Лабораторная работа № 4 Изучение пакета прикладных программ Coolpack 1.46

Цель работы: изучить назначение и основные особенности прикладных программ, входящих в пакет Coolpack 1.46, приобрести устойчивые практические навыки автоматизированного расчета параметров одноступенчатого цикла, оценки его термодинамической эффективности.

Аппаратура: пакет прикладных программ Coolpack 1.46, персональный компьютер.

Теоретическая часть: Развитие программного продукта Coolpack началось весной 1998 года в составе исследовательского проекта. Целью проекта была разработка имитационных моделей, с перспективой использования в будущем для оптимизации энергопотребления холодильных систем. Причем ориентировались эти модели в первую очередь на использование инженерами, техниками, студентами и т.д. Короче всеми лицами, определяющими настоящее и будущее холодильных систем и их энергопотребление.

Первая идея была создать единую, общую и всеобъемлющую программу моделирования, которая предоставила бы пользователю всю гибкость, которую он мог бы пожелать с точки зрения обработки систем различных конструкций и целей проведения исследования.

Однако практика работы с подобными программами показала, что они далеки от совершенства для основной части пользователей, упомянутых выше. Дело в том, что такие программы неизбежно характеризуются значительным количеством операций ввода/вывода, учитывающих весь спектр параметров технологического процесса, а численная надежность их невысока. К тому же, большинство пользователей имеют ограниченное время для проведения иссследований, в связи с чем, общие, комплексные программы, в виду своей сложности и низкой эффективности во многих случаях просто отбрасываются пользователями.

В результате развитие Coolpack пошло по другому пути. Вместо того чтобы создавать разнонаправленную, общую, комплексную программу моделирования, разработчики предпочли создать коллекцию небольших, простых в использовании и численно надежных моделирующих программ, ориентированных под конкретные задачи.

Типичная моделирующая программа в Coolpack имеет дело только с определенным типом системы охлаждения и служит для выполнения конкретной цели. Поэтому требуется только ввод / выбор пользователем необходимых условий работы и т.д., и не требуется указания никаких параметров описания данной системы или задания входных / выходных структур, связанных с моделированием цели.

При разработке программ для Coolpack разработчики сосредоточились на том, чтобы лежащие в основе систем модели были легки, актуальны и численно надежны, насколько это возможно. При этом была сохранена определенная гибкость, заключающаяся в возможности пользователя выбирать тип хладагента, а также задавать входные параметры (например, давление), причем различным образом (температура или давление насыщения)

Программы в Coolpack охватывают следующие цели моделирования:

- расчет свойств хладагента (диаграммы, термодинамические и теплофизические параметры, сравнение хладагентов)

- анализ цикла - например, сравнение одно- и двухступенчатых циклов

- система измерений - расчет размеров компонентов из общих размерных критериев

- система моделирования - расчет условий эксплуатации в системе с известными компонентами

- оценка работы - оценка эффективности системы и предложения по снижению потребления энергии

- калькулятор компонентов - расчет эффективности компонентов

- моделирование переходного процесса охлаждения объекта - например, для оценки периодов простоя охлаждения

Для удобства и интуитивности использования программы в Coolpack разделены на три основные группы (модули):

1. Refrigeration Utilities

2. EESCoolTools (Engineering Equation Solver CoolTools)

3. Dynamic

На рис. 4.1 представлена структура Coolpack с обзором содержания основных модулей.

Coolpack
Refrigeration Utilities	EESCoolTools	Dynamic
Свойства хладагентов Хладоновый калькулятор Калькулятор расчета параметов хладоносителей Диаграммы состояния влажного воздуха	Анализ циклов Система измерений Система моделирования Анализ эксплуатации Калькулятор компонент Сравнение хладагентов	Охлаждение объекта / помещения (одноступенчатая система)

Рис. 4.1. Структура Coolpack

Группа Refrigeration Utilities состоит из 3 программ, в первую очередь, используемых для расчета свойств первичных и вторичных хладагентов (хладоносителей). Для хладонов возможно построение диаграмм свойств в различных координатах (lnP - I, T - S и I - S диаграммы), для хладоносителей - определение перепадов давления при течении их в трубах. Кроме того, можно строить диаграммы для влажного воздуха (психрометрическое диаграммы).

Группа EESCoolTools включает в себя большую коллекцию программ для холодильных установок и их компонентов. Данная группа разделяется на четыре подгруппы, как показано на рис. 4.2.

Рис. 4.2. Подгруппы модуля EESCoolTool

1. Выбор цикла и указание первичных параметров

2. Использование размерных критериев для определения размеров компонентов

3. Расчет эксплуатационных условий с выбранными компонентами

4. Энергетический анализ на основе измерений

Группы также включают в себя четыре фазы проектирования системы охлаждения.

Программы этих четырех групп имеют практически один тип пользовательского интерфейса, что делает возможным легче совместить их использование, а также использовать их для сравнения.

В Группе Dynamic находятся динамические программы Coolpack. На сегодняшний момент доступна только одна программа. С ее помощью программы можно моделировать охлаждение объекта / помещения при различных условиях и с вкл / выкл регулирования производительности компрессора.