产品开发应用中央空调表面式换热器软件开发浙江大李喇冷与低注工租研究析李阳未映阳裘弓王利钟本文论述的中央空调表面式换热器软件为背景，界面友好。　　功能模块可进行表面式换热器的设计校核和选型，另外还包括帮助和新颖的学习功能模块，可供具备一定专业知识的工业生产技术人员以及设计院所设计人员使用。　　关键词表面式换热器计算机辅助设计软件开发前言计算机辅助设计是近年来迅速发展的一门综合性计算机应用技术，此项技术在中央空调设备设计中的应用也越来越受到重视。　　采用计算机辅助设计不仅可以大大缩短产品的研制周期显著改善设计质量避免人工设计的缺陷，同时也将设计人员从纷繁的公式图表以及计算中解脱出来。　　风机盘管变风量机组组合式空调机中表面式换热器是非常重要的传热部件，其性能的好坏直接影响中央空调系统的质量和局部空调环境的舒适度。　　因此，对表面式换热器的准确设计显得十分必要。　　在中央空调中，特别是工艺性空调中，标准系列产品往往难以满足生产工艺要求，所以非标产品设计或者标准产品在非标工况下的性能预测变得越来越重要。　　目前计算机辅助绘图在设计院所及生产企业中的应用已经十分普及，但产品的计算机辅助设计计算仍然十分落后，往往单凭经验探讨将设计者的经验生产工艺水平和理论计算相结合是软件应用开发的技术导向之一。　　本文主要就中央空调表面式换热器的计算机辅助设计作一些探索。　　表面式换热器介绍在空气调节工程中，为满足房间不同的温湿度要求，需要使用不同的热湿处理设备。　　根据这些设备不同的工作特点，可将它们分为两大类直接接触式和表面式。　　在直接接触式空气热湿交换设备中，与空气进行热湿交换的介质直接和被处理的空气接触，通常是将其喷淋到被处理的空气中去。　　而在表面式空气热湿交换设备中，与空气进行热湿交换的介质不与空气直接接触，热湿交换是通过处理设备的金属表面换热来进行的。　　表面式换热器可以实现三种空气处理过程等湿加热过程等湿冷却过程或称干冷过程（干工况）减湿冷却过程或称湿冷过程（湿工况）。　　同时，表面式换热器又具有构造简单占地少水质要求不高水系统阻力小等优点，因此目前在中央空调中得到广泛应用软件运行环境及总体结构软件运行环境硬件环境是或以上机软件环境是版本，或更高级版本。　　软件的总体结构产品开发应用为达到用户界面美观，人一机交互方便，便于使用，我们采可视化软件进行开发，系统的总体结构组成如图所示，软件模块的设计采用自顶向下的方法。　　整个软件按层次结构设计，功能模块建立在一些底层模块之上，并通过设计菜单将它们有机的结合起来。　　系统主要功能模块包括设计功能模块校核功能模块学习功能模块选型功能模块帮助功能模块。　　底层模块则服务于功能模块，例如设计模块中就包括设计参数输人换热及阻力计算设计结果和帮助项。　　物性参数计算水侧传热及阻力计算空气侧传热及阻力计算。　　设计结果输出包括传热及阻力计算结果输出（如传热系数传热面积阻力损失等）换热器结构尺寸输出风机风量输出图形输出。　　用户可根据提示输人或选择必要的参数，系统将自动读取这些参数，供计算模块使用。　　另外，帮助项可以提供咨询信息，指导用户设计。　　功能框图如图所示。　　中央空调表面式换热器系统校核学习设计功能功能帮助功能设计功能模块传热及换热器风机风设计效阻力计结构尺量设计果图输算寸计算计算出图系统总体结构组成示意图设计功能主要进行表面式换热器的设计计算，可以直接获得表面式换热器的传热系数，换热面积阻力损失以及结构尺寸等重要数据。　　校核功能主要进行表面式换热器的校核计算，可以预测其工作性能指标。　　学习功能主要用于软件的自身完善，需要大量的产品现场数据及使用过程中的数据积累。　　选型功能主要进行应用于标准系列设备中的表面式换热器的自动选型，既可以在设计或校核功能完成以后作用，也可以根据用户实际需要直接使用。　　帮助项贯穿于各个功能模块，主要用于软件使用说明，提供部分设计国家规范以及推荐部分经验数据。　　软件各模块的主要功能设计功能模块上面已提到模块包括四个子模块。　　其中设计参数输人包括湿空气及冷水的物性参数翅片型式选择及其基本几何参数传热及阻力计算预设参数。　　换热及阻力计算包括圈设计功能框图校核功能模块该模块中包括三项，如图所示。　　分别用于标准产品在非标工况下的校核旧产品重新利用的校核及改变部分设计参数条件下的校核。　　**种情况主要针对标准系列产品在改变工况（例如进风温湿度或更换风机等）以后的性能指标计算第二种情况主要针对旧产品，通过既有参数重新设计，用以判断再次利用的可能性第三种情况主要用来比较部分设计参数改变后产品性能的差异（例如铜管管径迎面风速水速等）。　　校核功能模块产品改变部标准产再和1拜l分参数品1卜标校核况校核图校核功能框图学习功能模块该模块是一个全新的课题，它对软件设产品开发应用计的整体质量有着重要的作用。　　目前在换热器的设计中存在许多难点，主要有准确的数据与关联式难找，设计过程中对经验判断的依赖仍然大量存在。　　针对这一难题，本软件开发了学习功能。　　软件在使用过程中自身积累或者事先输人部分参数的数据，并存放在与之配备的数据库文件中，当积累达到一定程度以后，设计时系统便可直接选取这些参数的值。　　例如，目前对污垢热阻及接触热阻的选取无非是凭设计者经验选取或按照与使用时间的大致函数关系计算，甚至在设计时为求方便而完全忽略。　　利用学习功能，可以事先输入大量现有产品的现场数据实验数据，并结合使用过程中积累的数据，系统可计算出污垢热阻。　　在进行设计计算时，便可以根据相似的工况和工作条件自动读取污垢热阻值，从而实现设计者经验加工性能和理论计算的有机结合。　　当然，对其它经验数据也可以同样处理，这将对产品的优化设计大有裨益。　　选型功能模块该模块可以根据用户的要求或设计计算的结果在表面式换热器系列产品的数据库中选取合适的产品。　　数据库建立在一家或几家公司生产的产品系列之上，用户可根据自身需要发展和完善数据库文件。　　因此，该模块特别适合于生产企业营销人员及设计院所设帮助模块提供该模块的主要目的是加深用户对软件的了解，以便充分发挥软件的功能。　　该模块提供本软件的使用帮助，如图所示，包括功能介绍特点说明以及注意事项等。　　另外，帮助模块还包括表面式换热器有关国家标准和行业标准，供设计者或产品用户查询。　　软件的几个关键问题湿空气物性参数的计算采用以及国内文献推荐公式编制子程序，用户仅需根据自身情况输入少量数据，便可计算其它热物性参数。　　例如，可按以下几种情况输入已知湿空气压力干球温度和湿球温度已知和含湿量已知和相对湿度中等等。　　翅片采用的型式根据表面式换热器生产的实际情况，本软件提供以下四种翅片型式表面式换热器的设计1）平直翅片2）正弦形波纹套片三角形波纹套片4）条缝片（双面开槽片）。　　平直翅片换热效果一般，但阻力较小且清洗方便条缝片换热效果好，但阻力大且使用时清洁度要求较高，结霜工况下传热恶化无法使用波纹片则居于前两者之间。　　用户可以根据生产过程的实际情况或产品的选择范围选取不同型式翅片。　　帮助功能模块软件软件设计设计功能功能标准经验介绍说明查询推荐设计功能校核功能学习功能选型功能帮助设计参数输人卜湿空气及冷水参数传热性能设计翅片型妞基本几何黝设计结果输出麒及阻力濒设黝帮助圈帮助功能框圈计人员使用。　　另外，如果遇到产品难以匹配的情况，可以将数据反馈到设计功能模块中去，进行再次设计，直至满足要求。　　圈主窗体菜单示意圈软件菜单设计采用菜单与窗体模块相结合的设计使得产品开发应用流程更加流畅简洁，而且也便于用户在使用过程中随时改变输人参数值，主窗体上的菜单如图所示计算采用的关联式以上提到了可以设计的四种型式的表面式换热器，针对它们的不同特点，软件采用从大量文献中选取的比较权威的实验关联式，同时也支持用户采用自己的关联式，不断更新和完善公式，确保软件设计的质量。　　设计中采用的基本公式有）传热方程）传热系统、二开占入场气伽一`对数平均温差二怂）准则数向二众（式中，为每米管长的总外表面积，为每米管长的内表面积，为每米管长的平均面水侧传热系数，为空气侧传热系数渗为翅片厚度，凡为污垢热阻，加为翅片效率，为流速，eq为当量直径，。　　为空气枯度， a为空气侧换热系数，为管径，入为导热系数空气侧及水侧传热和阻力计算公式较多，限于篇幅，仅以三角形波片为例，如辛荣昌等（4）风就此从大量实验数据中得到如下经验公式时关二一关岛。　　一式中，为管排数，为翅片间距，乓为管子纵向节距，为翅根外径软件应用流程判断软件设计合理性的一个重要标准就是设计的思路是否清晰，对一些功能比较多的软件更是如此。　　下面以框图的形式，如图所示介绍设计一台平直翅片式表面式换热器（含风机）的全过程。　　选择（设计）功能模块输人i显空气及水物性参数调子物性计算座暨罕竺创输人翅片基本几何参数（等）调子程序热及阻力计算风机风量计算表面式换热器结构尺寸及风机风量输出…士竺图范例设计示意框图结论本文论述的中央空调表面式换热器软件从用户的实际需要出发，采用分层次设计和模块化结构。　　以可视化程序为背景，界面制作直观方便，既容易学习掌握，又有较强的人机对话能力，用户可以在轻松自由的环境下完成设计校核选型等过程，避免了繁琐的数值计算。）软件采用的计算方法及实验关联式可信度高，不仅取自大量颇具权威的文献，也经过严格的考核验证同时也支持用户根据*新发展情况和自身实际更换关联式，保证设计校核的精度。　　3）软件具备新颖的学习功能。　　通过大下转第页产品开发应用图为手动控制电气原理图。　　需要化霜时，用户自行接通开关换向阀通电，制冷剂按热泵循环方式运行，待墙排管蒸发器的霜层熔化后，断开开关1S待清理完霜水后，再接通开关恢复制冷运行。　　对于墙排管式蒸发器，采用热泵运行方式化霜，无疑比人工手动除霜要优越得多。　　虽然控制上采用手动控制，用户可根据霜层厚度灵活掌握化霜时间，操作上很方便，比较人工用手支除霜可以说是一次革命。　　虽然设备增加了换向阀等一些部件，但与冷库的总体造价相比，也仅增加一的费用，对于用户来讲，花小钱买大方便还是合算的。　　对于翅片式蒸发器，采用热泵方式化霜，从结构上增加了定时器，换向阀等，取消了电加热管一套交流接触器断路器，从制造成本上要增加一元，制冷管路上复杂了一些，电器线路上与原来差不多少，使用功能上都是自动化霜，其特点有这样几点热泵运行与电加热管加热在产生相同热量时，其耗电可减少一热泵运行对蒸发器霜层加热的温度比较均匀合理。　　万一加热控制失灵，加热不断开而持续加热，热泵运行对蒸发器不会产生过高的温度，不会产生大的危害。　　而电加热管加热万一失控不断开，将产生很高的温度，以至完全烤坏蒸发器和冷库，这是电加热化霜至命的弱点。　　因此，尽管热泵循环化霜比电加热化霜制造费用高一点，但从整体性能所反映出的特点是可取的。　　一个有生命力的产品不仅要有优势的价格，更重要的还要有优势的性能质量和安全可裕油口由甲旧， `，口偷。石州……声卜。　　痴侧。 .稼页所不同，在产品导入期成长期阶段，可能社会服务群体接受的*早*快，也*多。　　其次是社会集团购买。　　进人成熟期阶段，走进千家万户仍然是市场消费的主体对象。　　进入国际化经济轨道，市场用户的对象也将遵循这一规律。　　经过市场乐观性预测，在人们充分认识热水空调后，前五年的市场需求，每年将会以指数比例递增。　　普及后，全国年需求量将稳定在一万台。　　国际市场的需求将远远大于国内市场。　　页量的积累结合设计者经验加工水平和理论成果，建立完备的数据库，逐步摆脱对部分参数的人为给值。　　参考文献徐彬，谢亚清。　　翅片管式蒸发器的计算机辅助设计，南昌大学学报（工科版一凌祥，柳雪华，涂善东，板翅式换热器系统的开发，炼油设计，一赵荣义等，空气调节，中国建筑工业出版社，第四章第四节一辛荣昌等，三角形波纹翅片管式换热器传热与阻力特性的实验研究，西安交通大学学报，一