باستخدام طريقة تحسين التسامح المتغير، يتم أخذ قيمة COP لمعامل أداء نظام التبريد كوظيفة موضوعية، ويتم أخذ المعلمات الهيكلية الرئيسية للمبخر والمكثف والشعيرات الدموية وحجم تعبئة غاز التبريد كمتغيرات التحسين. يتم إجراء حساب المطابقة الأمثل للعديد من المكونات الرئيسية لنظام تكييف هواء الغرفة، بحيث تتحسن نسبة كفاءة الطاقة بشكل كبير ويتحقق الغرض من توفير الطاقة.
1. في السنوات الأخيرة، على الرغم من أن فهم الظواهر الأساسية في معدات التبريد كان واضحًا نسبيًا، إلا أن الشركات المصنعة لمكيفات الهواء الحالية تتبنى بشكل أساسي طريقة تصميم القياس التقليدي، مع التركيز على الاتساق مع ظروف معدات المؤسسة وخبرة التصميم، وذلك تحقيق درجة معينة من مطابقة النظام.
الغرض من هذه الورقة هو تحسين مطابقة نظام تبريد مكيف الهواء المثبت على الحائط. مع أخذ قيمة COP لنظام التبريد كوظيفة موضوعية، ومع أخذ المعلمات الهيكلية الرئيسية للمبخر والمكثف والشعيرات الدموية وشحنة التبريد كمتغيرات تحسين، يتم إجراء حساب المطابقة الأمثل للعديد من المكونات الرئيسية لنظام تكييف الهواء. تظهر نتائج الحساب أن قيمة COP بعد التحسين أعلى بنسبة 8.07% من القيمة الأصلية، ويتم زيادة سعة التبريد بنسبة 3.77%، ويتم تقليل استهلاك الطاقة بنسبة 3.79%. يتم تحقيق هدف توفير الطاقة.
2. محاكاة عملية عمل نظام التبريد
الغرض من محاكاة عملية عمل النظام البارد هو تحقيق أفضل مطابقة للنظام وأتمتة التحكم في عملية العمل، لذلك يجب أن يكون نموذج المحاكاة دقيقًا وموثوقًا. بشكل عام، تعتبر طريقة المعلمة المجمعة للحالة المستقرة تقريبية ولا يمكن استخدامها لفهم خصائص كل جزء من النظام. في هذا البحث، تم استخدام طريقة المعلمة الموزعة للحالة المستقرة.
2.1 محاكاة المبخر والمكثف
يكون تدفق مادة التبريد في المبخر والمكثف مشبعًا ومسخنًا للغاية ومشبعًا ومبردًا على التوالي. بشكل عام، يتم اعتماد معادلة متوسط انتقال الحرارة لكل حالة ككل في حساب انتقال الحرارة لمبخرين. على الرغم من أخذ الفرق في نقل الحرارة بين السوائل أحادية الطور والسوائل ثنائية الطور في الاعتبار، فإن معامل نقل الحرارة ودرجة حرارة مادة التبريد يختلفان فعليًا في كل منطقة مقسمة. في هذا البحث، تم اعتماد طريقة الحساب التدريجي. في ظل افتراض معلمات المخرج، يتم استخدام معادلات حفظ الكتلة والحفاظ على الزخم والحفاظ على الطاقة للحساب بشكل متكرر، ويتم الحصول على التغيرات في درجة الحرارة والضغط وجفاف مادة التبريد.
2.2 المحاكاة الشعرية
على الرغم من أن هيكل الأنبوب الشعري بسيط، إلا أن تدفق مادة التبريد في الأنبوب معقد نسبيًا، وهو عبارة عن عملية "تبخر فلاشي" من تدفق السائل أحادي الطور، وهناك ظاهرة توازن غير ديناميكي حراري تتمثل في تأخر التبخر، والتي له تأثير كبير على تدفق مادة التبريد في الأنبوب الشعري ومعلمات المخرج. في هذا البحث، استنادًا إلى البيانات التجريبية لـ R22 في العديد من الأدبيات، تم تعديل نموذج Wennan، وهو ما يعكس بشكل مرضي العلاقة بين تأخير نقطة الوميض لـ R22 وقطر الشعيرات الدموية، والتبريد الفرعي للمدخل، وما إلى ذلك. معلمات مدخل ومخرج الشعيرات الدموية لا تزال يتم حلها بطريقة المعلمة الخطوة بمساعدة التكرار المتزامن لثلاث معادلات الحفظ.
2.3 محاكاة الضاغط
يتم استخدام الضاغط الدوار في نظام التبريد لمكيف الهواء في هذه الورقة. لا تزال المحاكاة العابرة لعملية عملها تعتمد على ثلاث معادلات حفظ، والتي تأخذ في الاعتبار بشكل شامل تأثيرات التبادل الحراري بين الأسطوانة والعالم الخارجي، وتسرب الغاز، وقانون حركة صمام الغاز، واحتكاك الأجزاء المتحركة وعوامل أخرى. على أداء عمل الضاغط، مما يجعله أقرب إلى عملية العمل الفعلية للضاغط. الأدب [2] يعطي وصفا تفصيليا.
2.4 محاكاة نظام التبريد
يأخذ المخطط التفصيلي لحساب محاكاة نظام التبريد معدل التدفق الكتلي وحجم ملء النظام كمعيار لتقارب الحساب. بالمقارنة مع المرجع [3]، يتميز بأن القيمة الأولية المحددة لها تأثير أقل على سرعة التقارب ودقة الحساب، ويتم أخذ تأثير حجم التعبئة في الاعتبار.
3. أفضل مطابقة لنظام التبريد
على أساس التحقق التجريبي من أن نتائج المحاكاة لنظام التبريد تتفق بشكل جيد مع النتائج التجريبية، أنشأ المؤلف نموذج المطابقة الأمثل بين العديد من المكونات الرئيسية لنظام التبريد، وقد حقق نظام التبريد الأمثل هدف توفير الطاقة.
3.1 معلمات التحسين
(1) الوظيفة الموضوعية ومتغير التصميم
الوظيفة الموضوعية في هذه الورقة هي:
الفوركس=1/COP
قيمة COP هي نسبة كفاءة الطاقة.
متغيرات التصميم هي كما يلي: شحنة التبريد M
Ec بين زعانف المكثف؛ القطر الخارجي للأنبوب doc؛ طول أنبوب واحد لك؛ سرعة الرياح في الوجه uc;
تباعد زعانف المبخر ه؛ أنبوب القطر الخارجي ظبية؛ طول أنبوب واحد لو؛ سرعة الرياح في الوجه؛
طول الشعيرات الدموية غطاء L.
لا يتم أخذ تحسين الضاغط بعين الاعتبار هنا بشكل مؤقت، ويتم أخذ القطر الداخلي للأنبوب الشعري كقيمة ثابتة.
(2) القيود
القيود الصريحة هي كما يلي:
1.5 مم ≥ ec ≥ 3.0 مم، 1.5 مم ≥ ee ≥ 3.0 مم،
6.0 مم ≤doc ≥ 12.0 مم، 6.0 مم ≥ doe ≥ 12.0 مم،
0.5m≤lc≤1.2m,0.5≤le≤0.75m,
1.0 م/ث ≥3.0 م/ث، 0.5/ث ≥3.0 م/ث،
0.6 م ≥ لتر كاب 1.8 م ،
500 جرام ≥M ≥1000 جرام.
وللتسهيل على الحساب، فإن القيود المذكورة أعلاه هي بلا أبعاد.
بالإضافة إلى ذلك، الحد من استهلاك المواد ومؤشرات الضوضاء. يجب ألا يكون وزن المكثف والمبخر بعد التحسين أكبر من وزن النموذج الأولي. يتم تحقيق التحكم في الضوضاء عن طريق الحد من مقاومة تدفق الهواء المتدفق عبر المبخر.
3.2 طريقة التحسين
بسبب الكم الكبير من حسابات المحاكاة لعملية عمل نظام التبريد وتكييف الهواء، والعلاقة المعقدة الخطية أو غير الخطية أو غير الخطية بين الوظيفة الموضوعية والقيود ومتغيرات التصميم، تستخدم هذه الورقة طريقة تحسين التسامح المتغير. المهمة الخاصة لهذه الطريقة هي أن قمة متعدد السطوح الأولي ليس من الضروري أن تكون نقطة ممكنة ولا يلزم حساب التدرج، وبالتالي فإن العملية بسيطة. بالمقارنة مع طرق التحسين التي تتطلب جدوى صارمة، يتم توفير وقت الحساب بشكل كبير. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أيضًا استخدام عدد معايير التسامح كمعايير لنهاية البحث.
تجدر الإشارة إلى أنه في حساب التحسين لنظام تبريد مكيف هواء الغرفة، نظرًا لأن الوظيفة الموضوعية وظروف القيد ومتغيرات التصميم عبارة عن علاقات غير خطية ضمنية معقدة، فإن نتائج التحسين هي حلول مثالية محلية، والتي ترتبط بموضع النقطة الأولية . بالإضافة إلى ذلك، تتوافق القيمة المثلى لمتغير التصميم مع سلسلة القيم القياسية التي تحددها الحالة، ويجب تقريب القيمة المثلى أو توحيدها. لذلك، من الضروري استخدام طريقة "تحسين المساحة الجزئية" لتقريب أو توحيد بعض معلمات التصميم. ومن ثم يتم الحصول على التصميم الأمثل النهائي من خلال مقارنة الحلول المثلى المحلية المتعددة.
