建筑空調系統的案例
系統仿真軟件Amesim學習 空調系統 amesim教程空調
二、空調系統與新能源熱管理
其實對于整體建立整車的熱管理總體可以分成如下幾個方面：
整車模型
電池、電機、(增程器/發動機)模型
空調系統（AC,HP）
駕駛乘員倉
電池、電機冷卻系統
搭建系統對于1D,3D耦合仿真，和simulink聯立建立控制策略的分析，我們的目的也是這個，冷卻系統的匹配，實際駕駛工況以及制冷采暖對于續航的影響分析，電池降溫和保溫的分析策略，這是利用Amesim可以做的。
Amesim對于制冷系統的解決方案：（管路的分析，制冷劑的分析，零部件如EDC的分析，和Simulink聯合仿真等等）
對于空調制冷系統而言：
壓縮機：1D建模只需要考慮機械效率、容積效率和等熵效率，相對較為簡單；
熱力膨脹閥主要考慮各個相線的map，電子膨脹閥取決于控制策略。
Amesim需要注意的建模是換熱器的建模
換熱器的建模可以基于實驗數據，就是根據風側和制冷劑側的換熱函數得到散熱器的換熱量，通過數表的方式建模。
對于單相的換熱器，可以通過實際數據回歸擬合NTU方程去模擬實際參數。
大家可以看一下demo help去學習一下demo，換熱器是可以在amesim中進行建模和標定的。
對于空調建模基礎和Amesim基本了解就到這里，后面主要還是回歸到實際的制冷系統建模和Simulink聯合仿真的學習和實例上來。
完。
文章來源：有溫度的汽車人
展開 案例分享 | 新菱冷熱在建筑空調設計中的CFD運用
新菱冷熱株式會社
建筑工程公司的設計工程師通過與BIM（建筑信息建模）高效合作，充分利用CFD分析價值。
http://www.shinryo.com/en/index.html
成立時間：1956年2月23日
地點：日本東京新宿
資產：35億日元
雇員人數：1948人（截至2013年9月底）
在呼吁解決能源問題的同時，建筑物的生命周期中消耗的能源的減少是不可避免的問題。為此建筑物的空調設計是關鍵。新菱冷熱工業在建筑設備的設計、施工方面有著很高的業績，通過構建BIM系統并嵌入CFD，設計人員自己進行分析，創造能夠設計最適合空調設備的環境。
新菱冷熱公司是一家在建筑用空調設計和安裝方面的領先公司。他們長期為整個城市提供地區供暖和制冷系統，其產品質量受到高度重視。新菱冷熱公司的目標是通過實施環境工程技術的進步，實現人類生活和環境的相互可持續性。
新菱冷熱公司使用3D-CAD的30年經驗是幫助該公司持續生產低成本和高質量服務的主要因素之一。他們開發了自己的BIM兼容軟件，S-CAD，基于Syspro的3D-CAD軟件設計草稿，這是建筑設計師經常使用的。S-CAD除了制作3D施工圖之外，還準備了3D檢查、施工模擬、管道等干涉檢查、靜壓、揚程計算和材料統計功能等。另外，利用3D激光掃描儀對現有設備進行3D建模的功能也正在開發中。
來自新菱冷熱株式會社的Ken Fukada是研發中心CFD解決方案小組的研究員，他解釋說，該公司十年前就開始使用S-CAD。自Fukada加入公司以來，他本人一直在使用CFD。業務中心的S-CAD已經建立了教育體制，新員工在進行了半年的現場研修后，學習了S-CAD的操作和設備設計的基本知識。
展開 汽車空調系統與發動機冷卻系統的耦合分析
汽車空調系統與發動機冷卻系統的耦合分析<BR><Font color=#FF0000><B>.PS.:</B>該帖附件于2006-10-13 18:17:07被hawk評為5星級，為發貼者加分100。</Font><BR><Font color=#FF0000><B>點評:</B></Font>
汽車空調系統與發動機冷卻系統的耦合分析.pdf
空調制冷系統的控制邏輯和常用控制系統
控制系統對于很多設備來講就相當于一個大腦，指揮著設備系統各個部件的協作運行。因此，今天我們就來講一講空調控制系統的邏輯和幾大類常用控制系統。
空調控制系統的邏輯
制冷空調系統的控制簡單來說，就是通過人機界面將我們希望機組每一個部件如何動作，通過軟件語言編寫， 再通過硬件來實現出來。
1、控制系統和信號的分類
自動控制系統按照原理，一般可以分為開環控制系統和閉環控制系統。
制冷空調系統一般采用閉環控制，也叫反饋控制系統，利用輸出量同目標值的偏差對系統進行控制，可以獲得比較好的修正和穩定的控制。定時檢測輸出量的實際值，將輸出量的實際值與目標值進行比較得出偏差， 用偏差值產生控制調節作用去消除偏差， 使得輸出量維持目標值。
控制系統的基本要求有三個方面， 穩定性，快速性， 準確性；當前的制冷空調系統中使用的控制板以單片機和PLC為主，標準化的小型批量設備一般采用單片機居多，工程項目類設備和非標準化產品以PLC居多。
制冷空調控制系統的信號包括輸入側和輸出側，簡單的可以分為數字信號和模擬信號。比如一般我們常說的各種保護開關接入控制板，給出的輸入信號就是數字信號，定速壓縮機和定速風扇電機的控制線路接入控制板，輸出信號就是數字信號，溫度傳感器和壓力傳感器等轉成為電壓電流電阻信息接入控制板，這個輸入信號就是模擬信號，對外部輸出的標準信號，比如0～10V， 4～20mA等信號用來驅動電子膨脹閥的信號就屬于模擬信號，制冷空調系統的控制板就是定時獲得輸入信號，通過邏輯計算，決定輸出量大小，然后通過輸出來改變系統每一個零部件的狀態。
2、制冷空調系統的常用控制方法
1） 開關型控制
開關控制的方法廣泛應用在大量的家用制冷空調設備和中小型的簡單制冷設備中。
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震撼：35張動圖，充分理解機房空調風冷系統和水冷系統！
機房空調屬于精密空調的一種，是為了滿足精密設備特殊工藝及特定環境的要求而設計的，其目的是精確控制其溫度、濕度等并要求控制在一定范圍。
機房空調具有高顯熱比、要求大風量。一般為達到所需空氣參數，機房空調空調系統一般由制冷循環和空氣循環兩個循環部分組成，并主要分為水冷和風冷兩類。下面我們就通過系列動圖，來了解下機房空調的水冷系統和風冷系統。
FloEFD暖通空調模塊 – 讓建筑環境CFD模擬提升到新的水平
近發布的FloEFD暖通空調模塊為FloEFD帶來了諸多專門用于建筑環境模擬的功能。 FloEFD具有先進CFD（計算流體動力學）自動化方面的技術和功能，使用戶專注于應用，而不只是數字。能夠模擬空氣流動，污染物擴散，建筑環境的熱舒適性和熱功率的真實三維物理模型，CFD的普及大大擴大了設計師范圍。
乘員熱舒適性和室內空氣質量管理是綠色建筑設計關鍵的挑戰。如ASHRAE標準55-2004（包括在空間熱舒適性）和ASHRAE標準62.1-2007（包括可接受室內空氣質量的通風（IAQ））可以通過CFD模擬來確定。 FloEFD的暖通空調模塊能夠模擬以下指標，設計空間時確保可接受熱舒適的行為和IAQ水平最大化：
?預測平均投票（PMV）
?預計不滿意百分比（PPD）
?可操作（舒適）溫度
?通風裝置溫度
?空氣擴散功能指數（ADP）
?污染物排除效率（CRE）
?當地空氣質量指數（LAQ）
?氣流角度
輻射傳熱是任何特定的建筑環境的熱效率的中心。不管是否受短波太陽載荷或紅外輻射轉換的影響，FloEFD先進的輻射能力能夠模擬的模型如下：
半透明固體（固體的輻射吸收）
不同波長輻射
光譜的定義
表面的鏡面反射
折射率
從帶有弧形玻璃外墻的心房到裝有射流風機的停車場，從醫院隔離室到潔凈的制藥房間；FloEFD的暖通空調模塊和FloVENT提供了全方位滿足建筑環境設計需求的CFD方案。
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展開 通風空調系統節能
建筑能耗主要包括建筑物在采暖、通風、空調、照明、電器和熱水供應等需求方面的能耗，而暖通空調系統的能耗又是建筑能耗的主要構成部分，占30%～50%。
有效地降低制冷空調的能耗，對建筑雙碳目標具有重大意義。
空調系統是一個復雜的系統；由制冷系統、冷凍水循環系統、冷卻水循環系統、空調送回風系統、電氣控制系統等組成。
如何讓空調系統完全在于最佳節能運行狀態，是空調系統調適一個重要問題。
一、制冷空調系統節能技術
除圍護結構進行節能改造以外，制冷空調工程節能改造可以從以下幾個方面進行：
1、改變室內空氣參數
從溫度、濕度、CO2濃度等參數方面進行節能方面設定。
2、從空調送風形式上進行節能設計
包括增大送風溫度差，減少送風量；根據空氣參數的不同需求分別設置系統；變風量代替定風量；在新風量保證的情況下最大限度地利用回風； 采用熱回收技術；加強保溫防潮處理，減少冷熱損失；保證系統平衡的基礎上減小風管中的風速等。
3、空調水系統優化設計
選用變頻水泵，采用變流量水系統；在滿足空氣參數的前提下盡可能地采用較高的冷水初溫；加大冷水系統供、回水系統的溫差；減少管道系統阻力；加強管道保溫，減少熱橋現象等。
4、冷卻塔節能
增加冷卻塔換熱面積；提高冷卻塔換熱效率；合理設置冷卻塔容量及臺數；根據系統需求，設置變頻控制風機；冷卻塔近濕球溫度控制技術等。
5、優化節能運行策略
合理地設置暖通空調運行參數；定期運行維護；運行時間設定；動態監測和調整運行參數；智能控制空調系統運行。
二、智能控制中央空調系統運行
在節能技術實施的基礎上，優化系統控制，由自動控制改為智能控制，使制冷空調系統實現最佳節能運行方式。
展開 低溫送風空調系統
低溫送風空調系統是送風溫度低于常規數值的全空氣空調系統。
低溫送風空調系統是相對于常規空調送風系統而言的，常規送風系統設計溫度為14~18℃，而低溫送風空調系統一般設計溫度為4~12℃。
1、低溫送風空調系統分類
以低于常規空調系統送風的空調通稱為低溫送風系統，低溫送風系統按其送風溫度的高低，一般可分為三類：
1）一類低溫送風 送風溫度范圍為4~6℃。
2）二類低溫送風 送風溫度范圍為6~8℃，標準送風溫度為7℃。
3）三類低溫送風 送風溫度為9~12℃，標準送風溫度為10℃。
2、低溫送風空調系統應注意的問題
1）空氣冷卻器出風溫度與冷媒進口溫度之間的溫差不宜小于3℃，出風溫度宜采用4~10℃，直接膨脹系統不應低于7℃。
2）計算送風機、送風管道及送風末端裝置的溫升，確定室內送風量及送風溫度，并應保證在室內溫濕度條件下風口不結露。
3）采用向空氣調節區直接送低溫冷風的送風口，應采取能夠在系統開始運行時，使送風溫度逐漸降低的措施。
4）低溫送風空調系統安裝時，應對全系統進行漏風量測試，確保嚴密性符合規定的要求。
5）低溫送風系統的空氣處理機組、管道及附件、末端送風裝置絕熱施工必須嚴密，厚度符合設計要求。
6）凝結水管絕熱層厚度，應確保管道表面不結露。
展開 汽車內空調系統模擬 ￥9.9
包括msh cas 模型
幾何模型
三維汽車結構
物理模型
模擬汽車夏季空調運行中轎車內的溫度分布
模擬轎車冬天暖氣運行中的溫度分布
評估汽車內氣流分布的性能
不同位置的溫度和速度
數值模型
湍流模型
標準k-e
輻射模型
離散傳播輻射模型（DTRM）
邊界條件
進風口
速度入口
窗戶-墻
wall
人體
wall
回風口
Pressure-outlet
空氣
Source term
室內照明散熱熱源
壁面函數
近壁面模型
松弛因子
壓力速度耦合方法
PISO
后處理
監視點
Report 統計量
展開 JOS模型及在空調系統中的應用
而空調的使用可以對工作環境大大改善。在發展空調系統的過程中，熱環境和冷氣對人身體的影響通過SC/Tetra的JOS模型進行了分析。
2. 算例
SC/Tetra對三種空調系統進行了模擬他們分別是（如圖1）：
1） 對流空調系統對整個室內的溫度調節；
2） 對流空調和個人空調系統相結合；
3） 個人空調系統和輻射冷卻相結合。
2.1. SC/Tetra對三種空調系統的模擬
從模擬結果中可以看出：
1） 對流空調系統對整個室內的溫度調節的結果中，在人體周圍的速度是非常慢的，整個房間的溫度比較低；
2） 對流空調和個人空調系統相結合的結果中可以看到，由于使用個人空調系統，人周圍的風速比較快；
3） 個人空調系統和輻射冷卻相結合的模擬結果中，可以發現由于冷輻射的作用，房頂的溫度很低。并且人身體的溫度可以被有效的降溫。
2.2. 實驗結果
通過真實的實驗模擬，可以得到與SC/Tetra相同的結果，也就是第三種空調系統（個人空調系統和輻射冷卻相結合）可以更有效的降低人體溫度。
3. 總結
在研究和發展冷輻射或者個人空調系統的過程中，最主要的問題是如何使用一定的能量去有效的降低人體的溫度。SC/Tetra可以滿足用戶使用JOS模型對工作環境中空調系統的模擬。有效的分析能夠計算出冷輻射和空調系統分別對身體的哪個部分進行有效的制冷。個人空調系統將會保持在一個很重要的領域，作為一個強有力的分析軟件，SC/Tetra將會在這個領域起到關鍵性作用。
JOS模型及在空調系統中的應用.pdf
展開 新能源汽車熱泵空調系統介紹
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儲能系統熱損耗及制冷空調設計選型計算書 ￥20
儲能系統熱設計過程，涉及一個方面，本案例分別展開介紹：
1、熱負荷，考慮不同倍率的電芯發熱功率、電氣熱損耗、太陽熱輻射、隔熱設計等
2、空調制冷量校核，要注意工況點
3、循環風冷計算，此部分要區分系統PQ曲線和風機PQ曲線的區別
4、制冷溫度計算，作為后續熱設計的輸入
5、熱管理控制邏輯和熱測試驗證環節
空調系統及乘員艙熱舒適性
空調系統是汽車不可缺少的部分，好的空調系統不僅噪音低，制冷/制熱效果好，而且燃油消耗低，除霜除霧效果好。
①、通過對空調系統進行CFD數值模擬分析，可以獲得空調風道的空氣分配情況、風道的阻力特性、各出風口的空氣流速等，為優化風道設計提供依據。
②、通過對風擋和側窗進行除霜除霧分析，可以得到當前設計的除霜除霧性能，為改進出風口大小及角度提高除霜除霧性能提供依據。
③、通過對乘員艙內的CFD分析，可以得到艙內的流動、溫度分布情況，再進一步進行乘員的舒適性分析。ANSYS CFD 系列產品在空調系統方面有豐富的解決方案 。
除霜分析：不同時刻的霜層厚度分布云圖
左：除霧分析：某時刻的霧層厚度分布云圖；右：乘員艙舒適性分析：艙內的流線圖
展開 【熱管理】某純電動汽車空調采暖系統的仿真優化
3.2
余熱利用
通過回收電機余熱為乘員艙制熱來減少制熱功耗的空調系統，能夠有效增加空調系統在較低環境溫度工況下的制熱能力。車輛啟動運行后，電機工作產生的余熱量是可觀的，在電機長時間高功率運行的狀態下，電驅回路熱量快速累積，正常情況下則是利用低溫散熱器帶走電驅回路熱量。板式換熱器結構的引入使得電驅回路在有余熱可利用的情況下將熱量代入水暖回路中，以減輕車輛在低溫環境下運行時PTC制熱負擔。由于電驅回路中循環水在流入散熱器前熱量累積最高，本系統在電驅回路散熱器前集成板式換熱器，以高效地利用電驅余熱量。此系統在車輛需要制熱時能夠提高系統制熱量的同時，降低了低溫散熱器不必要的能量消耗。
電驅回路產生的熱量通過板式換熱器將熱量代入水暖回路中，板式換熱器相鄰板片之間用特制的密封墊片隔開，熱流體間隔的在板間沿著由墊片和波紋所設定的流道流動，不同循環水路的熱流體在各自的通道中通過間隔的板片進行熱交換。
展開 基于samcef的車內空調系統HVAC 研究
車內空調系統（HVAC system）模塊的研發主要在于氣流通道的優化及熱交換性能的改善。凸輪機構是其中一個重要組成部分，能夠達到使氣流在乘客區擴散的要求。通常為凸輪機構的預留空間會受到封裝的限制，也會考慮到重量，噪音及成本的約束。因此需要在氣流輸出口的面板上的控制端設計一個突起的旋鈕，如圖所示。在這個旋鈕上施加一定力矩可以控制其狀態的切換。這個力矩的大小嚴重影響著整個系統的質量，為了能夠保證在控制端的一個較小而平滑且有效的力矩輸出，研究對機械裝置的影響，傳統的剛體機構建模已經不能滿足要求。本案例采取了samtech 有限元柔性體建模方法，為此類問題提供了一種可靠的解決方案，案例的主要組成部分分為：
The main parts ofthe study are:
? Preparation ofthe complete mechanism.
? FEA simulation(kinematics, large displacements / rotations, contact
& friction)with SAMCEF/MECANO “Structure & Motion”
? Correlationbetween bench measurements and theoretical values.
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