制冷空调数字化设计_张绍志陈光明_9787111729303

本书是制冷空调领域编程计算的实践指导书，强调快速入门。本书首先介绍了数值计算和工质热物性计算的常用知识，接下来对编程所要用到的工具EES软件和REFPROP软件进行了基础性讲解，在此基础上，讲解了制冷、低温、空调领域常见循环（蒸气压缩制冷循环、吸收式制冷循环、混合工质制冷循环、高压气体节流制冷循环）、系统（林德单塔系统、集中空调系统）、部件（压缩机、冷凝器、蒸发器、节流元件）的建模和编程分析，最后以专业期刊文章中的问题为例，进行了较为复杂的专业问题的数学建模和编程分析示范。书中大部分编程采用EES软件，还有小部分编程采用MATLAB软件。本书每章都配有例题，章尾布置有练习题，囿于篇幅，部分习题参考答案和编程代码在本书电子参考资料中提供。
本书可作为能源与环境系统工程、能源与动力工程、建筑环境与能源应用工程等专业的本科教材，也可供制冷及低温工程专业、动力工程专业研究生以及从事低温、制冷、空调行业的工程技术人员参考。

伴随计算机和互联网的迅速发展，各国传统制造业都走上了升级道路，我国在近年来也在大力推进制造业转型升级，以推动经济高质量发展。制冷空调行业属于传统行业，新的时代潮流对技术人员提出了新的能力要求，其中一个重要方面是运用计算机编程解决专业问题的能力。本书作者2005—2006年在美国马里兰大学、伊利诺伊大学厄巴纳香槟分校访问期间，注意到这些高校在培养学生编程解决专业问题方面的努力，认为值得借鉴学习，遂从2007年起将他们使用的EES软件引入研究生课程“制冷与低温计算机分析”，并在近年引入本科高年级的专业课程。在教学过程中，作者深切意识到需要有一本相关教材，由浅入深地对编程解决专业问题予以讲解，并给出足够的示例和习题，以便学生自行学习。为此，在浙江大学能源与环境系统工程系列教材建设项目的支持下，编写了本书。
　　本书的第1章介绍了纯质热物性计算的基本原理，以及混合物热物性计算的方法。工质热物性的编程计算是开展循环、系统和部件分析计算的基础，理解其中的原理对自行编程或调用现成库函数都有很大帮助，但考虑到本书定位为一本实践指导书，因此对于该部分知识的介绍较为简略，有需要深入学习的读者建议参阅本书的参考文献。第1章还对数值计算的一些基础知识进行了简介，知识点的选择主要基于作者个人经验，在内容方面偏重编程实践，针对对象是未学过数值计算相关课程的读者，使他们能够快速上手运用相关计算方法，学习过数值计算相关课程且有编程经验的读者可略过该部分内容。
　　本书的核心内容是第2~4章。其中，第2章对制冷空调的专业工具软件EES的基本功能进行了详细介绍，对EES软件的高级功能进行了简略介绍（详细资料在本书的电子参考资料中提供），随后给出了应用EES软件进行基本热力学过程分析的示例。第2章的最后对美国国家标准与技术研究院(NIST)开发的物性计算软件REFPROP进行了介绍，包括该软件的可执行程序以及MATLAB调用REFPROP的方法。第3章给出了制冷、低温、空调领域常见循环和系统的分析，包括蒸气压缩制冷循环、吸收式制冷循环、混合工质制冷循环、高压气体节流制冷循环、林德单塔系统、集中空调系统等内容。第4章给出了典型系统部件的建模和编程分析，包括压缩机、冷凝器、蒸发器、节流元件等。
　　本书第5章的范例来自研究生课程教学，所选论文均在近10年发表，且涵盖了制冷、低温、空调三个方向。为方便读者结合文献原文进行深入理解，第5章中所用符号尽量与文献原文保持一致。考虑到期刊论文所给参数不够全面（事实上这也是期刊论文的常态），参考程序计算结果与文献原文只能做到大部分一致，所给程序仅供读者参考。此外，作者及其学生也发现，即使是权威期刊上所发论文，由于各种原因也可能存在错误，完全照搬其中的模型和参数会得到错误的结果，需要根据所学专业知识，结合紧密相关的其他论文，对疏漏处予以必要的甄别。
　　万事开头难，作者在长期教学过程中发现，不少学生在面对稍微复杂的专业问题时，不清楚或不习惯采用编程手段加以解决。使用EES软件能解决上述尴尬局面，该软件容易上手，使用者能在较短的时间内掌握并开展较为深入的分析，从而体会到编程解决专业问题的威力和魅力。但是，对应用EES软件编程的局限性我们同样要有所认知，其计算速度严重依赖于初始值的设置，在变量个数多的时候计算速度较慢。在进行非稳态分布参数问题分析时，不推荐采用EES软件。依据作者的经验，使用MATLAB软件进行专业问题编程计算时速度也不快。本书部分使用MATLAB软件编程主要是因为MATLAB软件提供了大量使用方便的数学函数。如果对计算速度有要求，建议读者采用C（包括C++、C#）、Fortran、Python等语言。在编程逻辑上，使用MATLAB软件与使用C语言等并无区别。
　　本书的编写受益于研究生课程“制冷与低温计算机分析”中各位同学的讨论，在编写过程中，得到了研究生谢若怡、梁璐瑶的协助，在此一并致谢。
由于作者水平有限，书中错漏之处在所难免，恳切欢迎读者批评指正。

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