TYAirTreatmentAndVentilation-空气处理与通风模型库

1.概述

TYAirTreatmentAndVentilation空气处理与通风模型库包括阀类、管路、压缩机和风扇、空气处理、换热器、控制器、传感器、边界等，同时提供模型库应用的典型示例库以及二次开发必要的接口和开发模板。空气处理与通风库与基础热流体库、热流介质库配合使用可以构建各类建筑的暖通系统和航空、航天、船舶和轨道交通等领域的环控系统，实现暖通系统设计优化，室内（舱内）环境控制优化，环境温度湿度动态模拟分析等。

2.功能要点

      提供丰富的空气系统组件模型

模型库涵盖了常用的空气系统组件模型，包含多种类型压缩机和风扇、加湿器和干燥器、不同结构的换热器、阀类、管道以及各种传感器等，覆盖多个行业的空气系统建模需求，帮助用户快速实现系统设计和验证。

      提供准确可靠的物理模型

模型库采用精确的物理模型来描述空气系统中的各种组件，包括压气机、换热器、空气处理组件等。这些模型经过验证和优化，能够准确地预测组件的行为和性能，提供可靠的仿真结果。

      满足多领域环境控制需求

模型库满足航空、航天、船舶领域温度控制、湿度控制、压力调节、空气供应、空气净化等需求；满足核能领域的核辅助厂房送风、排风、换气、温度控制和压力控制需求，从而限制房间内污染物浓度、维持屋内温度。

      匹配多种介质

适配多种气体介质和制冷剂介质（如：单质气体、混合气体、冷凝气体、R134制冷剂等），满足空气系统建模需求。

3.模型库目录

TYAirTreatmentAndVentilation空气处理与通风模型库提供了空气处理与通风系统构成所需的零部件模型，包括阀类（节流阀、电磁阀、减压阀）、管路、压缩机和风扇（往复式压缩机、涡旋式压缩机、轴流风机、离心风机）、空气处理（加湿器、干燥器、过滤器、净化器）、换热器（翅片式换热器、板式换热器）、控制器、传感器设备模型，典型示例覆盖了空气处理与通风系统的常见应用场景，该模型库支持快速构建空气处理与通风系统数字化模型，进行系统的设计与性能优化。

名称		描述
UsersGuide	用户指南	提供模型库概述、联系方式、版本说明和二次开发模板等介绍文档
ExampleEntryGuide	案例入口指南	提供模型库案例查看入口打开方法指导
Valves	阀库	提供了节流阀、电磁阀、止回阀、减压阀和温度控制阀等
Pipes	管路库	提供了三通管路、突变管路、直管和弯管等
Compressors AndFans	压缩机和风扇	提供了理想风扇、离心风扇、轴流风扇、往复式压缩机、涡旋式压缩机、定排量压缩机、变排量压缩机等
AirTreatment	空气处理库	提供了冷却式干燥器、膜式干燥器、吸附式干燥器、增湿器、分离器和二氧化碳净化器等
HeatExchangers	换热器库	提供通用换热器、管翅式换热器、板式换热器等
Controllers	控制器	提供带限位PI控制器和PID控制器
Auxiliaries	辅件库	提供辅助模型，比如容积、空气状态显示、分流器、R134a蒸汽循环ph可视化等
Sources	边界库	提供常用的压力边界、流量边界、温度边界和热流边界
Sensors	传感器库	提供检测压力、流量、湿度、温度、焓流等传感器
Interfaces	接口库	提供二次开发必要的接口模型

4.主要模型

5.应用场景

空气处理与通风模型库是一款通用的基础专业模型库，适用于航天、航空、车辆、船舶以及建筑暖通等众多行业的多个研发阶段的应用。根据不同研发阶段应用分为以下的场景使用：

         方案设计阶段

在方案设计阶段，可用于选择合适的组件，包括压缩机、换热器、管路和阀类等，以满足空气处理与通风系统的工作条件和性能要求，并进行组合、调整和优化，支撑系统功能和性能的初步验证评价，实现系统多方案优选分析。

         实验验证阶段

在实验验证阶段，采用空气处理与通风模型库，完成不同场景下的空气质量控制系统设计，如舱室氧气供给系统、建筑通风系统等，可用于性能验证、控制策略验证、故障模拟、故障诊断以及参数调整和系统优化等应用场景，能够更加准确和有效地验证暖通系统和环控系统，确保其性能和可靠性符合设计要求。

         运行维护阶段

在运行维护阶段，可用于搭建实时在线的数字化空调系统，进行运行状态监测和故障模拟，以帮助运维人员进行系统的日常维护和故障排除，保证系统的稳定运行和可靠性。

6.应用案例

空调系统回路是由多个部件构成的系统，包括压气机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器等，制冷剂在其中循环流动，实现能量的搬运和温度控制。空调系统中压缩机负责压缩低压气态制冷剂，将其转化为高压高温气体；冷凝器将高温高压气态制冷剂冷却，释放出热量加热周围环境，达到制热效果，同时制冷剂由高温高压气态变为低温高压液态；膨胀阀控制制冷剂的流量和压力，将其由低温高压液态变为低温低压液态；蒸发器从周围环境吸收热量将制冷器蒸发，达到制冷效果，同时制冷剂由低温低压液态变为低温低压气态，并准备进入压缩机开始新的循环。

结合空调系统实际拓扑结构完成图1空调回路模型搭建，通过仿真能够准确模拟制冷剂在回路中的流动及相应的物态变化，并计算转移的热量和对周围环境的温度调节效果，进而实现对空调系统的优化设计，达到节能增效目的。

图 1空调系统模型

图2展示了空调系统在运行中转移能量的变化量，从仿真结果可知，在空调系统达到稳定运行后转移的能量为1138W，而压缩机消耗的功率为449W，即空调系统COP为2.53。

图 2蒸发器转移热量变化曲线

图3展示了空调系统在运行中回路内R134a制冷剂的的状态变化，从仿真结果可知，在空调系统稳定运行过程中，制冷剂经压缩机加压后变为全气态，经过冷凝器冷却后变为全液态，经膨胀阀减压后变为气液混合状态，经过蒸发器蒸发后变为全气态。

图 3空调回路制冷剂气化率变化曲线