动态仿真软件dymola在建筑能耗分析中的应用

《动态仿真软件dymola在建筑能耗分析中的应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、动态仿真软件Dymola在建筑能耗分析中的应用动态仿真软件DymoIa在建筑能耗分析中的应用同济大学秦朝葵尹宁摘要:介绍了新一代模拟仿真软件Dymola的基本原理和特点,并与目前常用的Simulink进行了比较,同时对将该软件应用于建筑暖通空调设备的动态分析模拟币ll系统仿真方面的思路予以阐述.关键词:Dymola仿真能耗分析1引言据估计,空调系统的能耗在建筑总能耗中的比例高达30%～50%,这一比例随着气候,舒适程度要求的不同而有所变化.长期以来,对空调系统的能耗大都基于静态的设计工况,很少在变化气候的负荷条件下进行评估.随着《上海市公用建筑节能标

2、准》的实施,越来越多的设计方案将按照动态能耗指标来进行比照和测评,动态能耗计算软件也将日益成为设计人员不可或缺的设计工具.例如,由美国能源部资助开发的软件DOE,可以进行不同空调系统配置方案和不同建筑设计方案下的能耗计算;类似的国产软件DEST,HDY等都可实现建筑设计方案的空调负荷动态计算.在进行动态能耗计算时,很重要的一点是考虑设备的部分负荷运行性能,因为绝大部分情况下,设备是处于部分负荷下工作的,真正反映系统动态能耗的计算必须在确立合理,可靠的控制策略下进行.遗憾的是,目前几乎所有的动态仿真软件都不提供可供选择的设备组合,仅提供有限的设备种类,

3、型号.Dymola是在瑞典Li~6ping大学的技术支持下,由Modelica协会研发的新一代计算与仿真软件.该软件主要采用Modeliea语言,是一种基于物理模型实体的建模和仿真软件.该软件问世以后,以其独特的简单实用性,模型一目了然的图形化设计,大量的预定义模块数据库以及用户自定义模块良好的可重复利用性,带来了建模和仿真领域的一场荜命性,殳单.))2006年第1期上海煤气Dymola具备其它软件所没有的诸多优点和功能,如内核开放,用户自定义便捷等.该软件在国内的应用,尤其是暖通空调领域的应用尚处于起步阶段.本文对该软件在建筑冷热电系统方面应用的可

4、能性和主要优点进行初步分析和论述.2DymoIa简介【】2.1基于物理模型实体的模拟和仿真软件与传统的,基于Matlab的模拟和仿真软件Simuli~相比,Dymola最大的特点在于它的模型内部结构具有"无方向性"的特点.而在国内广泛应用的Simuli~,其输入和输出信号之间的步骤具有明确和唯一的方向性,其本质是一种数学上的赋值语句.举一个最简单的例子,在Simuli~建模过程中,有Z=X+Y的关系存在,其中X,Y作为输入量,Z作为输出量的关系已经由上述赋值语句确定了,X,Y与对应的Z是一种"因"与"果"的关系,Simuli~可以由给定的"因"推算出

5、"果",而不具备根据上述等式关系,由"果"计算出"因"的能力.而在实际工程应用中,每台设备都是一个不依赖于其它相关设备而存在的独立物理实体,Simuli~中定义的输出端状态的改变会直接影响输入端的状况,这就使Simuli~依赖的"方向性建模"在实际应用带来了很大的局限性.首先,其系统图由各环节的输入/输出量之间的复杂代数和逻辑关系组成,可读性差,不够清晰简洁:其次,在Simuli~中系统的单个设备的表达依赖于相邻设备的输入信号,而且输出信号要与运行过程后一个设备进行恰当的联系,这就严重影响了设备模块的可重复利用性.而Dymola的"无方向性"特点从根

6、本上克服了Simulink上述无法克服的弱点.这种"无方向性"是基于守恒定律的理念来实现的.如果将上述例子中的,Y,z视为三股满足z;X+Y关系的电流的话,根据守恒定律,由X,Y,z三者中的任意两者,就可以方便地推算出第三者的大小.Dymola中给出的表达式代表的是一种运算关系,而非因果分明的赋值语句,这就给它在工程领域的应用带来了极大的灵活性.这与我们平时用一系列公式确定某一设备运行特性的习惯是一致的.利用Dymola建模的过程中,这些描述性的公式可能以其原型出现在用Modelica语言编写的文本中,避免了将隐式函数转化为显式函数所需的大量工作.D

7、ymola平台上建立的系统模型构造,外观上可以与真实系统完全类似,将这些模型存储在模型库中以后,可以通过"拖一放"的方式轻松地将其在不同的系统中加以重复利用.在模型库建好以后,用户可以方便地读取源程序,并随时根据自己的需要和工程实际调整程序中各关系式包含的各个参数,具有高度的开放性和灵活性.2.2Dymola~-5系统动态仿真【2Dymola具有强大的动态仿真功能,这使它在建筑能耗逐时分析领域具有广泛的应用空间.与利用实验进行的仿真相比,虚拟系统仿真具有独到的优点.它可以使我们将注意力集中在为我们所关心的重要参数上,并且可以在一切可能的范围内方便地调

8、整这些参数.在很多情况下,我们对设备建模的目的只是为了获得正确的输出信号(如出口风量,温度,湿度等),而不必