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文檔簡介
1、瞬態(tài)系統(tǒng)模擬計算機(jī)程序a TRaNsient SYstem Simulation program說明書使用指南: 本書僅對trnsys 16入門學(xué)習(xí)做初步指導(dǎo),并沒有提供關(guān)于TRNSYS模擬軟件和實(shí)用程序的詳細(xì)介紹。詳細(xì)介紹在會以后章節(jié)中一一列出。注冊過的用戶可在TRNSYS網(wǎng)站上下載最新的版本。修正記錄: 2004-09 TRNSYS 16.00.0000 2005-02 TRNSYS 16.00.0037 2009-11 TRNSYS 17.00.0000如何獲取更多的信息:關(guān)于程序和程序應(yīng)用的詳細(xì)資料,用戶可以在TRNSYS網(wǎng)站或是太陽能實(shí)驗(yàn)室的TRNSYS聯(lián)系人那里獲取。TRNSYS
2、聯(lián)系人麥迪遜大學(xué)太陽能實(shí)驗(yàn)室1500 工程院, 1303工程研究所Madison, WI 53706 U.S.A.Email: Phone: +1 (608) 263 1586Fax: +1 (608) 262 8464TRNSYS 網(wǎng)址: /trnsys緒論緒論針對TRNSYS本身及其套件做了簡單介紹。從中您可以學(xué)會如何安裝、打開例子、在模擬演示窗口創(chuàng)建系統(tǒng)以及如何使用多維建筑界面。(TRNBuild)TRNSYS簡單介紹 TRNSYS是一個完整的、仿真環(huán)境具有可擴(kuò)展性的瞬態(tài)仿真系統(tǒng),包括多區(qū)的建筑物。來自世界各
3、地的工程師和研究人員借此驗(yàn)證新能源的概念,從簡單的家庭熱水系統(tǒng)的設(shè)計到模擬建筑物及其設(shè)備,包括控制策略、居住者的行為,、替代能源系統(tǒng)(如風(fēng)能,太陽能,光伏發(fā)電,氫能系統(tǒng))等。在過去的25年里,TRNSYS成功的一個關(guān)鍵因素在于系統(tǒng)的開放及其模塊化結(jié)構(gòu)。末端用戶可以獲取軟件的源代碼內(nèi)核,以及部件模型。 這有助于簡化現(xiàn)有的大模式,以使其更適應(yīng)用戶的特殊需要?;贒LL內(nèi)核的結(jié)構(gòu)化設(shè)計,用戶或第三開發(fā)商可以使用一些常見的編程語言(C, C + + ,PASCAL, FORTRAN, 等等),便可輕松地添加用戶設(shè)定的部件 。此外, TRNSYS可以很容易地連接到許多其它應(yīng)用軟件,比如模擬的前處理或是后
4、處理以及模擬過程中通過through interactive calls(例如Microsoft Excel, Matlab, COMIS ,等等) 。 TRNSYS應(yīng)用包括:太陽能系統(tǒng)(集熱和光伏) 低能耗建筑和新型空調(diào)系統(tǒng)(自然通風(fēng), 平板加熱/冷卻,double faade,等等可再生能源系統(tǒng)熱電聯(lián)產(chǎn),燃料電池任何動態(tài)仿真系統(tǒng)TRNSYS術(shù)語: 通常在模擬演示窗口中以圖形的方式組建TRNSYSY模擬方案。每種類型的部件都會在模擬引擎里有一對應(yīng)的數(shù)學(xué)模型,在模擬演示窗口有一系列配套的圖形,同時附加部件的描述:輸入、輸出、部件參數(shù)、等等。TRNSYSYS部件是以“Types“來命名,(比如T
5、ype1是指太陽能集熱器),Type56則是代表3維建筑模型。演示窗口會自動生成一個文本輸入文件,供TRNSYS模擬引擎使用。此類輸入文件被稱為deck file.。 本說明書中, TRNSYS16 ,是指TRNSYS 16安裝目錄。如果您選擇保持默認(rèn)位置,那么安裝位置即為 : Program Files文件 Trnsys161.1 TRNSYS組成 TRNSYS由以下界面組成: TRNSYS模擬演示窗口,模擬引擎( TRNDll.dll )及其執(zhí)行文件( TRNExe.exe ) ,可視化建筑數(shù)據(jù)輸入界面( TRNBuild.exe ) ,以及TRNSED應(yīng)用過程中,用于創(chuàng)建獨(dú)立、可重新發(fā)布
6、的程序的編輯器窗口( TRNEdit.exe ) 。TRNSYS演示窗口TRNSYS演示窗口是主要的可視化界面(以前稱為IISiBat ) 。在演示窗口界面,您可以執(zhí)行以下操作:拖拽部件到工作室、連接部件、設(shè)置模擬系統(tǒng)的參數(shù)。在演示窗口操作結(jié)束后,系統(tǒng)以Trnsys方案文件的格式(*.tpf)保存方案資料。當(dāng)您運(yùn)行模擬時,演示窗口還會創(chuàng)建了一個TRNSYS輸入文件(包含除圖形外所有資料的文本文件) 。圖1-1 :TRNSYS演示窗口模擬演示窗口包括輸出管理器,可以控制變量參數(shù)的完整性、打印、繪圖,以及錯誤分析窗口,從而詳細(xì)分析模擬過程。演示窗口還可以執(zhí)行的操作:使用 “新項(xiàng)目向?qū)А?生成項(xiàng)目,
7、使用Fortran生成一個新部件框架, 查看和編輯部件特性 (即部件的輸入/輸出/參數(shù)說明) ,查看輸出文件等。使用FortranTRNSYS模擬引擎模擬引擎采用Fotran語言編輯,the source is distributed(見 源代碼目錄),并匯編成一個Windows動態(tài)鏈接庫( DLL ) , TRNDll 。The TRNSYS kernel 讀入TRNSYS的所有模擬信息(包括用到的部件及其連接情況)到TRNSYS輸入文件,且命名為deck文件( *.dck) 。模擬引擎同樣可以讀取其它輸入文件(如氣象數(shù)據(jù)) ,并創(chuàng)建輸出文件。 仿真引擎因包含可執(zhí)行程序而得名。同時 TRNE
8、xe 具有在線繪圖功能。這是個很有用的工具。由此,在模擬過程中,您可以查看幾十個輸出變量的變化規(guī)律。圖1-2 : TRNExe 中的在線繪圖儀圖1-2所示,在線繪圖儀提供了一些先進(jìn)的功能,如顯示任意時間點(diǎn)的變量值;縮放某個區(qū)域,并在縮放窗口顯示被縮放時間段的變量數(shù)值??梢暬ㄖM界面TRNBuild (以前稱為Prebid )是用來輸入數(shù)據(jù)到多區(qū)域建筑物。設(shè)定所有的建筑結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié),以及分析建筑熱性能時所需的每個參數(shù),比如窗戶對光的選擇性吸收特性,供暖和制冷參數(shù)等。圖1-3 : TRNBuildTRNBuild創(chuàng)建一個建筑物描述文件( *.bui) 其中包括建筑模擬時所需的所有資料。需要注意的是
9、,和 TRNSYS 15不同的是:運(yùn)行模擬時,窗戶數(shù)據(jù)庫文件(w4-lib.dat)是必需的。 TRNEdit和TRNSED應(yīng)用 TRNEdit是一個專門編輯器,可用于創(chuàng)建或修改TRNSYS輸入文件(decks) 。 一般用戶不推薦使用TRNEdit修改deck文件,熟練的用戶可以嘗試。大多數(shù)用戶應(yīng)當(dāng)使用演示窗口生成和修改deck文件。 另一方面, TRNEdit可用于創(chuàng)建可再分發(fā)應(yīng)用程序(稱為 TRNSED應(yīng)用軟件) 。即使沒有TRNSYS許可證,終端用戶也可以得到這些應(yīng)用程序,從而可生成一個簡單的模擬工具。其中包括一個通過添加特殊命令到TRNSYS輸入文件后獲取的可視化界面。一些新功能,如
10、多個窗口(標(biāo)簽) ,可點(diǎn)擊的圖片,已添加到TRNSYS 16 。圖1-4 : TRNEdit -Tabbed view to design TRNSED applications想了解更多有關(guān)TRNSED的申請許可證,請檢查安裝文件夾下的license.txt文件。 TRNSYS附件TRNSYS提供了各種各樣的標(biāo)準(zhǔn)部件,和其他許多附加圖書館亦可以擴(kuò)充其功能: TRNLIB : / trnsys / trnlib (免費(fèi)部件數(shù)據(jù)庫) TRANSSOLAR圖書館: TESS圖書館: www.tess - 1.2
11、安裝 1.2.1系統(tǒng)要求軟件:操作系統(tǒng)需要:Windows 95/98 , NT 4.0中, 2000, ME或Windows XP中。 Windows 2000或XP意見:已知的問題在以前的Windows版本的資源管理中(這些問題不涉及TRNSYS或其實(shí)用程序) 。 編譯在DLL技術(shù)的幫助下,當(dāng)添加部件到TRNSYS中時,如果已獲得了預(yù)編譯的DLL文件,則不需要編輯部件程序。 如果你想調(diào)試TRNSYS或添加已獲取Fortran的代碼的部件,那么您將需要一個Fortran編譯程序(請參閱程序員指南的編譯器支持) 。如果您要創(chuàng)建自己的部件,你需要一個編譯程序能夠創(chuàng)造一個DLL文件 。包括任何Wi
12、ndows兼容的現(xiàn)有編譯器,比如C + + ,Delphi,F(xiàn)ortran或其他語言。 其他閱讀程序說明書要求裝有the free Acrobat readerAcrobat Reader (建議使用6.0版或更高版本,可受益于其更強(qiáng)大的搜索能力) 。 硬件: TRNSYS對硬件的要求主要取決于您想運(yùn)行的模擬。規(guī)格這里列出是基本要求和建議配置。后者可以允許以0.1秒的時間步長的全年模擬,同時使用全部功能的在線繪圖儀,而基本配置將允許您運(yùn)行更為典型的模擬。 最低配置 Pentium III處理器或同等配置 128 MB的內(nèi)存 200 MB的可用磁盤空間(如果您安裝了所有可選的氣象資料檔案,則需要
13、2.0G)推薦配置奔騰4處理器2.0 GHz或等同配置 512 MB內(nèi)存 1 GB的可用磁盤空間(如果您安裝了所有可選的氣象資料檔案,則需要3.0G)1.2.2 安裝TRNSYS 16 運(yùn)行安裝程序( trnsys16-setup- 16 XX- xxxx.exe ) 。這里xx.xxxx是確切的release number。安裝程序?qū)⒁龑?dǎo)您通過一系列的對話框,做出一些簡單的選擇。最后提示您接受許可協(xié)議,然后繼續(xù)安裝。圖1-5 :安裝TRNSYS 16日-第1部分您可以使用上一步和下一步按鈕瀏覽相鄰的對話框。您需要做出一些基本的選擇。圖1-6 :安裝TRNSYS 16日-第2部分您將被要求選擇
14、一個默認(rèn)設(shè)置的圖書館建筑物數(shù)據(jù)(材料和玻璃) 。如果您有許多TRNSYS 15的項(xiàng)目,你需要更新,選擇你在TRNSYS 15中使用的數(shù)據(jù)庫 。如果您的國家在列表中,請選擇這些圖書館(這些是當(dāng)?shù)氐能浖l(fā)行人創(chuàng)建的,往往是英語以外的其他語言) 。如果您不知道該如何選擇,保持默認(rèn)的選擇(基本) 。請注意,您可以隨時在TRNBuild中更改默認(rèn)的圖書館。接下來,會提醒您是否要創(chuàng)建快捷方式和associate file extensionswith TRNSYS準(zhǔn)文件擴(kuò)展名與TRNSYS 。您應(yīng)該選擇該選項(xiàng),除非您已經(jīng)安裝了TRNSYS 16 并且已有快捷方式或associations.協(xié)會。 當(dāng)你做出
15、了幾種選擇,如安裝目錄,然后安裝程序?qū)⑻嵝涯_認(rèn)開始安裝。圖1-7 :安裝TRNSYS 16-第3部分安裝完成后,安裝程序?qū)L試復(fù)制您的用戶注冊碼(以下簡稱“ user16.id ”文件)到目標(biāo)文件夾。如果您采用CD安裝,程序應(yīng)該能夠找到該文件。相反(例如,如果您安裝的是下載的版本) ,您應(yīng)該按照屏幕顯示的要求將 “ user16.id ”文件復(fù)制到安裝目錄。 當(dāng)您點(diǎn)擊“完成” 按鈕,安裝程序?qū)⑼顺霾幽J(rèn)瀏覽器,顯示剛才安裝的版本說明。當(dāng)然你可以在安裝的最后不選擇“Display Release Notes“,這樣就可以跳過這一操作。(不推薦這樣做,因?yàn)榘l(fā)行號對你剛剛安裝的軟件來說有很重要
16、的作用)。1.2.3 安裝擴(kuò)展的氣象數(shù)據(jù)安裝TRNSYS 16 后,安裝程序?qū)L試復(fù)制您的用戶注冊碼到目標(biāo)文件夾。載于里面有一個小文本的注冊資料文件, user16.id 。如果您采用CD安裝,安裝程序應(yīng)該找得到user16.id文件,并安裝它。 如果您是從網(wǎng)絡(luò)下載,安裝程序?qū)⑼ㄖ悖鼰o法找到user16.id 文件。在這種情況下你只需要復(fù)制該文件到安裝目錄( C : ProgramFiles Trnsys16默認(rèn)安裝目錄) 。如果您無法找到您的注冊資料,請聯(lián)系您的經(jīng)銷商。該TRNSYS安裝程序?qū)⒈4嬉恍庀髷?shù)據(jù)資料,that will show you an example of thea
17、vailable data sources and data formats然而, TRNSYS 16配備了一套全面的氣象資料數(shù)據(jù),包括140多個國家內(nèi)1000多個地方。如果想查看更多已有的氣象數(shù)據(jù)和地點(diǎn),請參閱第6章的文件(氣象資料)。如果您想進(jìn)行安裝擴(kuò)展氣象數(shù)據(jù)軟件,運(yùn)行氣象數(shù)據(jù)安裝程序, trnsys16-weather-16-xx-xxxx.exe(其中xx - xxxx是發(fā)行號) 。安裝程序和TRNSYS 16安裝程序很相似,同樣是幾個對話框和一些簡單操作。圖1-8 :安裝擴(kuò)展的氣象數(shù)據(jù)您可以對其中的數(shù)據(jù)進(jìn)行選擇性安裝(因?yàn)榘姹静煌?,所以下面截圖不一定相同) 。請注意,安裝所有的數(shù)據(jù)
18、文件將需要占用超過1.5 GB的可用磁盤空間。 當(dāng)氣象數(shù)據(jù)安裝完成,您便可以使用TRNSYS 。1.3 使用TRNSYS的例子本節(jié)講述了如何快速地打開和運(yùn)行已有的TRNSYS例子。然后,您就可以針對項(xiàng)目項(xiàng)目需求修改現(xiàn)有的例子,創(chuàng)建自己的設(shè)計方案。 1.3.1 打開和運(yùn)行一個簡單的例子運(yùn)行演示窗口的方法有:1、使用已創(chuàng)建的快捷方式瀏覽,2、找到%TRNSYS16%StudioExe文件,運(yùn)行TrnsysStudio.exe。在菜單中選擇File/Open并選擇%TRNSYS16%ExamplesBeginBegin.tpf.。打開iade是一個TRNSYS設(shè)計方案,包括太陽能集熱器,數(shù)據(jù)讀取器,
19、一臺打印機(jī)等。圖1-9 :在“開始”的例子部件結(jié)構(gòu)檢查的某個部件的結(jié)構(gòu)時,雙擊它的圖標(biāo)。這時打開一個窗口多個標(biāo)簽。當(dāng)你打開窗戶,最重要的標(biāo)簽列出一些參數(shù)和其值(太陽能集熱器的參數(shù)如圖1-9 ) 。通過點(diǎn)擊“More”按鈕,你可以看到更多的有關(guān)參數(shù)。 你可以嘗試不同的標(biāo)簽,以查看部件的輸入,輸出及衍生參數(shù)(前提是衍生參數(shù)可代表部件的性能參數(shù),例如:節(jié)點(diǎn)代表水箱中水量) 。注:輸入表格里顯示的數(shù)值和單位是對應(yīng)輸入的初始值。如果這些輸入和別的部件連接的話,模擬過程中會被覆蓋。連接如果您雙擊部件間的連線,您將打開一個新的窗口,列出所有此鏈接中所有的輸入輸出連接。圖1-10顯示Type109 (氣象數(shù)據(jù)
20、讀取和處理)和Type1b(太陽能集熱器)之間的連接。圖1-10 :連接窗口范例如果輸入輸出連接太多,以至于窗口無法完全顯示。您可以調(diào)整窗口大小或使用滾動條。注意:演示桌面可設(shè)置自動滾動的連接窗口(以及項(xiàng)目窗口) 。如果你想啟用/禁用該模式,轉(zhuǎn)到File/Settings/Project 下 check/uncheck auto-scroll對話框。對準(zhǔn)已有的輸入輸出連接,這樣建立新的連接會更容易些。要做到這一點(diǎn),點(diǎn)擊左邊最下方的按鈕(見圖1-11)。圖1-11 :直線化連接窗口您也可以設(shè)置限定條件“單位”,選擇單位對應(yīng)的輸入輸出參量。當(dāng)然單位為“任意”或是“不確定”的也會被顯示出來。圖1-1
21、2 :選擇性連接窗口或者,您可以使用表格窗口,顯示和管理連接:只要轉(zhuǎn)換“Classic”標(biāo)簽的“Table”按鈕。如圖1-13所示 。圖1-13 :直線化連接窗口 運(yùn)行仿真和查看結(jié)果您可以按下“Calculate/RunSimulation”快捷方式“F8 ”鍵運(yùn)行模擬。 在線繪圖儀模擬桌面上至少有一個在線繪圖儀。其中有一個在模擬過程中起作用。在線繪圖儀提供了多種功能,將幫助您在模擬過程中及結(jié)束后分析模擬結(jié)果。 通過右鍵點(diǎn)擊圖表任何地方,您可以中斷/繼續(xù)模擬運(yùn)行, 當(dāng)然也可以通過使用“F7 ”和“F8 ”鍵,或使用“Calculation/Stop”和“Calculation/Resume”菜
22、單工具。當(dāng)你想分析某個時間段內(nèi)的模擬情況時,可是使用“Pause at”命令。當(dāng)模擬停止時,您可以使用“Plot options”菜單更改的繪圖背景或線寬。也可以通過點(diǎn)擊坐標(biāo)軸,打開對話框,改變左側(cè)及右側(cè)的Y軸坐標(biāo)軸范圍(見圖1-14注意:重新模擬運(yùn)行時,這些改變就隨之失效。要想修改可以被記錄,可以雙擊online plotter 按鈕,修改online plotter內(nèi)參數(shù)。圖1-14 :在線繪圖儀 模擬暫停 Y軸控制箱點(diǎn)擊圖標(biāo),可以隱藏或顯示對應(yīng)變量。例如在按下圖1-14中紅色圓圈,則隱藏/顯示QAux的圖表。 模擬分析:縮放和顯示數(shù)值您可以放大模擬繪圖儀中的一部分,從而觀察短時間間隔內(nèi)的
23、更詳細(xì)的參數(shù)變化。采用拖放功能,從左上角到右下角,選擇進(jìn)行縮放的部分。在放大窗口中,您可以通過點(diǎn)擊坐標(biāo)軸本身調(diào)整Y軸變化區(qū)間和X軸(時間)范圍,。當(dāng)你需要觀察的時間范圍非常小,很難在直接縮放來實(shí)現(xiàn)時,這會非常有用。在“正?!被蛟凇翱s放”窗口中,均可以顯示任何變量在任何時候的數(shù)值。方法:按住SHIFT鍵,移動鼠標(biāo)左鍵。如圖1-15所示圖1-15 :在線繪圖儀:顯示數(shù)值注:按住shift拖動鼠標(biāo),在線繪圖儀可以顯示參數(shù)的數(shù)值,而時間則是由trnsys時間步長差值計算而得。如果您想看到的只是實(shí)際的時間步長點(diǎn)的結(jié)果, 同時按住ctrl和shift,并移動鼠標(biāo)。比如,只研究0和1兩個步長點(diǎn),若采用前者,
24、在線繪圖儀會繪出一條變化曲線,其值只是這兩點(diǎn)模擬結(jié)果的差值解,而不是真正的模擬結(jié)果。關(guān)閉在線繪圖儀和分析結(jié)果結(jié)束模擬時,系統(tǒng)提示您是否要退出在線繪圖儀。如果您選擇“NO” ,你將能繼續(xù)使用上述的功能。如果您按“YES” ,你會回到演示窗口,從那里可以查看打印結(jié)果。通過“Calculate/Open/External Files”,或者雙擊部件(有外部文件),打開External Files對話框,選擇編輯按鈕,這樣您可以打開外部文件(包括輸入和輸出文件)。如圖1-16所示。這兩種做法均會打開該文件的編輯使用規(guī)定Both actions will open the file using the
25、editor set inFile/Settings/Directories/Text Editor (記事本默認(rèn)) 。注意:文件名*意味著TRNSYS將使用輸入文件( 。dck) 的文件名重新創(chuàng)建新文件。例如:如果您的項(xiàng)目的輸入文件名是“ MyProject.dck ”,輸出時你選擇 “*”作為輸出文件的名稱, TRNSYS將自動創(chuàng)建一個名為“ MyProject.dat ”的文件 。 警告:輸入(deck)文件名稱并不總和TRNSYS 演示窗口項(xiàng)目名稱相同。Deck文件名是建立在該項(xiàng)目的Control Cards, 這可以通過“Assembly/Control Cards”或適當(dāng)?shù)墓ぞ邫诎?/p>
26、鈕。圖1-16 :打開的外部文件標(biāo)準(zhǔn)TRNSYS部件常常會建立文本文檔,但對于一個項(xiàng)目,您可以使用任何文件擴(kuò)展名。特別是,一些用戶覺得用常用的電子數(shù)據(jù)表軟件擴(kuò)展名更方便,例如: “ .xls ” 。用表格軟件打開這些文件時,只需在Windows資源管理器中雙擊該文件的圖標(biāo)即可。但是,請注意,創(chuàng)建的文件只能有純文字信息。其它特征,如顏色, 不能和標(biāo)準(zhǔn)部件一同創(chuàng)建。 模擬故障分析(錯誤管理器) 在模擬, TRNSYS輸出一特殊文檔,稱為日志文件。該文件和deck文件有相同的文件名,擴(kuò)展名為.log。同時生成另一個文件,列表文件,(包含所有的信息,除了一份相同的輸入文件,還有一些額外的打印結(jié)果,比如
27、每次迭代計算時的輸入輸出的“追蹤”結(jié)果。在演示窗口中,點(diǎn)擊LST工具條,打開Error Manager,便可看到LOG和列表文件。圖1-17顯示了一個錯誤信息的例子,方程中含有不存在的變量。模擬結(jié)束時出現(xiàn)一個“ TRNSYS錯誤”對話框。然后,您就可以返回到演示窗口,點(diǎn)擊確定,。您可以打開錯誤管理器,分析模擬期間生成的提示、警告和錯誤訊息。圖1-17 :錯誤管理器在錯誤管理器界面中,通過“Units stats”和“Types stats”可以看到每個部件消耗的時間和被引用的次數(shù)。最后,點(diǎn)擊“Lst File”選項(xiàng)卡,將以文本編輯器的方式打開列表文件。 1.3.2 打開并運(yùn)行一個多維建筑模型例
28、子(類型56 ) “ Sunspace ”是BESTEST Case 960中的一個簡單例子。 BESTEST (建筑節(jié)能模擬程序測試)是國際能源機(jī)構(gòu)用來測試和診斷建筑能耗模擬程序中圍護(hù)結(jié)構(gòu)部分仿真能力很成熟的理論。打開窗口和運(yùn)行例子在演示窗口,打開 TRNSYS16 Example SunSpace SunSpace.tpf 。部件選取和部件連接同上述。圖1-18 :SunSpace 例子當(dāng)您運(yùn)行例子時(按F8 ) , TRNSYS啟動TRNBuild以處理建筑輸入數(shù)據(jù)。這可以確保TRNSYS中使用的數(shù)據(jù)和最新版本.Bui文件相匹配以及Type56會找到用來模擬所需的所有文件((.bld,
29、.trn and .inf) 。自動開啟TRNBuild 后,彈出在線繪圖儀窗口,模擬開始運(yùn)行。圖1-19 : SunSpace例子:在線繪圖儀窗口通風(fēng)和最適宜溫度的變化圖1-19顯示的是在線繪圖儀窗口,二月一號最適宜的通風(fēng)和溫度建筑編輯說明建筑模型涉及太多的參數(shù),很難使用一個標(biāo)準(zhǔn)的形式上的演示窗口。建筑模型采用一個特殊文件描述,.dui文件。右擊building圖,選擇“Edit building”,進(jìn)行建筑參數(shù)的修改,如圖1-20所示 。這將啟動TRNBuild,并打開相應(yīng)的.bui文件。圖1-20 : SunSpace例子:啟動建筑編輯器, TRNBuild你可以探索建立參數(shù)高層(熱區(qū))
30、的底部水平(熱性能一層大規(guī)模墻) 。舉例來說,在“ SunZone ”中,你可以修改窗口面積從12到1,如圖1-21 所示。要做到這一點(diǎn),請在TRNBuild Manager點(diǎn)擊區(qū)域的名稱( SUNZONE ),然后在對話框中選擇3維 墻體( 朝向南面的BST_H_EXT類型)。右邊工作窗口將顯示該窗戶的特性。圖1-21 : SunSpace例子:改變窗戶面積對比圖1-19,可以看出,面積減少后,夏季的溫度有了大幅度的降低。1.4 創(chuàng)建一個TRNSYS項(xiàng)目在這一節(jié)中,我們將介紹創(chuàng)建“Begin”的詳細(xì)步驟。首先是必須選擇的系統(tǒng)的物理描述。 1.4.1 系統(tǒng)描述圖1-22展示的便是模擬系統(tǒng) 。這
31、是一個簡單的太陽熱能的應(yīng)用,這里太陽能集熱器用來預(yù)熱工作流體水。圖1-22 :一個簡單的太陽能預(yù)熱應(yīng)用水泵每天從上午8時至下午6時運(yùn)行。泵的最大流量50L/h。水泵進(jìn)口水溫恒定,20C,水泵的功率為16.7KW,假設(shè)5%的電能轉(zhuǎn)化成熱能,加熱流體。 該太陽能陣列由兩個1米的平板集熱器并聯(lián)而成。1平方米是指孔徑面積(平板集熱器就是指玻璃面積) ,這和下面給出的有效參數(shù)是一致的。這兩個平板是一樣的。性能已經(jīng)測試過,方程也是一樣的,并在流量為40L/h.m2時得到驗(yàn)證,得出的有效參數(shù)為,0 = 0.8, a1 = 3.61 W m-2 K-1, a2 = 0.014 W m-2 K-229頁公式?jīng)]編
32、輯此外,根據(jù)制冷與空調(diào)工程師協(xié)會的測試方法,零階和一階入射角修正系數(shù)被認(rèn)為是本B0 = 0.2和B1 = 0.0 。該太陽能集熱器傾角為45 ,面朝南(注:這不是為了提供一個指定地點(diǎn)的最佳的太陽能集熱器方向) 。 在歐洲,太陽能集熱器測試報告常常給的效率公式和上述有所不同 :平均(或板中間)溫度替代入口溫度。請務(wù)必注意,在Type 1的效率模式(參數(shù)4 ) ,如果是這種情況(參數(shù)值應(yīng)設(shè)為2) 輔助加熱器,最大功率1400瓦, 不考慮損失。在設(shè)定的60攝氏度下,該系統(tǒng)是設(shè)在布基納法索首都瓦加杜古。模擬的時間步長是一小時,模擬結(jié)果是有關(guān)系統(tǒng)的溫度和熱流密度,以及復(fù)合能量傳遞Qaux和Qcoll (
33、輔助能源率和有效的太陽能利用率) 。關(guān)注的時間是1月和2月。 1.4.2 建模方法開始在演示窗口中創(chuàng)建該項(xiàng)目前,我們需要研究被模擬的系統(tǒng),決定什么因素是起作用的,并確定用于在模擬的組成部分。 該太陽能系統(tǒng)包括太陽能集熱器,水泵,以及一個輔助加熱器。我們還需要讀取并處理瓦加杜古的天氣數(shù)據(jù),以及輸出一些結(jié)果(包括在線繪圖和打印文件)。 需要用到的部件如下 Type109氣象數(shù)據(jù)讀取器和處理器:此部件用于讀取天氣參數(shù),并進(jìn)行處理,用來計算任意表面的太陽輻射能。 Type 3 水泵:簡單水泵模型(機(jī)械循環(huán)) Type 1太陽能集熱器:適用于二階能量方程的平板集熱器Type 24整合:將用于整合能源利用
34、率Type 25 :打印機(jī) Type 65 :在線繪圖儀1.5.3 。創(chuàng)建項(xiàng)目的詳細(xì)說明 。創(chuàng)建一個空項(xiàng)目在演示窗口,F(xiàn)ile/New目錄下選擇Empty Project,然后點(diǎn)擊“Creat” 。默認(rèn)情況下,該項(xiàng)目將建立在 TRNSYS16 MyProjects下的一個新的文件夾里,名為Projectn ,其中n是數(shù)字(創(chuàng)建的第一個項(xiàng)目,n省略,即為Project.tpf ) 。 這將創(chuàng)建一個空項(xiàng)目。首先通過 “Assembly/Control Cards”設(shè)置一些全球模擬參數(shù),或通過點(diǎn)擊圖1-23所示的文件圖標(biāo)。您只需要改變仿真停止時間,默認(rèn)值改為1416(二月底)。在Con
35、trol Cards窗口中,拖動滾動條,您會發(fā)現(xiàn),deck文件和空文件同名,后綴為.deck。如果需要,可以改變文件名。 。添加并配置各部件現(xiàn)在可以添加部件到空項(xiàng)目中。氣象數(shù)據(jù)讀取和處理 從數(shù)據(jù)讀取和太陽輻射處理器開始介紹,Type 109。可以在Direct Access Tool(屏幕右邊的結(jié)構(gòu)目錄)中找到,位于Weather data reading and processing目錄下。我們需要讀取瓦加杜古(布基納法索,非洲)的氣象數(shù)據(jù) ,它可作為氣象數(shù)據(jù)庫生成 Meteonorm (指第9章介紹的更詳細(xì)的氣象資料) 。 Meteonorm使用TMY2數(shù)據(jù)格式,所以我們選擇
36、Standard FormatTMY2中的Type109。您可以通過拖拽的辦法將結(jié)構(gòu)目錄中的部件添加到項(xiàng)目窗口。(見圖1-23 ) 。 部件配置 雙擊部件,可以獲得其參數(shù),輸入,輸出和其他結(jié)構(gòu)設(shè)置,如外部文件。本例中,我們打開“External Files”,并選擇瓦加杜古的文件,即%TRNSYS16%WeatherMeteonormAfricaBF-Ouagadougou-.tm2 109型也可以用來計算平板集熱器的入射輻射,所以我們需要設(shè)置傾斜表面合適的傾斜角和方位角。在“Input”中,設(shè)置表面傾斜角45度和方位角0 ( 0表示面向赤道,比如,北半球時面朝南) 。這將設(shè)置一些輸入?yún)?shù)的初
37、始值,并且這些值在模擬過程中不改變。缺省的條件下,可以默認(rèn)地面反射系數(shù)為0.2. 圖1-23 :控制窗口及Type 109 (天氣數(shù)據(jù)讀取器/處理器) 太陽能利用系統(tǒng)現(xiàn)在我們將新增3個物理系統(tǒng)模型所需的三個組成部件:水泵,太陽能集熱器和輔助加熱器。選定的部件如下: HydronicsPumpSingle speedType3b更改的設(shè)置:設(shè)置最大流量(參數(shù)1 )為 50kg/hHVACAuxiliary HeatersType6 更改的設(shè)置:設(shè)置最大功率(參數(shù)1 ) 為5040kj/h= 1400 W Solar Thermal CollectorsQuadratic Efficiency C
38、ollector2nd-Order Incidence AngleModifiersType1b更改設(shè)置:設(shè)置集熱面積(參數(shù)2 )為2 m.。請注意,給出的集熱面積是總面積,而不是單個集熱器的面積。如果一些效率參數(shù)的誤差在允許范圍內(nèi)(比如準(zhǔn)確值為12.996 kJ/h-m-K 和0.0504 kJ/h-m-K)。傾斜角(參數(shù)9)的初始值不需要修改,因?yàn)槭艿絋ype109的輸出的制約(之后改變集熱器傾斜角會容易些,因?yàn)橹挥幸粋€值需要修改) 。公用部件:我們需要輸送時間變化控制信號來固定水泵的流量,還需要積分,繪圖和印刷模擬結(jié)果。故需添加4個部件: UtilityForcing Functions
39、GeneralType14h 參數(shù):需要定義的配置文件是一階梯功能函數(shù),0 代表0點(diǎn)至08:00 點(diǎn), 1是從08:00至18:00 , 第二個0表示18:00至24:00 (配置文件24h后再) 。為了形象的描述,我們將時間分成6個點(diǎn): ( 0 ; 0 ) , ( 8 ; 0 ) , ( 8 ; 1 ) , ( 18 ; 1 ) , ( 18 ; 0 ) , ( 24 0 ) 。 因此,除了初始值還需要5點(diǎn),輸入值如下: 0 ; 0 ; 8 ; 0 ; 8 ; 1 ; 18 ; 1 ; 18 ; 0 ; 24 ; 0 。 演示窗口提供了一個定義階梯時間的便捷方式,即使用Type14的圖形插件
40、。具體請參考節(jié)。For step-like forcing functions, it is recommended to define the profile byrepeating the time values with two different function values, as it is done hereabove, and to use the average value of function output of Type 14. This willensure consistent results for any chosen time step 步樣迫
41、使職能,建議,確定個人資料重復(fù)的時間價值是兩個不同的函數(shù)值,因?yàn)樗窃谶@里完成上述情況,并利用噸 UtilityIntegratorsQuantity IntegratorType24默認(rèn)配置將模擬的所有結(jié)果疊加起來。設(shè)置輸入欄的參數(shù)為2(2是指需要疊加的輸入的數(shù)目)輸出中對應(yīng)的參數(shù)也會自動更新。 OutputOnline PlotterOnline Plotter Without FileType65d參數(shù):左邊軸有3個變量,右側(cè)2個。設(shè)定左側(cè)溫度變化范圍為-100;100,右側(cè)傳熱速率變化范圍為0;10000,盡量減少圖形的重疊部分。 OutputPrinterNo UnitsType25
42、c無需對默認(rèn)設(shè)置做任何改變。打印機(jī)會將模擬的全部結(jié)果以*.out格式輸出一個文件,其中*是deck文件的名稱(比如沒有重新命名的話,文件名是Projectn)。修改打印機(jī)輸出參數(shù)的個數(shù)為2(在輸入欄中點(diǎn)擊 How many variables are to be printed by this component?) 。連接部件使用連接工具連接部件,點(diǎn)擊link按鈕激活此功能(見圖1-24 ) 。當(dāng)您移動鼠標(biāo)到一個部件圖標(biāo)時,可連接8個點(diǎn)顯示出來。點(diǎn)擊一個點(diǎn)作為起點(diǎn),然后點(diǎn)擊需要連接的部件,選擇一個點(diǎn)做為終點(diǎn)。新建立的鏈接是空的,即它沒有連接任何(輸出;輸入)。連接采用不同顏色表
43、示(默認(rèn)情況下藍(lán)色,已建立連接的是黑色) 。圖1-24 :添加鏈接內(nèi)部的輸入輸出關(guān)系,您必須先返回到選擇工具條(點(diǎn)擊白色的箭頭圖標(biāo)或按ESC鍵)。然后,您可以雙擊鏈接來編輯內(nèi)部連接,如圖1-24所示 使用過濾器,直線化工具或使用“table view” ,可以使連接更加容易,詳細(xì)說明見 。本例中所需的鏈接如下: 系統(tǒng)連接 Type109 (氣象資料Weather)到Type1 (太陽能集熱器Solar collecter) Total radiation on horizontal Total horizontal radiation Sky diffuse radiation
44、on horizontal Horizontal diffuse radiation Total radiation on tilted surface Incident radiation Angle of incidence for tilted surface Incidence angle Slope of tilted surface Collector slope總水平輻射總水平輻射水平天空散射水平散射傾斜表面的總輻射入射輻射傾斜表面的入射角入射角傾斜表面的傾斜角集熱器的傾斜角Type14 (控制部件Forcing Function ) ,到Type3(泵 Pump) Averag
45、e value of function Control signal 部件的平均值控制信號 Type3型(泵 Pump) ,到Type1(太陽能集熱器) Outlet fluid temperature Inlet temperature Outlet flowrate Inlet flowrate出口溫度進(jìn)口流體溫度出口流量進(jìn)口流量輸出部件的連接連接到Type24(Integrator積分) Type 1 (Solar collector), Useful energy gain Input to be integrated-1 Type 6 (Auxiliary heater), Requ
46、ired heating rate Input to be integrated-2Type1(太陽能集熱器Solar collector),有效太陽輻射積分1的輸入Type6(輔助加熱器Auxiliary heater),必須的熱流量積分2的輸入連接到Type65(Online plotter 在線繪圖儀) Type 3 (Pump), Outlet fluid temperature Left axis variable-1 Type 1 (Solar collector), Outlet temperature Left axis variable-2 Type 1 (Solar col
47、lector), Useful energy gain Right axis variable-1 Type 6 (Auxiliary heater), Outlet fluid temperature Left axis variable-3 Type 6 (Auxiliary heater), Required heating rate Right axis variable-2Type3(泵Pump),出口流體溫度左側(cè)變量1Type1(太陽能集熱器Solar collector),出口溫度左側(cè)變量2Type1(太陽能集熱器Solar collector),有效太陽輻射右側(cè)變量1Type6
48、(輔助加熱器Auxiliary heater),出口流體溫度左側(cè)變量3Type6(輔助加熱器Auxiliary heater),必須的熱流量右側(cè)變量2連接到Type25(Printer 打印機(jī)) Type 24 (Integrator), Result of integration-1 Input to be printed-1 Type 24 (Integrator), Result of integration-2 Input to be printed-2Type24(Integrator積分),積分1的結(jié)果打印變量1的輸入Type24(Integrator積分),積分2的結(jié)果打印變量2
49、的輸入 設(shè)定標(biāo)簽一些輸出部件允許定義標(biāo)簽、描述符或者輸出變量。在演示窗口中,這些可變參數(shù)在輸入欄中,代替輸入?yún)?shù)的初始值。 本例中,我們需要確定Type25 (打印機(jī)Printer)和Type65 (在線繪圖儀 Online plotter)的描述符。 圖1-25顯示可以打印和繪圖的參數(shù)名。圖1-25 :定義輸出部件的變量描述符 。運(yùn)行該項(xiàng)目,并分析結(jié)果點(diǎn)擊Calculate/Run Simulation或按F8運(yùn)行模擬。模擬過程中,在線繪圖儀會顯示模擬結(jié)果,同時生成輸出文件。在文件輸入或是模擬過程中發(fā)生錯誤,您可以在錯誤管理器中查看詳細(xì)的錯誤信息(見1.4.1.
50、3節(jié)“Troubleshooting a simulation”) 。演示窗口的一些備選操作部件TYPE14(Forcing Function)使用其圖形插件 Type14是一個標(biāo)準(zhǔn)部件,其插件技術(shù)已經(jīng)非常成熟。在演示窗口中,任何部件可以與一個單獨(dú)的可執(zhí)行程序連接,幫助用戶修改其結(jié)構(gòu)。如Type14 ,插件提供了圖形化的方式定義強(qiáng)迫功能的時間表??梢詥硬寮ㄟ^點(diǎn)擊部件描述窗口中特定的圖標(biāo)。這將啟動外部程序,如圖1-26所示 ??梢允褂貌寮x所需的資料。完成后,單擊OK,插件會自動修改Type14的參數(shù)并退出窗口。圖1-26 :使用Type14 插件(Forcing Funti
51、on)使用外部管理器定義需繪圖和打印的參數(shù)變量按上述的指示,我們添加了一個在線繪圖儀和打印機(jī),操作和添加其它部件一樣。演示窗口提供另一種繪圖和打印參數(shù)的方法:輸出管理器(Output Manager)。在“Assembly”菜單下打開輸出管理器。圖1-27顯示了如何定義一個在線繪圖儀(連接和上例子的相同)新增一個在線繪圖儀(在線繪圖儀上的圖標(biāo)在右側(cè)) 點(diǎn)擊右側(cè)樹狀結(jié)構(gòu)上已創(chuàng)建的在線繪圖儀,設(shè)定參數(shù),使其具有有3個左側(cè)軸變量和2個右側(cè)軸變數(shù)。您還可以更改軸的變化范圍,等。 展開右側(cè)的在線繪圖儀目錄以及左側(cè)的需要的部件目錄(比如,泵),選擇需要繪圖的第一個變量(出口流體溫度) ,選擇在線繪圖儀的“
52、left-axis variable-1”,然后按一下右側(cè)箭頭使其連接。重復(fù)連接其它需要繪圖的變量。 完成后,關(guān)閉輸出管理器。項(xiàng)目中,一個新的在線繪圖儀命名為“ System -Plotter被創(chuàng)建。在項(xiàng)目窗口或輸出管理器,您可以修改繪圖儀參數(shù)和連接方式。特別是,您可以在proforma 的“input”欄中變更變數(shù)標(biāo)簽( “name” )。圖1-27 :輸出管理器對于輸出文件,有一快捷方式傳送到一個新的打印機(jī):任何組成部件, 雙擊它的圖標(biāo),然后轉(zhuǎn)到“output”欄。每個輸出都有一個選擇窗口。如果您選中一個變量,它會被自動傳送到系統(tǒng)的打印機(jī)(第一次輸出變量被選中時使用的打印機(jī))。圖1-28就
53、太陽能集熱器舉例說明了這一點(diǎn)(第一輸出變量將被送到默認(rèn)的打印機(jī)) 。此時,您可以在輸出管理器或系統(tǒng)打印機(jī)圖標(biāo)改變一些參數(shù),比如啟動打印和停止打印的時間,文件名等圖1-28 :結(jié)構(gòu)界面的輸出欄及打印的選擇窗口 1.6 。建立一個建筑項(xiàng)目本節(jié)介紹如何使用TRNSYS Studio Building Wizard一步一步的創(chuàng)建一個簡單的建筑項(xiàng)目。關(guān)于使用TRNBuild導(dǎo)入建筑數(shù)據(jù)的詳細(xì)說明,請參閱說明書的第6章。 1.6.1 。使用建筑向?qū)У诙掠薪ㄖ驅(qū)У脑敿?xì)說明(使用演示窗口) 。請參閱第二章獲取更多的信息。下一節(jié)只會提供創(chuàng)造一個簡單建筑項(xiàng)目的步驟。 啟動建筑向?qū)?,選擇File/New,然后選
54、擇“Building Project( Multizone ) ”圖1-29:建筑向?qū)?第1步:啟動建筑向?qū)У谝徊绞莿?chuàng)建熱區(qū),并說明每個區(qū)域和哪些區(qū)域相鄰(采用網(wǎng)格布置的方法)。點(diǎn)擊網(wǎng)格的一格會在此位置創(chuàng)建一個區(qū)域。在這個例子中,我們分別在E5,E6和F6各創(chuàng)建一個區(qū)域。圖1-30 :建筑向?qū)У?步:區(qū)域布局這種方法使用獨(dú)立的正方形來代表建筑的實(shí)際形狀。本例中,建筑原型和簡化的“suare grid”不同。第三步是設(shè)定每個房間的尺寸: Zone E5: Width = 6, Depth = 9, Height = 3 Zone E6: Width = 6, Depth = 6, Height
55、= 3 Zone F6: Width = 12, Depth = 6, Height = 3區(qū)E5:寬度= 6 ,深度= 9 ,高度= 3 區(qū)E6 :寬度= 6 ,深度= 6 ,高度= 3 區(qū)F6 :寬度= 12 ,深度= 6 ,高度= 3圖1-31 :建筑向?qū)У?步:房間尺寸此時,可以設(shè)定建筑的每個朝向的玻璃比例(所有建筑區(qū)域的平均值)和建筑的方位角(和北極的夾角)。天氣數(shù)據(jù)文件隨之也被選定。項(xiàng)目創(chuàng)建后,所有這些參數(shù)還可以進(jìn)行改變。 在這個例子中北面的玻璃面積比是10%,東、西共面25 ,南面50 。 “北面”實(shí)際上是東北方向25。圖1-32 :建筑向?qū)У?步:建筑方向和玻璃比例然戶,設(shè)定滲
56、透和通風(fēng)。在這個例子中,任意時刻的滲透比為0.2 vol/h,房間使用時通風(fēng)量為1 vol/h( 否則為0) 。 注:建筑的使用采用缺省的時刻表。 所有時刻表可以在TRNBuild里面更改。圖1-33 :建筑向?qū)У?步:滲透和通風(fēng)此建筑有加熱和冷卻過程。第6步定義設(shè)定點(diǎn),最大功率及其他特點(diǎn)。除了制冷的設(shè)定點(diǎn)(恒定26C),其它參數(shù)保持默認(rèn)值。圖1-34 :建筑向?qū)Р襟E6 :加熱和冷卻內(nèi)熱源使用默認(rèn)值。圖1-35 :建筑向?qū)Р襟E7 :內(nèi)熱源最后兩步是定義遮陽部件。第8步是用來確定固定的遮陽設(shè)備(overhangs窗簾和wingwalls ) 。我們只在南面安裝一個窗簾。該窗口的尺寸(高= 2米,寬度= 13.5米) 近似實(shí)際尺寸(一個很大的窗戶)。We assume that equivalent window is shadedby a 0.5-m overhang that is attached 0.1 m above the window.我們認(rèn)為,相當(dāng)于窗口的陰影由一個0.5米的懸是重視
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