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1、------------------------------------------------------------------------------------------------基于Matlab_Simulink环境下空调房间仿真模型的建立第20卷第2期2005年6月大连水产学院学报JOURNALOFDALIANFISHERIESUNIVERSITYVol.20No.2Jun.2005文章编号:1000-9957(2005)02-0128-04基于Matlab/Simulink环境下空调房间仿真模
2、型的建立王翠华, 戴玉龙, 蔡培力112(1.沈阳化工学院机械工程学院,辽宁沈阳110142;2.鞍山科技大学材料科学与工程学院,辽宁鞍山114002)摘要:分析了采用变风量空调系统空调房间的特性,推导出变风量送风方式下空调房间的数学模型,利用Matlab软件中的Simulink工具箱建立了空调房间的仿真模型。并通过算例对所建模型进行仿真分析,结果证明,该模型能够充分反映实际变风量空调房间的特性。关键词:Simulink;空调房间;仿真模型中图分类号:TU83 文献标识码:A变风量(variableairvol
3、u,由于建筑物和,,确定一种合理、有效、精确的,因此,对VAV空调房间建立精确的数。目前,许多学者也对此做了研——————————————————————————————————————------------------------------------------------------------------------------------------------究,文献[1]在建立VAV空调房间数学模型之前进行了过多的简化(如不考虑室外温度的变化、室内负荷、太阳辐射等的影响),所建的数学模型与实际
4、的房间特性相差太大;文献[2]、[3]均用一个惯性环节和纯滞后环节串联来表示房间模型,但具体每个特性参数所代表的意义及如何确定均没有明确给出。作者在以上文献的基础上,通过对空调房间本身特性的分析,推导出变风量送风方式下空调房间的数学模型,给出每个特性参数的意义及确定方法,并利用Matlab软件中的Simulink工具箱建立了VAV空调房间的仿真模型,为设计更好的VAV空调系统控制方案奠定了基础。1 空调房间数学模型的建立111 VAV空调房间数学模型的推导过程空调房间的示意图见图1。空调房间内的各项参数受室外温
5、度、太阳辐射、室内设备、照明、人员的散热量以及开关门次数等因素的影响。整个房间是一个复杂的热力系统,想用精确的数学模 Gs—送入房间的风量;Ts—送风温度;Tn—室内温度;m—室内空气质量;T0—室外环境温度;Th—回风温度;型来描述并得出准确的系统参数几乎不可能,因此,在建立数学模Gh—回风风量。型前先作如下少量简化:1)把整个房间看成一个单容对象,忽略图1 空调房间示意图房间内部各物体的蓄热量;2)忽略房间内部气体的——————————————————————————————————————--------
6、----------------------------------------------------------------------------------------流动;3)假 Fig11 Sketchdiagramofanair-conditioningroom设房间内部温度分布均匀。根据能量守恒定律得到房间模型的数学表达式为mcdTnT0-TnT0-TnT0-TnTn′-Tn=ρ+++,scsGs(Ts-Tn)+qn+dtR1R2R3R4(1) 收稿日期:2003212219 作者简介:王翠华
7、(1978-),女,硕士。E-mail:wangcuihua7855@1631com?1994-2008ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net第2期王翠华,等:基于Matlab/Simulink环境下空调房间仿真模型的建立其中:m为室内空气质量(kg);c为空气的比热容[kJ/(kg?℃)];Tn为室内温度(℃),Tn对时间t的导数129dT为dt(℃/s);Ts为送风温度(℃);Tn
8、′为相邻房间内的温度;T0为室外环境温度(℃);Gs为送风量(m3/s);ρ(kg/m3);cs为送风气体的比热容[kJ/(kgs为送风气体的密度?℃)];R1、R2、R3、R4分别为外墙、窗户、屋顶和内墙的传热热阻(℃/kW);(T0-Tn)/R1、——————————————————————————————————————------------------------------