【摘要】：“中国制造2025”的主攻方向是智能制造,而智能家居作为智能制造的热点之一。智能家居中对环境舒适性影响*大的电器是空调。空调的性能主要由空调的两器来决定,目前空调两器主要采用具有紧凑、成品率高等特点的翅片管换热器。因此要实现智能家居的智能制造及应用,需要翅片管换热器的设计-加工-运行的整个周期满足智能化需求,包括以下三点:快速设计出满足性能要求的换热器结构;智能地生成三维换热器图纸至加工中心进行制造;在线监测运行的换热器的性能参数。目前已有研究取得了一些进展,但无法满足实际要求。计算机仿真的设计方法以其快速高效等特点已成为主流的换热器设计方法,已有的仿真软件都能实现换热器模型的建立,但对于大型换热器的设计需耗费大量时间,因为大型换热器的流路数量大,管路连接复杂,因此仿真软件中流路的快速设计需要进一步研究。对于空调的换热器三维图形的智能生成,目前尚无研究。对于换热器运行时的性能在线监测,用于风冷的空调换热器的在线监测方法仍需进一步研究,因此,本文针对上述三个方面进行了研究探讨,取得了如下研究成果:(1)开发了仿真软件中换热器的快速设计方法。首先,开发了一种换热器流路的映射算法,通过逐一遍历流路中的连接管的参数,得到映射流路与原流路之间的位置关系,自动生成映射流路,从而实现流路的复制与阵列功能。然后,开发了仿真软件中流路的多选机制,结合映射算法,*后实现多选流路的复制功能。结果表明,对于大型换热器在仿真软件中的设计,应用流路的复制、阵列的功能后,将显着提高换热器的设计效率,可实现换热器的快速设计。(2)开发了换热器仿真软件自动绘制换热器三维制造图纸的方法。首先,提出了将换热器仿真软件中存储的换热器结构的有向图转化为可以在SolidWorks绘图的位置坐标的映射算法,然后,对SolidWorks进行二次开发,编写仿真软件调用SolidWorks的接口,*后,将位置坐标带入到二次开发的API函数中,实现SolidWorks自动绘制出仿真软件中的换热器。应用结果表明,换热器仿真软件智能生成三维图纸的功能可较大幅度的提高三维出图效率。(3)开发了一种基于有限测点的制冷系统性能在线监测方法。首先,提出了一种基于有限的温度、压力测点的系统测点布置方法,测点包括压缩机吸排气温度、压力,冷凝器液管温度等。然后,利用测点的数据开发系统各个性能参数的算法,其中将任意频率下的压缩机流量用理论模型公式拟合成关于进出口压力参数的多项式形式,根据实际测得的进出口压力计算得到制冷剂流量,根据流量及传热学原理计算出系统的制冷量、压缩机实际功率、EER等参数。*后,通过联立风机性能曲线方程和换热器风侧阻力特性方程即可推导不同风机开度下的风机风量。通过与实验实测值对比,计算得出的性能参数平均偏差小于20%,较好的满足了系统在线监测的需求。验证表明,本文所开发的仿真软件中换热器的快速设计功能可以将设计效率提高8倍以上,开发的换热器三维图形自动生成功能与传统方法相比可提高5倍以上的出图效率。本文开发的基于有限测点的在线监测方法可较准确地预测制冷系统性能参数,方法拟合的各参数与实验实测值的*大偏差为18.91%,*大的平均偏差为13.77%。