tuhvac：集成化的空调设计分析环境论文

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1、TUHVAC：集成化的空调设计分析环境论文TUHVAC:anintegratedevelopmentenvironmentforHVACdesignandanalysis提要本文介绍了集成化空调设计软件TUHVAC的开发思想、主要特点与系统结构。关键词：空气调节集成环境模拟分析AbstractThispaperintroducesindetailtheideaofdevelopingthesoftstructureandgivesadetailedponentmodelexample.Keyentenviron

2、mentsimulationandanalysis1TUHVAC的设计思想目前世界上已出现多种版本的暖通空调CAD软件，这些CAD软件多数还只是一个绘图工具，用来提高工作人员的工作效率，仅有少数软件将一些设计计算与绘图相结合。然而真正意义上的CAD概念是计算机辅助设计，也就是使计算机在方案确定、设备选择、设计计算、材料统计、价格概算及工程绘图等各方面全面地为设计人员服务，从而真正提高设计质量和工作效率。由此看来，一个完整的CAD系统应具有三方面的功能；①数据库、知识库功能。能够存储各类设备信息（相当于设备手册）

3、、设计参数（相当于设计手册）及国家标准（相当于规范）。设计人员能够方便地检索和使用这些信息。②计算功能。能够做多种计算分析以适应不同阶段的设计要求。如系统参与能耗估算（用于制定初步设计方案）、设备选择计算、风道水管设计计算、系统全年模拟分析、（以验证系统性能并对系统作全面评价）、成本与运行费用分析计算、动态模拟计算（以确定控制方案）等。③绘图功能。包括从初始阶段系统图的绘制到最终阶段的施工图绘制。对于如上要求的三方面功能，均有相应的软件可满足要求。例如相当多的数据库程序可用于信息的存储和检索；BTP可用于上述一

4、些方案的设计计算；TRNSYS和HVACSIM+可用于全年模拟或动态计算；各种CAD工具则可用于工程图绘制。然而.freelDescription）和求解器（TUSimulator）。图1TUHVAC总体结构图系统运行时，用户利用图形界面描述空调系统，综合利用数据库中设备库（CL）和知识库（BKD）的信息，描述计算要求（SRF）并定义控制系统（CDF），从而生成该系统的描述文件（SDF），求解器根据SDF、SRF和CDF的信息，必要时还需要气象数据（+是将两者分开，把数学模型写入一个子程序中，再通过输入文件来给

5、模型中的参数赋值。将参数与模型一起描述可以使用户明白地知道模拟中用到的模型和所需数据，不必像其他软件那样要求用户仔细地理解软件说明书。如果使用者选用不同的模型，完全可以以另一种方式描述而不需改变软件本身，这在其他软件中是很难做到的。因为TUHVAC使用独特的求解技术，可以根据外部描述模型进行相应的求解，提供了最大的灵活性。同时，这种描述方式，能够让不同的设计者共享信息，一个设计得完全可以照样引用别人定义的设备或仅稍加屐，从而极大地减少了工作量。TUHVAC有一套完整的描述语法并提供完备的语法检查，只有描述完备的

6、设备才允许进入设备库中。CLASS:coilTYPE:JETERnumberofrostructstructheight=459MmareaoftotaloutfaceSberofroentisresistantofmediumairandax:逆流最大温差%Tmin逆流最小温差%Dt:对数温差Tmax=airoutt-in=airint-ax-Tmin)/(ln(Tmax)-ln(Tmin))%heatquantity:totalheattransferbetulator）求解器是TUHVAC的核心，它是一个

7、通用程序，能够根据SDF、CFD、SRF中的信息自动求解计算。在求解器当中，不包括任何特定设备的特定数学模型，计算所需的模型和数据都由外部文件描述。用户可以改变SDF的数学模型，再运行求解程序，即可完成相应数学模型的计算，这是TUHVAC的显著特征。求解器是求解空调系统的通用计算程序，能够求解非线性方程组。除算法外，求解器内具有的知识仅有物性参数、流体网络基本规律及能量守恒定律。求解器求解模型的步骤是：①读入SDF文件设备定义，根据SRF中已知参数搜索相关方程，对每一个设备产生一组非线性方程组。②从SDF中搜索

8、网络信息，得到网络拓扑结构和计算网络中各支路阻力系统数的方法，进而对整个网络求解，得到各支路流量。③产生整个系统的热平衡方程，对各设备出入口介质状态进行联立求解。根据如上功能，求解器即能根据SRF文件中定义的所要分析问题的书籍量求解各种未知参数，自动地进行工程设计中设备选择、状态预测、能耗分析、动态模拟等各种分析计算。4未来开发计算TUHVAC已初步开发完成。知识库、设备库和图形界面都