基于ANSYS CFX的空调室内温度场仿真模拟与节能优化设计

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目前,建筑物内中央空调系统的能源消耗约占建筑总能耗的40%以上,传统的空调节能技术不能较好地降低能耗,而且无法满足新材料、新技术发展的要求,因此对建筑节能技术方案的研究显得越来越重要。中央空调系统由主机系统和末端系统组成,最优的节能方案既要对主机系统进行分析,也要对末端系统的设置进行考虑。本文以成都市龙潭总部经济城某企业建筑工程为实例,主机系统选用海尔磁悬浮冷水机组与普通螺杆机组进行对比分析,末端系统针对风机盘管选择的三个不同位置进行数值模拟分析和对比,首先用UG建立相应的物理模型,再用ICEM CFD对其进行网格划分,最后用ANSYS CFX软件对建筑物内的空气温度进行三维数值模拟,得出相应的温度平面图。主机系统从能耗计算的结果可以知道,2台磁悬浮机组比2台普通螺杆机组一年可以节约电费将近42万元,即用电成本减少了约59.67%,另外,海尔磁悬浮冷水机组在维护费用上的优势也远远大于普通螺杆机组,主机运行及维护费用在行业标准20年内比螺杆机组节省成本约916万元。末端系统从数值模拟的结果可以知道,第一种方案的温度分布很均匀,主要分布在22℃到23℃之间;第二种方案的室内温度是分层分布的,由下而上温度有增高的趋势,温度在22℃到25℃之间;第三种方案的室内温度在人体办公区域和主要活动区域的分布是很均匀的,主要分布在21℃到22℃之间,第三种方案的整体效果更加节能一些。所以最优的节能方案是主机系统选择磁悬浮机组,末端系统选择第三种方案。本文在对末端系统的研究中也有一些不足之处,今后还可以更加深入地对末端系统进行研究,比如考虑墙体的厚度、照明灯具的发热量、地板的结构、人员走动情况等对温度场仿真模拟产生的影响。
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