then the method of data interaction and integration of system control algorithm is put forward. The experimental validation results show that the integrated simulation platform for multi-type refrigerators is able to simulate the commonly-used types of refrigerators, and the deviations of energy consumption and on-off ratio are within 10%. Keywords Refrigerator Multi-type Simulation Model 冰箱应用广泛，是最为常用的家用电器之一。不同国家地区和人群由于生活习惯不同，因而对冰箱的需求也是不同的。例如，中国家庭偏好中等容量的上下开门冰箱，这类冰箱主要以直冷式为主；而欧美家庭则大多倾向于使用大容量的双开门冰箱，这类冰箱以间冷为主。近年来，由于节能和环保的需要，一些新技术开始应用于冰箱中，如采用变频压缩机替代定频压缩机从而避免冰箱频繁的开停机以及采用并联蒸发器独立控制冰箱箱内的温度。现有的冰箱企业一般都同时设计和开发适用于世界不同地区消费者需求的冰箱的系列产品。相比于传统的样机制作和测试的设计方法，采用计算机仿真的设计方法能够缩短设计周期，节约成本，减少样机的制造数量，逐渐为企业广泛应用[1]。因此，设计能够模拟多类型冰箱的集成仿真软件对企业高效设计不同类型系列冰箱产品是十分必要的。 为了满足企业同时对世界不同地区的冰箱的产品开发，因此一款好的冰箱仿真设计工具应满足以下要求：a) 允许工程师在同一仿真平台对常用的冰箱类型进行仿真计算并可以根据需要任意选择冰箱的类型b) 能够准确预测各类型冰箱的动态和稳态性能；其中动态性能如运行时的蒸发冷凝压力、压缩机功率流量、换热量、箱室温度等；稳态性能如冰箱的耗电量和开停机时间等。c)能够提供友好的交互式界面，方便用户输入仿真冰箱的类型信息、查看仿真运算状态和仿真结果。 目前已有的文献都是只针对直冷式或者针对间冷式冰箱开发的。对于直冷式冰箱，卢智利等[2 ~ 4]对并联双蒸发器冰箱进行了研究，提出了双温双控冰箱系统的一种建模方法；沈宇纲等[5]在丁国良[6]等开发的模型基础上，开发了两箱室直冷式冰箱仿真软件，但是该软件只能对直冷式冰箱进行仿真。对于间冷式冰箱，林恩新[7]等提出多箱室间冷式冰箱的建模方法，但该模型没有交互式图形界面，用户只能在txt文件中调整输入参数，并查看结果。由此可知，现有的冰箱仿真设计工具都不能同时对不同类型的冰箱的性能进行仿真，且缺乏良好的用户输入界面。 为了开发适用于不同地区冰箱产品的仿真软件，需要解决为实现软件通用性的目标而带来的技术问题，包括：1) 如何采用模型仿真任意部件组合的冰箱系统的性能；2) 如何在软件中实现任意部件组合冰箱系统的数据交互和系统控制。 1 多类型冰箱的集成式仿真平台的 图chematic of design method for multi-type refrigerator software 2多类型冰箱计算的.1 压缩机的通用性模型已知某频率内若