CN112710058B - 基于Excel的空调选型方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及空调技术领域，具体提供了一种基于Excel的空调选型方法，旨在解决在空调研发设计中便捷、高效且准确地确定空调参数的技术问题。本发明实施例通过换热装置模拟计算系统和压缩机模拟计算系统并且根据空调选型输入参数进行空调模拟计算；根据停止计算条件和空调模拟计算结果判断是否停止计算：若是，则根据空调选型输入参数确定空调选型结果。其中，换热装置模拟计算系统与压缩机模拟计算系统通过Excel VBA程序进行数据通信，即换热装置模拟计算系统与压缩机模拟计算系统能够通过Excel VBA程序自动获取对方的模拟计算结果，克服了研发设计人员分别在换热装置模拟计算系统与压缩机模拟计算系统中手动输入数据带来的耗时长、效率低以及错误率高等问题。

Description

基于Excel的空调选型方法

技术领域

本发明涉及空调技术领域，具体涉及一种基于Excel的空调选型方法。

背景技术

空调系统主要包括压缩机和换热装置等设备，在水冷空调系统研发设计中，主要是按照以下步骤确定换热装置的参数：步骤1，由研发设计人员设定好在某种负载(例如100％、90％或80％等)下的换热装置参数并且将换热装置参数输入至预设的换热装置模拟系统中进行计算；步骤2，研发设计人员将换热装置模拟系统的计算结果输入至预设的压缩机选型系统(例如，压缩机供应商提供的压缩机选型系统)中进行计算；步骤3，研发设计人员将压缩机选型系统的计算结果再次输入至换热装置模拟系统中进行验算，最后重复执行上述步骤1-3直至验算结果符合预设的运算结束条件，就可以确定出适用于当前负载的最优的换热装置参数。但是，当需要对多种负载下的换热装置进行参数设计时，对于每种负载下的换热装置参数设计都需要单独执行上述方法，并且由于上述方法完全依赖研发设计人员手动输入换热装置模拟系统的计算结果以及压缩机选型系统的计算结果，因此，存在耗时长、效率低以及错误率高的缺点，致使研发设计人员无法便捷、高效且地准确完成空调系统研发设计工作。

相应地，本领域需要一种新的空调参数确定方案来解决上述问题。

发明内容

为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决如何在空调研发设计中便捷、高效且准确地确定空调参数的技术问题。为此目的，本发明实施例提供了一种基于Excel的空调选型方法，该方法克服了研发设计人员分别在换热装置模拟计算系统与压缩机模拟计算系统中手动输入数据带来的耗时长、效率低以及错误率高等问题。具体而言，本发明实施例提供的一种基于Excel的空调选型方法包括以下步骤：

步骤A1：获取空调选型输入参数；

步骤A2：通过预设的换热装置模拟计算系统和预设的压缩机模拟计算系统并且根据空调选型输入参数进行空调模拟计算；

步骤A3：根据预设的停止计算条件以及空调模拟计算结果判断是否停止计算：若是，则停止空调模拟计算并且根据所述空调选型输入参数确定空调选型结果；若否，则获取调整后的空调选型输入参数并转至步骤A2；

其中，所述换热装置模拟计算系统与所述压缩机模拟计算系统之间通过ExcelVBA程序进行数据通信。

进一步地，本发明实施例的一个可选技术方案是：

当所述空调选型输入参数包括空调制冷量标称值、空调制冷功率标称值、空调能效比标称值、换热管参数和冷水参数时，“通过预设的换热装置模拟计算系统和预设的压缩机模拟计算系统并且根据空调选型输入参数进行空调模拟计算”的步骤具体包括：

步骤A21：通过Excel VBA程序将所述空调选型输入参数发送至所述换热装置模拟计算系统并且获取在满载下所述换热装置模拟计算系统根据所述空调选型输入参数计算输出的第一中间结果；

步骤A22：通过Excel VBA程序将所述第一中间结果发送至所述压缩机模拟计算系统并且获取在满载下所述压缩机模拟计算系统根据所述第一中间结果计算输出的第二中间结果；

步骤A23：通过Excel VBA程序将所述第二中间结果发送至所述换热装置模拟计算系统并且获取在满载下所述换热装置模拟计算系统根据所述第二中间结果计算输出的第三中间结果；

其中，所述第一中间结果包括换热装置的吸气/排气饱和温度、所述第二中间结果包括空调制冷功率计算值和空调制冷量计算值，所述第三中间结果包括冷冻水进水温度计算值、冷却水出水温度计算值和空调能效比计算值；

所述预设的停止计算条件包括所述空调制冷量计算值与所述空调制冷量标称值相等，所述冷冻水进水温度计算值与所述冷水参数中冷冻水进水温度相等，所述冷却水出水温度计算值与所述冷水参数中冷却水出水温度相等，所述空调制冷功率计算值与所述空调制冷功率标称值之间的偏差，以及所述空调能效比计算值与所述空调能效比标称值之间的偏差分别小于等于对应的偏差阈值。

进一步地，本发明实施例的一个可选技术方案是：

在“根据所述空调选型输入参数确定空调选型结果”的步骤之前，所述方法还包括：

根据所述空调模拟计算结果获取目标判定参数并且判断所述目标判定参数是否处于预设的数值范围内：若是，则执行“根据所述空调选型输入参数确定空调选型结果”的步骤；若否，则获取调整后的空调选型输入参数并转至步骤A2；

其中，所述目标判定参数包括所述换热装置模拟计算系统根据空调选型输入参数计算输出的所述换热装置的水流速度计算值、雷诺数计算值和阻力损失计算值。

进一步地，本发明实施例的一个可选技术方案是：

当所述目标判定参数处于预设的数值范围内时，在“根据所述空调选型输入参数确定空调选型结果”的步骤之前，所述方法还包括：

根据空调模拟计算结果获取最大空调制冷量计算值和最小空调制冷量计算值；

判断所述最大空调制冷量计算值是否大于等于所述空调制冷量标称值，并且所述最小空调制冷量计算值是否小于等于所述空调制冷量标称值与预设的最小负载比的乘积：若是，则通过所述换热装置模拟计算系统和压缩机模拟计算系统并且根据所述空调选型输入参数获取空调负荷性能指标；若否，则获取调整后的空调选型输入参数并转至步骤A2。

进一步地，本发明实施例的一个可选技术方案是：

所述空调负荷性能包括空调在预设负荷等级下的部分负荷性能指标，“通过所述换热装置模拟计算系统和压缩机模拟计算系统并且根据所述空调选型输入参数获取空调负荷性能指标”的步骤具体包括：

依次获取在每个负荷等级下所述压缩机模拟计算系统根据所述空调选型输入参数计算输出的第一部分负荷制冷量计算值和第一部分负荷空调制冷功率计算值，以及所述换热装置模拟计算系统根据所述第一部分负荷制冷量计算值和第一部分负荷空调制冷功率计算值计算输出的第一部分负荷空调能效比计算值；

若当前负荷等级是最大负荷等级，则根据所述最大空调制冷量计算值与当前空调选型输入参数中空调制冷量标称值的比较结果，获取当前负荷等级对应的空调负荷性能指标；

若当前负荷等级不是最大负荷等级，则根据所述第一部分负荷制冷量计算值与所述最小空调制冷量计算值的比较结果，获取当前负荷等级对应的空调负荷性能指标；

其中，所述空调负荷性能指标包括空调制冷量指标、空调输入功率指标和空调能效比指标。

进一步地，本发明实施例的一个可选技术方案是：

“根据所述最大空调制冷量计算值与当前空调选型输入参数中空调制冷量标称值的比较结果，获取当前负荷等级对应的空调负荷性能指标”的步骤具体包括：

若所述最大空调制冷量计算值小于等于所述空调制冷量标称值，则根据所述最大空调制冷量计算值及其对应的空调制冷功率计算值和空调能效比计算值，获取当前负荷等级对应的空调负荷性能指标；若所述最大空调制冷量计算值大于所述空调制冷量标称值，则根据当前负荷等级对应的第一部分负荷制冷量计算值、第一部分负荷空调制冷功率计算值和第一部分负荷空调能效比计算值，获取当前负荷等级对应的空调负荷性能指标；

“根据所述第一部分负荷制冷量计算值与所述最小空调制冷量计算值的比较结果，获取当前负荷等级对应的空调负荷性能指标”的步骤具体包括：

若所述第一部分负荷制冷量计算值大于等于最小空调制冷量计算值，则根据当前负荷等级对应的第一部分负荷制冷量计算值、第一部分负荷空调制冷功率计算值和第一部分负荷空调能效比计算值，获取当前负荷等级对应的空调负荷性能指标；若所述第一部分负荷制冷量计算值小于最小空调制冷量计算值，则根据所述最小空调制冷量计算值及其对应的空调制冷功率计算值和空调能效比计算值，获取当前负荷等级对应的空调负荷性能指标并且停止获取其他负荷等级对应的空调负荷性能指标。

进一步地，本发明实施例的一个可选技术方案是：

所述空调负荷性能还包括部分负荷性能系数IPLV/NPLV，“通过所述换热装置模拟计算系统和压缩机模拟计算系统并且根据所述空调选型输入参数获取空调负荷性能指标”的步骤还包括：

获取空调在多个预设负荷等级下的空调能效比指标并且根据所述空调能效比指标计算所述部分负荷性能系数IPLV/NPLV。

进一步地，本发明实施例的一个可选技术方案是：

在“通过所述换热装置模拟计算系统和压缩机模拟计算系统并且根据所述空调选型输入参数获取空调负荷性能指标”的步骤之后，所述方法还包括：

获取空调在多个预设负荷等级下的空调能效比指标并且根据所述空调能效比指标绘制关于预设负荷等级与空调能效比指标的变化曲线。

进一步地，本发明实施例的一个可选技术方案是：

所述空调选型输入参数中压缩机的数量是多个，所述空调负荷性能还包括空调在预设负荷等级下的最佳压缩机运行数量，“通过所述换热装置模拟计算系统和压缩机模拟计算系统并且根据所述空调选型输入参数获取空调负荷性能指标”的步骤具体包括：

依次获取在每个预设负荷等级中每个压缩机运行数量下，所述压缩机模拟计算系统根据所述空调选型输入参数计算输出的第二部分负荷制冷量计算值和第二部分负荷空调制冷功率计算值，以及所述换热装置模拟计算系统根据所述第二部分负荷制冷量计算值和第二部分负荷空调制冷功率计算值计算输出的第二部分负荷空调能效比计算值；

分别获取当前负荷等级中每个压缩机运行数量对应的第二部分负荷空调能效比计算值，选取最大的第二部分负荷空调能效比计算值对应的压缩机运行数量作为空调在当前负荷等级下的最佳压缩机运行数量。

进一步地，本发明实施例的一个可选技术方案是：

在“停止空调模拟计算并且根据所述空调选型输入参数确定空调选型结果”的步骤之前，所述方法还包括：

对迭代次数进行加1操作，随后判断迭代次数是否达到预设的次数阈值：若是，则执行“停止空调模拟计算并且根据所述空调选型输入参数确定空调选型结果”的步骤；若否，则转至步骤A1。

本领域技术人员能够理解的是，上述技术方案中的一个技术方案具有如下有益效果：

本发明实施例首先通过预设的换热装置模拟计算系统和预设的压缩机模拟计算系统并且根据空调选型输入参数进行空调模拟计算；然后根据预设的停止计算条件以及空调模拟计算结果判断是否停止计算：若是，则停止空调模拟计算并且根据空调选型输入参数确定空调选型结果。其中，换热装置模拟计算系统与压缩机模拟计算系统之间通过ExcelVBA程序进行数据通信，即压缩机模拟计算系统通过Excel VBA程序能够自动获取换热装置模拟计算系统的模拟计算结果，换热装置模拟计算系统也能够通过Excel VBA程序自动获取压缩机模拟计算系统的模拟计算结果，克服了研发设计人员分别在换热装置模拟计算系统与压缩机模拟计算系统中手动输入数据带来的耗时长、效率低以及错误率高等问题。

附图说明

图1是根据本发明一个实施例的基于Excel的空调选型方法的主要步骤示意图；

图2是图1所示基于Excel的空调选型方法中步骤S102的主要步骤示意图；

图3是根据本发明另一个实施例的基于Excel的空调选型方法的主要步骤示意图；

图4是图3所示基于Excel的空调选型方法中步骤S303的主要步骤示意图；

图5是根据本发明又一个实施例的基于Excel的空调选型方法的主要步骤示意图。

具体实施方式

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。

首先需要说明的是，换热装置和压缩机均是空调必不可少的关键设备，水冷空调工作在制冷模式时冷冻水在换热装置内气化吸热，可以实现制冷的目的；水冷空调工作在制热模式时冷却水在换热装置内液化放热，可以实现制热的目的。空调选型指的是在水冷空调研发设计时根据设计需求对空调及其换热装置和压缩机等设备的关键参数进行选择与确定。其中，换热装置的关键参数可以包括换热管参数，例如换热管的外径和数量等；压缩机的关键参数可以包括压缩机型号等，空调的关键参数可以包括制冷量标称值、制冷功率标称值和能效比标称值等。

本发明实施例中预设的换热装置模拟计算系统指的是能够模拟换热装置的工作过程以及根据输入参数计算换热装置在每个工作流程中的相关参数，预设的压缩机模拟计算系统指的是能够模拟压缩机的工作过程以及根据输入参数计算压缩机在每个工作流程中的相关参数。其中，预设的换热装置模拟计算系统可以是换热装置制造厂商或空调制造厂商提供的，预设的压缩机模拟计算系统可以是压缩机制造厂商或空调制造厂商提供的。可选的，本发明实施例中预设的换热装置模拟计算系统可以是空调制造厂商提供的换热装置选型系统，预设的压缩机模拟计算系统可以是压缩机制造厂商提供的压缩机选型系统。例如，预设的压缩机模拟计算系统可以是丹弗斯压缩机选型软件(Danfoss CPREngine)。

本发明实施例中Excel VBA程序指的是基于VBA(Visual Basic forApplications)编程语言编写的应用于微软公司提供的电子表格软件(Microsoft OfficeExcel)的计算机程序，该Excel VBA程序能够实现预设的换热装置模拟计算系统与预设的压缩机模拟计算系统之间的数据通信，以及将换热装置模拟计算系统与压缩机模拟计算系统的模拟计算结果、部分负荷性能指标、部分负荷性能系数IPLV/NPLV和最佳压缩机运行数量等数据输出至一个Excel表格中进行显示。同时，在本发明实施例中还可以将空调选型输入参数输入至这个Excel表格中(即Excel表格中设置有能够输入空调选型输入参数的单元格)，通过Excel VBA程序将空调选型输入参数发送至换热装置模拟计算系统。

下面结合附图对本发明实施例提供的一种基于Excel的空调选型方法进行说明。参阅附图1，图1示例性示出了本发明实施例中一种基于Excel的空调选型方法的主要步骤。如图1所示，本发明实施例中基于Excel的空调选型方法主要包括以下步骤：

步骤S101：获取空调选型输入参数。

在本发明实施例中空调选型输入参数指的是在水冷空调研发设计时根据设计需求需要进行选择与确定的空调及其换热装置和压缩机等设备的关键参数，空调选型输入参数的初始值可以是研发设计人员根据设计需求以及空调设计经验拟定的。

步骤S102：通过预设的换热装置模拟计算系统和预设的压缩机模拟计算系统并且根据空调选型输入参数进行空调模拟计算。

当预设的换热装置模拟计算系统与预设的压缩机模拟计算系统分别是不同供应商提供的系统时，这两个系统通常不能直接进行数据通信，往往需要研发设计人员将换热装置模拟计算系统的模拟计算结果手动输入到压缩机模拟计算系统，以及将压缩机模拟计算系统的模拟计算结果手动输入到换热装置模拟计算系统，存在耗时长、效率低以及错误率高等问题。在本发明实施例中换热装置模拟计算系统与压缩机模拟计算系统之间通过Excel VBA程序进行数据通信，压缩机模拟计算系统通过Excel VBA程序能够自动获取换热装置模拟计算系统的模拟计算结果，换热装置模拟计算系统通过Excel VBA程序能够自动获取压缩机模拟计算系统的模拟计算结果，克服了研发设计人员手动输入带来的耗时长、效率低以及错误率高等问题。

步骤S103：根据预设的停止计算条件以及空调模拟计算结果判断是否停止计算。具体地，若判断为停止计算，则转至步骤S105；若判断为不停止计算，则转至步骤S104。

步骤S104：获取调整后的空调选型输入参数。

在本发明实施例中当根据预设的停止计算条件以及空调模拟计算结果判断为不停止计算时，表明空调模拟计算结果并不能满足空调设计要求，需要调整空调选型输入参数并继续进行空调模拟计算。因此，在获取到调整后的空调选型输入参数后转至步骤S102，以便根据调整后的空调选型输入参数重新进行空调模拟计算。

可选的，在本发明实施例中可以由研发设计人员手动调整空调选型输入参数，也可以在判断出不停止计算时自动调整空调选型输入参数。

步骤S105：停止空调模拟计算并且根据空调选型输入参数确定空调选型结果。

在本发明实施例中当根据预设的停止计算条件以及空调模拟计算结果判断为停止计算时，表明空调模拟计算结果能够满足空调设计要求，可以直接根据空调选型输入参数确定空调选型结果，即根据当前空调选型输入参数(最后一次空调模拟计算使用的空调选型输入参数)分别确定空调及其换热装置和压缩机等设备的关键参数的具体值。

继续参阅附图2，图2示例性示出了本发明实施例中通过预设的换热装置模拟计算系统模拟空调工作在制冷模式时步骤S102的主要流程。在本发明实施例中空调选型输入参数主要包括空调制冷量标称值、空调制冷功率标称值、空调能效比标称值、换热管参数和冷水参数，其中，换热管参数可以包括换热管外径(单位是毫米)和换热管的数量等，冷水参数可以包括冷冻水进水温度(单位是摄氏度)、冷冻水出口温度(单位是摄氏度)和冷冻水流量(单位是m³/h)等。

下面结合附图2对本发明实施例中通过预设的换热装置模拟计算系统模拟空调工作在制冷模式时步骤S102的主要流程进行具体说明，如图2所示，本发明实施例中空调模拟计算主要包括以下步骤：

步骤S201：通过Excel VBA程序将空调选型输入参数发送至换热装置模拟计算系统。

步骤S202：获取在满载下换热装置模拟计算系统根据空调选型输入参数计算输出的第一中间结果。

在本发明实施例中第一中间结果包括换热装置的吸气饱和温度，而当通过预设的换热装置模拟计算系统模拟空调工作在制热模式时第一中间结果包括换热装置的排气饱和温度。其中，吸气饱和温度指的是在压缩机吸气口液态制冷剂和气态制冷剂处于饱和状态(即动态平衡状态)时所具有的温度，排气饱和温度指的是在压缩机排气口液态制冷剂和气态制冷剂处于饱和状态(即动态平衡状态)时所具有的温度。

步骤S203：通过Excel VBA程序将第一中间结果发送至压缩机模拟计算系统。

步骤S204：获取在满载下压缩机模拟计算系统根据第一中间结果计算输出的第二中间结果。

在本发明实施例中第二中间结果包括空调制冷功率计算值和空调制冷量计算值。需要说明的是，由于预设的换热装置模拟计算系统与预设的压缩机模拟计算系统可能是分别由不同供应商提供的系统，并且压缩机模拟计算系统可能仅能够模拟计算空调的制冷功率和制冷量，因此，当通过换热装置模拟计算系统模拟空调工作在制热模式时，压缩机模拟计算系统根据排气饱和温度计算输出的第二中间结果仍然是空调制冷功率计算值和空调制冷量计算值，但是由于换热装置模拟计算系统与压缩机模拟计算系统是两个独立的系统，因此，不会影响换热装置模拟计算系统对空调制热模式的模拟计算。

步骤S205：通过Excel VBA程序将第二中间结果发送至换热装置模拟计算系统。

步骤S206：获取在满载下换热装置模拟计算系统根据第二中间结果计算输出的第三中间结果。

在本发明实施例中第三中间结果包括冷冻水进水温度计算值、冷却水出水温度计算值和空调能效比计算值。

在本发明实施例中预设的停止计算条件可以包括空调制冷量计算值与空调制冷量标称值相等，并且冷冻水进水温度计算值与冷水参数中冷冻水进水温度相等，并且冷却水出水温度计算值与冷水参数中冷却水出水温度相等，并且空调制冷功率计算值与空调制冷功率标称值之间的偏差小于等于对应的偏差阈值，并且空调能效比计算值与空调能效比标称值之间的偏差小于等于对应的偏差阈值。当第二中间结果和第三中间结果满足上述停止计算条件后即可停止空调模拟计算，当不满足上述停止计算条件时获取调整后的空调选型输入参数并转至步骤S201重新进行空调模拟计算。

在本发明实施例的一个可选实施方案中，在步骤S105之前还可以包括以下步骤：

对迭代次数进行加1操作，随后判断迭代次数是否达到预设的次数阈值：若迭代次数达到次数阈值，则转至步骤S105；若迭代次数没有达到次数阈值，则转至步骤S102，即根据当前空调选型输入参数再次进行空调模拟计算。通过多次迭代计算可以降低预设的换热装置模拟计算系统与预设的压缩机模拟计算系统在计算结果收敛过程中的收敛残差，得到较为稳定的空调模拟计算结果。可选的，次数阈值可以是3。

下面结合附图3对本实施方案中通过预设的换热装置模拟计算系统模拟空调工作在制冷模式时基于Excel的空调选型方法的主要步骤作进一步说明。如图3所示，在本实施方案中基于Excel的空调选型方法主要包括以下步骤：

步骤S301：获取空调选型输入参数。

步骤S302：通过Excel VBA程序将空调选型输入参数发送至换热装置模拟计算系统。

步骤S303：在满载下换热装置模拟计算系统计算并输出吸气饱和温度。

步骤S304：通过Excel VBA程序将吸气饱和温度发送至压缩机模拟计算系统。

步骤S305：在满载下压缩机模拟计算系统计算并输出空调制冷功率计算值和空调制冷量计算值。

步骤S306：通过Excel VBA程序将空调制冷功率计算值和空调制冷量计算值发送至换热装置模拟计算系统。

步骤S307：在满载下换热装置模拟计算系统计算并输出冷冻水进水温度计算值和空调能效比计算值。

步骤S308：对迭代次数进行加1操作。

步骤S309：判断迭代次数是否达到预设的次数阈值。具体地，若迭代次数达到次数阈值，则转至步骤S310；若迭代次数没有达到次数阈值，则转至步骤S302，以便根据当前的空调选型输入参数再次进行空调模拟计算。

步骤S310：获取当前输出的空调制冷功率计算值、空调制冷量计算值、冷冻水进水温度计算值、冷却水出水温度计算值和空调能效比计算值。

步骤S311：根据获取到的数据和预设的停止计算条件判断是否停止计算。具体地，若判断为停止计算，则转至步骤S312；若判断为不停止计算，则转至步骤S313。

步骤S312：停止空调模拟计算并且根据空调选型输入参数确定空调选型结果。

步骤S313：获取调整后的空调选型输入参数。同时，在获取到调整后的空调选型输入参数后转至步骤S302，重新进行空调模拟计算。

参阅附图4，图4示例性示出了本发明实施例的步骤S303中通过预设的换热装置模拟计算系统计算并输出吸气饱和温度的主要步骤，其中，空调选型输入参数主要包括空调制冷量标称值、冷冻水进水温度、换热管参数和吸气阻力损失，换热管参数主要包括换热管长度、数量和外径等。如图4所示，换热装置模拟计算系统计算并输出吸气饱和温度主要包括以下步骤：

首先，获取空调制冷量标称值、冷冻水进水温度、换热管参数和吸气阻力损失；然后分别根据上述参数进行计算。

具体而言，第一，根据空调制冷量标称值和冷冻水进水温度计算并输出冷冻水流量，根据冷冻水流量计算并输出冷冻水流速，根据冷冻水流速计算并输出水阻力损失；第二，根据冷冻水进水温度计算平均水温，根据平均水温计算水物性参数；第三，根据换热管参数计算金属热阻；第四，根据冷冻水流速、水物性参数和换热管参数计算并输出普朗特数(Prandtl Number，Pr)和雷诺数(Reynolds number，Re)，根据Pr、Re、水物性参数和金属热阻计算传热系数，根据传热系数、空调制冷量标称值、换热面积计算对数平均温差，根据对数平均温差和冷冻水进水温度计算接近温差，根据接近温差和冷冻水进水温度计算蒸发温度，根据蒸发温度计算蒸发温度对应的饱和压力，根据蒸发温度对应的饱和压力和吸气阻力损失计算并输出吸气饱和温度。

在本发明实施例中水物性参数主要包括在不同冷冻水温度下冷冻水的比热容等参数，金属热阻指的是导热材料的热阻，传热系数指的是换热装置的传热系数(Heattransfer coefficient)，换热面积指的是换热装置的有效换热面积，对数平均温差指的是冷冻水在换热装置中传热过程温差的积分的平均值，接近温差指的是冷冻水出口温度与制冷剂蒸发温度之差，蒸发温度指的是换热装置中制冷剂的蒸发温度。蒸发温度对应的饱和压力指的是当前制冷剂的蒸发温度对应的饱和压力值，吸气饱和温度指的是在压缩机吸气口液态制冷剂和气态制冷剂处于饱和状态(即动态平衡状态)时所具有的温度。要说明的是，上述各参数的计算方法均采用本领域的常规计算方法，为了描述简洁，在此不再对上述各参数的具体计算过程进行描述。

本发明实施例虽然仅提供了根据空调选型输入参数(空调制冷量标称值、冷冻水进水温度、冷却水出水温度、换热管参数和吸气阻力损失)计算并输出冷冻水流量、冷冻水流速、水阻力损失、Pr、Re和吸气饱和温度的正向计算过程，但是本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这一具体实施方式，本发明实施例还以将空调选型输入参数中的一部分参数(如换热管参数)调整为输出参数，此时可以修改空调选型输入参数，以便能够计算并输出换热管参数(即反向计算过程)，实现了空调选型输入参数与输出参数的互换。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

在本发明实施例的另一个可选实施方案中，在步骤S105之前还可以包括以下步骤：

根据空调模拟计算结果获取目标判定参数并且判断目标判定参数是否处于预设的数值范围内：若目标判定参数处于预设的数值范围内，则根据空调选型输入参数确定空调选型结果；若目标判定参数没有处于预设的数值范围内，则获取调整后的空调选型输入参数并转至步骤S102，重新进行空调模拟计算。可选的，本发明实施例中目标判定参数可以包括换热装置模拟计算系统根据空调选型输入参数计算输出的换热装置的水流速度计算值、雷诺数计算值和阻力损失计算值；当这些参数处于预设的数值范围内时，表明换热装置的换热管参数(如换热管的数量和长度)设置是比较合理的，不需要调整换热管参数；当这些参数没有处于预设的数值范围内时，表明换热装置的换热管参数(如换热管的数量和长度)设置是不合理的，要调整换热管参数。

进一步地，当目标判定参数处于预设的数值范围内时在步骤S105之前还可以包括以下步骤：

首先，根据空调模拟计算结果获取最大空调制冷量计算值和最小空调制冷量计算值。然后，判断最大空调制冷量计算值是否大于等于空调制冷量标称值，并且最小空调制冷量计算值是否小于等于空调制冷量标称值与预设的最小负载比的乘积：若是，表明空调的制冷量符合空调设计要求，可以通过换热装置模拟计算系统和压缩机模拟计算系统并且根据空调选型输入参数获取空调负荷性能指标；若否，表明空调的制冷量不符合空调设计要求，需要调整空调选型输入参数中的空调制冷量标称值和空调制冷功率标称值，因此，需要在获取到调整后的空调选型输入参数后转至步骤S102，重新进行空调模拟计算。

在本发明实施例中最大空调制冷量计算值和最小空调制冷量计算值指的是在当前空调选型输入参数下，通过预设的换热装置模拟计算系统和预设的压缩机模拟计算系统能够模拟计算出的最大空调制冷量和最小空调制冷量。同时，由于存在冷却水进水温度较高或冷冻水出水温度较低等恶劣工况，模拟出的空调制冷能力会下降，此时输出的最大空调制冷量计算值可能会小于空调制冷量标称值，也可能会大于空调制冷量标称值。

下面结合附图5对本实施方案中基于Excel的空调选型方法的主要步骤作进一步说明。如图5所示，在本实施方案中基于Excel的空调选型方法主要包括以下步骤：

步骤S401：获取空调选型输入参数。

步骤S402：通过预设的换热装置模拟计算系统和预设的压缩机模拟计算系统并且根据空调选型输入参数进行空调模拟计算。

步骤S403：根据预设的停止计算条件以及空调模拟计算结果判断是否停止计算。具体地，若判断为停止计算，则转至步骤S404；若判断为不停止计算，则转至步骤S410。

步骤S404：停止空调模拟计算。

步骤S405：根据空调模拟计算结果获取目标判定参数。

步骤S406：判断目标判定参数是否处于预设的数值范围内。具体地，若目标判定参数处于预设的数值范围内，则转至步骤S407；若目标判定参数没有处于预设的数值范围内，则转至步骤S410。

步骤S407：根据空调模拟计算结果获取最大空调制冷量计算值和最小空调制冷量计算值。

步骤S408：判断最大空调制冷量计算值是否大于等于空调制冷量标称值，并且最小空调制冷量计算值是否小于等于空调制冷量标称值与预设的最小负载比的乘积。具体地，若最大空调制冷量计算值和最小空调制冷量计算值分别满足上述判断条件，则转至步骤S409；若最大空调制冷量计算值和最小空调制冷量计算值中任意一个不满足上述判断条件，则转至步骤S410。

步骤S409：获取空调负荷性能指标。

步骤S410：获取调整后的空调选型输入参数。同时，在获取到调整后的空调选型输入参数后，转至步骤S402。

在本发明实施例的步骤S409中，空调负荷性能可以包括空调在预设负荷等级下的部分负荷性能指标，预设负荷等级可以是100％负荷(即满载)、90％负荷和80％负荷等等，空调负荷性能指标可以包括空调制冷量指标、空调输入功率指标和空调能效比指标。在本发明实施例中可以按照以下步骤获取部分负荷性能指标：

步骤1：依次获取在每个负荷等级下压缩机模拟计算系统根据空调选型输入参数计算输出的第一部分负荷制冷量计算值和第一部分负荷空调制冷功率计算值，以及换热装置模拟计算系统根据第一部分负荷制冷量计算值和第一部分负荷空调制冷功率计算值计算输出的第一部分负荷空调能效比计算值。

步骤2：若当前负荷等级是最大负荷等级，则根据最大空调制冷量计算值与当前空调选型输入参数中空调制冷量标称值的比较结果，获取当前负荷等级对应的空调负荷性能指标。

具体而言，若最大空调制冷量计算值小于等于空调制冷量标称值，则根据最大空调制冷量计算值及其对应的空调制冷功率计算值和空调能效比计算值，获取当前负荷等级对应的空调负荷性能指标，即将最大空调制冷量计算值及其对应的空调制冷功率计算值和空调能效比计算值分别作为空调制冷量指标、空调输入功率指标和空调能效比指标。

若最大空调制冷量计算值大于空调制冷量标称值，则根据当前负荷等级对应的第一部分负荷制冷量计算值、第一部分负荷空调制冷功率计算值和第一部分负荷空调能效比计算值，获取当前负荷等级对应的空调负荷性能指标，即将第一部分负荷制冷量计算值、第一部分负荷空调制冷功率计算值和第一部分负荷空调能效比计算值分别作为空调制冷量指标、空调输入功率指标和空调能效比指标。

步骤3：若当前负荷等级不是最大负荷等级，则根据第一部分负荷制冷量计算值与最小空调制冷量计算值的比较结果，获取当前负荷等级对应的空调负荷性能指标。

具体而言，若第一部分负荷制冷量计算值大于等于最小空调制冷量计算值，则根据当前负荷等级对应的第一部分负荷制冷量计算值、第一部分负荷空调制冷功率计算值和第一部分负荷空调能效比计算值，获取当前负荷等级对应的空调负荷性能指标，即将第一部分负荷制冷量计算值、第一部分负荷空调制冷功率计算值和第一部分负荷空调能效比计算值分别作为空调制冷量指标、空调输入功率指标和空调能效比指标。

若第一部分负荷制冷量计算值小于最小空调制冷量计算值，则根据最小空调制冷量计算值及其对应的空调制冷功率计算值和空调能效比计算值，获取当前负荷等级对应的空调负荷性能指标并且停止获取其他负荷等级对应的空调负荷性能指标，即将最小空调制冷量计算值及其对应的空调制冷功率计算值和空调能效比计算值分别作为空调制冷量指标、空调输入功率指标和空调能效比指标。

在本发明实施例中的步骤3之后，还包括以下步骤：获取空调在多个预设负荷等级下的空调能效比指标并且根据空调能效比指标绘制关于预设负荷等级与空调能效比指标的变化曲线，以便能够根据该曲线观察在不同负荷等级下空调能效比的变化趋势。

在本发明实施例的步骤S409中，空调负荷性能还可以包括部分负荷性能系数IPLV/NPLV，在本发明实施例中可以按照以下步骤获取IPLV/NPLV：获取空调在多个预设负荷等级下的空调能效比指标并且根据空调能效比指标计算部分负荷性能系数IPLV/NPLV。在本发明实施例中，参照中华人民共和国国家标准GB/T 18430.1-2007规定的工况，分别计算综合部分负荷性能系数IPLV(Integrated Part Load Value)和非标准部分负荷性能系数NPLV(No-standard Part Load Value)。要说明的是，本发明实施例是利用本领域中常规的IPLV计算方法和NPLV计算方法来计算IPLV和NPLV，为了描述简洁，在此不再对IPLV和NPLV的计算过程进行具体描述。

在本发明实施例的步骤S409中，当空调选型输入参数中压缩机的数量是多个，空调负荷性能还包括空调在预设负荷等级下的最佳压缩机运行数量，在本发明实施例中可以按照以下步骤获取空调在预设负荷等级下的最佳压缩机运行数量：

步骤1：依次获取在每个预设负荷等级中每个压缩机运行数量下，压缩机模拟计算系统根据空调选型输入参数计算输出的第二部分负荷制冷量计算值和第二部分负荷空调制冷功率计算值，以及换热装置模拟计算系统根据第二部分负荷制冷量计算值和第二部分负荷空调制冷功率计算值计算输出的第二部分负荷空调能效比计算值。

步骤2：分别获取当前负荷等级中每个压缩机运行数量对应的第二部分负荷空调能效比计算值，选取最大的第二部分负荷空调能效比计算值对应的压缩机运行数量作为空调在当前负荷等级下的最佳压缩机运行数量。

上述实施例中虽然将各个步骤按照上述先后次序的方式进行了描述，但是本领域技术人员可以理解，为了实现本实施例的效果，不同的步骤之间不必按照这样的次序执行，其可以同时(并行)执行或以颠倒的次序执行，这些简单的变化都在本发明的保护范围之内。

本发明还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的设备或者装置程序(例如，PC程序和PC程序产品)。这样的实现本发明的程序可以存储在PC可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。

应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，单词“包括”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的PC来实现。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于Excel的空调选型方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤A1：获取空调选型输入参数；

步骤A2：通过预设的换热装置模拟计算系统和预设的压缩机模拟计算系统并且根据空调选型输入参数进行空调模拟计算；

步骤A3：根据预设的停止计算条件以及空调模拟计算结果判断是否停止计算：若是，则停止空调模拟计算并且根据所述空调选型输入参数确定空调选型结果；若否，则获取调整后的空调选型输入参数并转至步骤A2；

其中，所述换热装置模拟计算系统与所述压缩机模拟计算系统之间通过ExcelVBA程序进行数据通信；

当所述空调选型输入参数包括空调制冷量标称值、空调制冷功率标称值、空调能效比标称值、换热管参数和冷水参数时，“通过预设的换热装置模拟计算系统和预设的压缩机模拟计算系统并且根据空调选型输入参数进行空调模拟计算”的步骤具体包括：

步骤A21：通过Excel VBA程序将所述空调选型输入参数发送至所述换热装置模拟计算系统并且获取在满载下所述换热装置模拟计算系统根据所述空调选型输入参数计算输出的第一中间结果；

步骤A22：通过Excel VBA程序将所述第一中间结果发送至所述压缩机模拟计算系统并且获取在满载下所述压缩机模拟计算系统根据所述第一中间结果计算输出的第二中间结果；

步骤A23：通过Excel VBA程序将所述第二中间结果发送至所述换热装置模拟计算系统并且获取在满载下所述换热装置模拟计算系统根据所述第二中间结果计算输出的第三中间结果；

其中，所述第一中间结果包括换热装置的吸气/排气饱和温度、所述第二中间结果包括空调制冷功率计算值和空调制冷量计算值，所述第三中间结果包括冷冻水进水温度计算值、冷却水出水温度计算值和空调能效比计算值；

所述预设的停止计算条件包括所述空调制冷量计算值与所述空调制冷量标称值相等，所述冷冻水进水温度计算值与所述冷水参数中冷冻水进水温度相等，所述冷却水出水温度计算值与所述冷水参数中冷却水出水温度相等，所述空调制冷功率计算值与所述空调制冷功率标称值之间的偏差，以及所述空调能效比计算值与所述空调能效比标称值之间的偏差分别小于等于对应的偏差阈值。

2.根据权利要求1所述的基于Excel的空调选型方法，其特征在于，在“根据所述空调选型输入参数确定空调选型结果”的步骤之前，所述方法还包括：

根据所述空调模拟计算结果获取目标判定参数并且判断所述目标判定参数是否处于预设的数值范围内：若是，则执行“根据所述空调选型输入参数确定空调选型结果”的步骤；若否，则获取调整后的空调选型输入参数并转至步骤A2；

其中，所述目标判定参数包括所述换热装置模拟计算系统根据空调选型输入参数计算输出的所述换热装置的水流速度计算值、雷诺数计算值和阻力损失计算值。

3.根据权利要求2所述的基于Excel的空调选型方法，其特征在于，当所述目标判定参数处于预设的数值范围内时，在“根据所述空调选型输入参数确定空调选型结果”的步骤之前，所述方法还包括：

根据空调模拟计算结果获取最大空调制冷量计算值和最小空调制冷量计算值；

判断所述最大空调制冷量计算值是否大于等于所述空调制冷量标称值，并且所述最小空调制冷量计算值是否小于等于所述空调制冷量标称值与预设的最小负载比的乘积：若是，则通过所述换热装置模拟计算系统和压缩机模拟计算系统并且根据所述空调选型输入参数获取空调负荷性能指标；若否，则获取调整后的空调选型输入参数并转至步骤A2。

4.根据权利要求3所述的基于Excel的空调选型方法，其特征在于，所述空调负荷性能包括空调在预设负荷等级下的部分负荷性能指标，“通过所述换热装置模拟计算系统和压缩机模拟计算系统并且根据所述空调选型输入参数获取空调负荷性能指标”的步骤具体包括：

依次获取在每个负荷等级下所述压缩机模拟计算系统根据所述空调选型输入参数计算输出的第一部分负荷制冷量计算值和第一部分负荷空调制冷功率计算值，以及所述换热装置模拟计算系统根据所述第一部分负荷制冷量计算值和第一部分负荷空调制冷功率计算值计算输出的第一部分负荷空调能效比计算值；

若当前负荷等级是最大负荷等级，则根据所述最大空调制冷量计算值与当前空调选型输入参数中空调制冷量标称值的比较结果，获取当前负荷等级对应的空调负荷性能指标；

若当前负荷等级不是最大负荷等级，则根据所述第一部分负荷制冷量计算值与所述最小空调制冷量计算值的比较结果，获取当前负荷等级对应的空调负荷性能指标；

其中，所述空调负荷性能指标包括空调制冷量指标、空调输入功率指标和空调能效比指标。

5.根据权利要求4所述的基于Excel的空调选型方法，其特征在于，

“根据所述最大空调制冷量计算值与当前空调选型输入参数中空调制冷量标称值的比较结果，获取当前负荷等级对应的空调负荷性能指标”的步骤具体包括：

若所述最大空调制冷量计算值小于等于所述空调制冷量标称值，则根据所述最大空调制冷量计算值及其对应的空调制冷功率计算值和空调能效比计算值，获取当前负荷等级对应的空调负荷性能指标；若所述最大空调制冷量计算值大于所述空调制冷量标称值，则根据当前负荷等级对应的第一部分负荷制冷量计算值、第一部分负荷空调制冷功率计算值和第一部分负荷空调能效比计算值，获取当前负荷等级对应的空调负荷性能指标；

“根据所述第一部分负荷制冷量计算值与所述最小空调制冷量计算值的比较结果，获取当前负荷等级对应的空调负荷性能指标”的步骤具体包括：

若所述第一部分负荷制冷量计算值大于等于最小空调制冷量计算值，则根据当前负荷等级对应的第一部分负荷制冷量计算值、第一部分负荷空调制冷功率计算值和第一部分负荷空调能效比计算值，获取当前负荷等级对应的空调负荷性能指标；若所述第一部分负荷制冷量计算值小于最小空调制冷量计算值，则根据所述最小空调制冷量计算值及其对应的空调制冷功率计算值和空调能效比计算值，获取当前负荷等级对应的空调负荷性能指标并且停止获取其他负荷等级对应的空调负荷性能指标。

6.根据权利要求4所述的基于Excel的空调选型方法，其特征在于，所述空调负荷性能还包括部分负荷性能系数IPLV/NPLV，“通过所述换热装置模拟计算系统和压缩机模拟计算系统并且根据所述空调选型输入参数获取空调负荷性能指标”的步骤还包括：

获取空调在多个预设负荷等级下的空调能效比指标并且根据所述空调能效比指标计算所述部分负荷性能系数IPLV/NPLV。

7.根据权利要求4所述的基于Excel的空调选型方法，其特征在于，在“通过所述换热装置模拟计算系统和压缩机模拟计算系统并且根据所述空调选型输入参数获取空调负荷性能指标”的步骤之后，所述方法还包括：

获取空调在多个预设负荷等级下的空调能效比指标并且根据所述空调能效比指标绘制关于预设负荷等级与空调能效比指标的变化曲线。

8.根据权利要求3所述的基于Excel的空调选型方法，其特征在于，所述空调选型输入参数中压缩机的数量是多个，所述空调负荷性能还包括空调在预设负荷等级下的最佳压缩机运行数量，“通过所述换热装置模拟计算系统和压缩机模拟计算系统并且根据所述空调选型输入参数获取空调负荷性能指标”的步骤具体包括：

依次获取在每个预设负荷等级中每个压缩机运行数量下，所述压缩机模拟计算系统根据所述空调选型输入参数计算输出的第二部分负荷制冷量计算值和第二部分负荷空调制冷功率计算值，以及所述换热装置模拟计算系统根据所述第二部分负荷制冷量计算值和第二部分负荷空调制冷功率计算值计算输出的第二部分负荷空调能效比计算值；

分别获取当前负荷等级中每个压缩机运行数量对应的第二部分负荷空调能效比计算值，选取最大的第二部分负荷空调能效比计算值对应的压缩机运行数量作为空调在当前负荷等级下的最佳压缩机运行数量。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的基于Excel的空调选型方法，其特征在于，在“停止空调模拟计算并且根据所述空调选型输入参数确定空调选型结果”的步骤之前，所述方法还包括：

对迭代次数进行加1操作，随后判断迭代次数是否达到预设的次数阈值：若是，则执行“停止空调模拟计算并且根据所述空调选型输入参数确定空调选型结果”的步骤；若否，则转至步骤A1。

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