集中空调系统多工况运行调节与性能分析虚拟仿真实验

北京象新力_带数值计算的虚拟仿真技术-集中空调系统多工况运行调节与性能分析虚拟仿真实验图1-4-1软件主界面实验概述为了体现整体空调系统设计，该虚拟仿真软件预制技术参数，通过工程设计、制冷机房和各楼层空调系统漫游、工况选择与操作仿真、设备仿真以及在线考试环节，学生可以系统学习空调设备构成和系统布置等知识。还可还原实际图书馆空调工程布置、房间空调形式和空调机房设计与布置，达到模拟现场实验的效果。通过空调工程各环节模拟和全图书馆空调工程三维再现，学生能够学习有关空调系统设备构成、系统形式等基础知识，也能掌握不同工况下空调系统的切换操作、了解系统各项热工参数的测量，分析系统的综合性能等。冷源系统主要由冷水机组、冷却塔、冷却水泵、冷冻水泵、流量调节阀、分水器、集水器等设备组成，各个设备绑定运行数据参数，如冷水机组的蒸发器进出水温度、冷凝器的进出水温度、压缩机的吸排气压力、能耗等，循环泵的启闭、流量、扬程等运行工况。系统的连接布局主要为各个设备之间的阀门管件的连接关系，设备的安装位置，温度计、压力表、流量计的安装位置。冷却水供水主要流程：冷却塔出水→冷却水泵→冷水机组冷凝器→冷却塔回水北京象新力_带数值计算的虚拟仿真技术-冷冻水供水主要流程：冷水机组蒸发器出水→分水器→空调末端→集水器→冷冻水泵→冷水机组蒸发器回水软件内容（1）机房系统和空调系统设备认知模块：本集中空调空调系统实验装置主要由冷／热水系统、模拟房间、空气处理机、风管等组成。设备学习：以文字图片形式进行设备学习，了解设备的功能和运行机理；图1-4-2冷水机组认知界面原理学习：借助设备运行介质三维粒子流动特效动画形式进行原理展示，了解设备的工作过程；图1-4-3风机盘管工作过程动图测试考核：以选择题形式测试学生对系统理论知识的掌握情况。北京象新力_带数值计算的虚拟仿真技术-图1-4-4实验考核界面图（2）机房系统和空调系统设备搭建模块：在搭建模式下，主要进行冷水系统、热水系统、空调系统的搭建操作。参考二维系统图，选择设备库中的设备，确定三维场景中的搭建位置，完成三维系统的构建。图1-4-5设备搭建过程北京象新力_带数值计算的虚拟仿真技术-图1-4-6空调水系统搭建图1-4-7空调风系统搭建图1-4-8空调系统三维场景北京象新力_带数值计算的虚拟仿真技术-（3）系统运行调节分析模块：本模块提供2种实验系统供学习，即全空气系统和全水系统。学生选定实验系统，预设系统参数，手动开启或关闭阀门和设备的工作状态，监测系统运行数据。夏季工况全水（风机盘管）空调系统调节与性能分析实验：本实验主要考察学生系统制热/制冷功能切换的相关操作，实时监测各种热工参数数据（包括水系统的流量、空调末端进出口水温、电网电压、运行压力及功率），也能观察房间温度湿度实时显示变化过程曲线；改变初始参数/变量的设置，调节相应的阀门开度，观察参数改变后，系统中各热工参数数据变化情况，分析该参数对系统性能的影响。图1-4-9实验参数设定图1-4-10空调水系统图图1-4-11阀门控制显示窗图1-4-12电压控制显示窗初参数设定系统选择系统调节监控记录北京象新力_带数值计算的虚拟仿真技术-图1-4-13冷水机组运行参数显示窗图1-4-14冷却塔运行参数显示窗图1-4-15泵运行控制窗图1-4-16数据监控界面图1-4-17数据记录表北京象新力_带数值计算的虚拟仿真技术-全空气空调系统调节与性能分析实验：了解全空气系统的基本工作流程和组成，设定各阀门、设备的开启状态。模拟空调系统制热/制冷模式，调节进出空气风阀开度，记录组合式空调箱混合段与换热段的运行数据，分析空调系统的性能。图1-4-18空调系统图图1-4-19空调控制界面图1-4-20空调机组运行参数图1-4-21实验数据记录表（4）实验报告模块：实验完成后，软件会生成实验报告，在实验报告界面显示每一步详细的实验操作得分及评价。北京象新力_带数值计算的虚拟仿真技术-图1-4-22实验总体评分1.4.3、软件特点（1）认识集中空调系统不同工况冷热源设备构成及其运行操作方法通过三维零部件展示和操作，让学生了解集中空调系统冷（热）源设备组成，制冷（热）系统的运行流程，实现设备与零部件的拆解剖分、不同视角的展示（包括压缩机、冷凝器、蒸发器，电子膨胀阀、冷冻冷却水泵、冷却塔、分水器、集水器、补水泵、四通换向阀、低温热水锅炉等）。掌握对夏季、过渡季和冬季三种不同室外工况下，集中空调系统冷（热）源设备的选择、阀件运行操作和设备的切换，保证设备装置正确无误地运行，达到所需空调工况要求的目的。（2）掌握三种常见的集中空调系统形式的构成及其运行操作方法实现制冷剂、水流和空气等工质在系统管道中的状态变化（温度，流态等方式）区分展示系统的各部件工能，让学生了解集中空调系统三种空调方式的组成和相应的运行流程（包括空调箱各个功能段、新风机组、过滤器、排风热回收装置、风机、加湿器、加热器、风机盘管、风阀调节装置，水量调节装置等）。了解各种阀门的功能和具体操作方法，掌握三种空调形式的具体调节方法，实现三种空调方式的正确无误地运行和调节，达到控制室内温湿度控制要求的目的。集中制冷（热）系统三种空调形式运行操作的主要内容包含末端空调设备的正确选择、空调箱各功能段的正确匹配、各控制部件的调节与操作、各空调设备的运行状态、各部件温度及压力、风机及水泵运行调节与控制等。（3）掌握集中空调系统三种不同空调形式下空调系统热工参数测量方法，分析各种工况下空调系统运行特性和性能北京象新力_带数值计算的虚拟仿真技术-以AlgDesigner为仿真工具，建立制冷系统和空调系统各部件数学模型，分别建立了空调制冷工况、制热工况及过渡季节三种工况下，冷水机组以及空调室内负荷工况的数学模型，进行仿真计算，并与图书馆某房间实测数据进行对比分析。通过实验数据测试，让学生通过仿真的方式掌握不同的工况条件下各种热工参数的变化（包括水系统的流量、空调末端进出口水温、风系统的风量、空调箱进出口空气的温度和湿度等运行参数）、了解系统性能测试的工作原理和测量方法，计算制冷（热）量、系统能耗，分析系统性能，并与实测数据比对，分析误差产生原因。