基于Visual Basic 6.0制冷劑狀態參數模擬的比較與分析

龐麗穎　 陳軍偉

[摘要]本模擬程序是基于Visual Basic 6.0平臺開發的，是穩態計算過程。模擬包括冬、夏季模擬。制冷劑工質為R22。程序通過輸入蒸發器與冷凝器結構參數及負荷側（水、空氣）入口溫度、流量等參數，輸出制冷劑各點的狀態參數、制冷量、壓縮機功率等參數，實現對整個熱泵運行性能的變工況仿真模擬。本程序主要調用了四個窗體，分別為壓縮機，冷凝器，蒸發器和節流閥。整個仿真由五個主要模型組成，制冷劑狀態參數模型、壓縮機模型、冷凝器模型、蒸發器模型和節流閥模型。

[關鍵詞]Visual Basic 6.0;制冷劑熱力狀態;仿真模型;比容;比焓，

文章編號：2095-4085（2019）03-0068-02

1制冷劑熱力狀態參數確定[1-2]

制冷劑熱力狀態參數的確定對于熱泵系統仿真至關重要，熱力狀態參數的數學模型會在整個仿真模型中成千上萬次調用，因此制冷劑熱力狀態參數精度的高低直接影響整個熱泵系統的仿真可靠性。

一般來說，計算制冷工質熱力性質的常用方法有兩種，公式法和查表法，兩種方法各有其特點。公式法的優點是非常容易借助計算機進行計算，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，如某個狀態方程只適用于某類工質或某種工質，由于環境問題，國際上對新型替代制冷劑工質的研究工作深入進展，但是眾說紛紜，所公認的公式在短時間內也很難達到一致。查表法，實質上圖表有部分也是由公式計算而擬合得到的，另外也有通過實驗數據獲取的，圖表優點是可用的資源豐富，可視性較好，但是其弊端是幾乎無法利用計算機訪問這些熱力狀態參數，并且人工查表比較繁瑣，精度也難以得到保障。

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

2制冷劑狀態參數模擬誤差分析

對于熱泵的仿真模擬來說，比焓是求換熱量的重要參數，氣相比容是關乎制冷劑流量的關鍵參數，這些參數的準確性對仿真模擬的可靠性至關重要。下表列出了制冷劑R22在兩相區根據飽和壓力求得氣相比容、液相比容、氣相比焓、液相比焓，并將這些結果與ASHRAEHandbook中的文獻值進行比較，得到結果如表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%。

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

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，完全可以應用于工程實踐。

由上述誤差對比可知，本程序對于制冷劑狀態參數模擬的精度較高，仿真模型是對實際模型的適當簡化，模型能否在工程上應用，還需要進一步驗證。仿真軟件經驗證與修正后，可以作為熱泵機組性能研究的有效工具。

參考文獻：

[1]丁國良，張春路.制冷空調裝置仿真與優化[M].北京：科學出版社，2003.

[2]劉炳文.Visual?Basic程序設計教程（第二版）[M].北京：清華大學出版社，2003.

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