【摘要】：“中國制造2025”的主攻方向是智能制造,而智能家居作為智能制造的熱點(diǎn)之一。智能家居中對(duì)環(huán)境舒適性影響*大的電器是空調(diào)。空調(diào)的性能主要由空調(diào)的兩器來決定,目前空調(diào)兩器主要采用具有緊湊、成品率高等特點(diǎn)的翅片管換熱器。因此要實(shí)現(xiàn)智能家居的智能制造及應(yīng)用,需要翅片管換熱器的設(shè)計(jì)-加工-運(yùn)行的整個(gè)周期滿足智能化需求,包括以下三點(diǎn):快速設(shè)計(jì)出滿足性能要求的換熱器結(jié)構(gòu);智能地生成三維換熱器圖紙至加工中心進(jìn)行制造;在線監(jiān)測(cè)運(yùn)行的換熱器的性能參數(shù)。目前已有研究取得了一些進(jìn)展,但無法滿足實(shí)際要求。計(jì)算機(jī)仿真的設(shè)計(jì)方法以其快速高效等特點(diǎn)已成為主流的換熱器設(shè)計(jì)方法,已有的仿真軟件都能實(shí)現(xiàn)換熱器模型的建立,但對(duì)于大型換熱器的設(shè)計(jì)需耗費(fèi)大量時(shí)間,因?yàn)榇笮蛽Q熱器的流路數(shù)量大,管路連接復(fù)雜,因此仿真軟件中流路的快速設(shè)計(jì)需要進(jìn)一步研究。對(duì)于空調(diào)的換熱器三維圖形的智能生成,目前尚無研究。對(duì)于換熱器運(yùn)行時(shí)的性能在線監(jiān)測(cè),用于風(fēng)冷的空調(diào)換熱器的在線監(jiān)測(cè)方法仍需進(jìn)一步研究,因此,本文針對(duì)上述三個(gè)方面進(jìn)行了研究探討,取得了如下研究成果:(1)開發(fā)了仿真軟件中換熱器的快速設(shè)計(jì)方法。首先,開發(fā)了一種換熱器流路的映射算法,通過逐一遍歷流路中的連接管的參數(shù),得到映射流路與原流路之間的位置關(guān)系,自動(dòng)生成映射流路,從而實(shí)現(xiàn)流路的復(fù)制與陣列功能。然后,開發(fā)了仿真軟件中流路的多選機(jī)制,結(jié)合映射算法,*后實(shí)現(xiàn)多選流路的復(fù)制功能。結(jié)果表明,對(duì)于大型換熱器在仿真軟件中的設(shè)計(jì),應(yīng)用流路的復(fù)制、陣列的功能后,將顯著提高換熱器的設(shè)計(jì)效率,可實(shí)現(xiàn)換熱器的快速設(shè)計(jì)。(2)開發(fā)了換熱器仿真軟件自動(dòng)繪制換熱器三維制造圖紙的方法。首先,提出了將換熱器仿真軟件中存儲(chǔ)的換熱器結(jié)構(gòu)的有向圖轉(zhuǎn)化為可以在SolidWorks繪圖的位置坐標(biāo)的映射算法,然后,對(duì)SolidWorks進(jìn)行二次開發(fā),編寫仿真軟件調(diào)用SolidWorks的接口,*后,將位置坐標(biāo)帶入到二次開發(fā)的API函數(shù)中,實(shí)現(xiàn)SolidWorks自動(dòng)繪制出仿真軟件中的換熱器。應(yīng)用結(jié)果表明,換熱器仿真軟件智能生成三維圖紙的功能可較大幅度的提高三維出圖效率。(3)開發(fā)了一種基于有限測(cè)點(diǎn)的制冷系統(tǒng)性能在線監(jiān)測(cè)方法。首先,提出了一種基于有限的溫度、壓力測(cè)點(diǎn)的系統(tǒng)測(cè)點(diǎn)布置方法,測(cè)點(diǎn)包括壓縮機(jī)吸排氣溫度、壓力,冷凝器液管溫度等。然后,利用測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)開發(fā)系統(tǒng)各個(gè)性能參數(shù)的算法,其中將任意頻率下的壓縮機(jī)流量用理論模型公式擬合成關(guān)于進(jìn)出口壓力參數(shù)的多項(xiàng)式形式,根據(jù)實(shí)際測(cè)得的進(jìn)出口壓力計(jì)算得到制冷劑流量,根據(jù)流量及傳熱學(xué)原理計(jì)算出系統(tǒng)的制冷量、壓縮機(jī)實(shí)際功率、EER等參數(shù)。*后,通過聯(lián)立風(fēng)機(jī)性能曲線方程和換熱器風(fēng)側(cè)阻力特性方程即可推導(dǎo)不同風(fēng)機(jī)開度下的風(fēng)機(jī)風(fēng)量。通過與實(shí)驗(yàn)實(shí)測(cè)值對(duì)比,計(jì)算得出的性能參數(shù)平均偏差小于20%,較好的滿足了系統(tǒng)在線監(jiān)測(cè)的需求。驗(yàn)證表明,本文所開發(fā)的仿真軟件中換熱器的快速設(shè)計(jì)功能可以將設(shè)計(jì)效率提高8倍以上,開發(fā)的換熱器三維圖形自動(dòng)生成功能與傳統(tǒng)方法相比可提高5倍以上的出圖效率。本文開發(fā)的基于有限測(cè)點(diǎn)的在線監(jiān)測(cè)方法可較準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)制冷系統(tǒng)性能參數(shù),方法擬合的各參數(shù)與實(shí)驗(yàn)實(shí)測(cè)值的*大偏差為18.91%,*大的平均偏差為13.77%。