CFD技術在暖通空調制冷工程中應用

劉超 陳錫保

廣東海悟科技有限公司 廣東東莞 523616

CFD技術有效地捕獲流動條件下的流體數據信息，基于數據信息建立數據模型，然后使用建立的數據模型進行空間模擬分析和圖像處理以進行顯示處理你可以用CFD技術已廣泛應用于流體領域。本文主要分析了CFD技術在空調制冷工程中的應用。

1 CFD技術

所謂CFD技術，即計算流體動力學，屬于流體力學的重要組成部分，是融合了近代流體力學、數學與計算機科學的交叉學科，充分運用了電子計算機及離散化數學方法，有效計算各種流體力學問題，通過計算機模擬與數據分析，實現各種問題的有效解決。近年來，CFD技術得到飛速發展與廣泛應用。目前，許多流體力學相關問題都較為復雜，存在較大的限制，難以進行問題分析與問題解析，或者由于較高成本難以完成實驗或通過實驗進行問題解析。采用CFD方法時，可通過較低成本及對復雜情況的有效模擬，實現實驗范圍的有效拓展，降低實驗成本。采用CFD軟件時，通常可實現多種物理模型的優化，包括定常流動及非定常流動、可壓縮流動及不可壓縮流動等，針對不同物理問題的流動特點，可采取不同的數字分析解法。CFD軟件應用過程中，可實現數值交換及數值處理，以減少相關人員在具體研究、程序編制、前后處理風方面所采取的重復性與低效性工作，優化物理問題的解析。CFD技術的應用原理較為簡單，在掌握技術應用原理實現數值求解之后，通過發電技術實現流動情況的有效模擬，建立分析模型，通過模型分析與計算，實現湍流問題的數值求解。

2 CFD技術在暖通空調制冷工程中的應用范圍

CFD技術在暖通空調制冷工程中的應用主要是為了提高空調和制冷工程的性能，從而有效地改善空調和制冷。CFD技術在暖通空調制冷工程中的應用范圍可分為四個部分：通風空調室氣流結構設計、外部環境設計、室內空氣研究和施工機械性能改進。

2.1 通風空調房間氣流組織的設計

CFD技術在目前已經被大量的運用在了暖通空調制冷工程當中，這樣不但有效的提升了工作的效率，而且也能夠對其中不足的地方進行相應的改善。因而在空調制冷的工程當中，一般情況下都是采用的CFD技術來預測對仿真空調的通風情況，同時這樣的方式，不但可以對空調內部造成破壞的因素進行相應的管理，而且還可以對初始條件出現的一系列的問題進行相應的檢測[1]。從而就可以很好的掌握空調內部的氣流，同時設計出好的通風，提高暖通空調制冷的整體性能。

2.2 建筑環境分析

由于建筑物的環境也是空調冷卻效果的重要因素，因此有必要提高施工期間二次通風的實用性。當然，通過使用CFD技術模擬建筑物外的通風流量，可以根據設計情況進行分析，然后可以設計建筑物的結構，促進空調和冷藏室的優化它不僅改善了冷卻效果，還能滿足人們的需求。雖然CFD技術可以通過模擬室內溫度和濕度來分析和測試數據，但這對于改善通風和去除室內污染物也非常重要。

2.3 建筑設備性能改進

在HVAC制冷項目中，可以看出流體流動對空調中的設備具有重大影響，因為大多數設備使用流體流動。使用CFD技術，可以模擬內部流體流量，然后執行相關調查以改善設備短缺。

2.4 建筑設備性能優化設計

暖通空調冷卻項目通常包括大量設備，如空調，儲冰罐和風扇，但這些設備的一個共同特點是它們基于流體特性運行狀態影響。因此，CFD技術可用于分析和模擬設備中的流體流動條件，并基于設備性能研究和分析，優化設備性能和建立能耗降低工作過程中設備的成本[2]。

2.5 數據計算收斂加速

考慮到暖通空調制冷工程是運行中，暖通空調系統的流體狀態計算與分析面臨較大的復雜性，出于有效提高計算效率并保證計算準確性的考量，可采用收斂技術進行計算，有效減少數學模型計算過程中所消耗的時間成本。采用暖通空調制冷系統湍流模型數據計算收斂加速技術，主要可采用兩種方式，包括多重網格方式及殘差法。多重網格法的應用可有效提高建筑暖通空調系統的計算效率，進一步簡化流體狀態分析工作[3]。采用CFD技術進行收斂加速計算方法較為常見，除此之外還可采用平行計算方法，通過平行計算可有效減少計算量，提高計算效率，并進行模塊處理，通過模塊處理以實現網絡計算方式消耗時間的降低，從而實現暖通空調制冷系統計算效率的有效提升，實現系統節能降耗效果。

2.6 完善空調制冷設備

暖通空調制冷系統和運行過程中，系統治理能夠設備的自身性能與制冷效果直接影響空調制冷能力，因而制冷設備是系統最為核心的組成部分，設備運行效率的高低與設備性能是否優越存在直接關系。通常來說，暖通空調運行過程中，相關設備與相關裝置需根據流體工質原理為運作基礎，具體設備包括風機裝置、空調裝置等。采用CFD技術時，可對流體運動情況進行有效分析，實現系統設備性能的有效判定，以便于對其加以改善并優化，有效提高空調制冷系統的制冷效率

3 結語

隨著社會經濟學的發展，對空調的需求也在不斷增加，空調也在人們的生活中發揮著重要作用，成為人們生活中不可或缺的元素。因此，盡管廣泛關注空調的制冷，但傳統的HVAC制冷技術在空調制冷性能方面存在一些缺陷并不特別，這導致空調的整體質量效果。在如今這個先進的社會當中，人們也逐漸開始使用CFD技術對空調制冷當中性能的不足進行相應的改善。