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摘要：近年来暖通空调工程在不断革新，CFD技术应用于暖通空调制冷工程作为目前一个重要的课题需要研究。CFD技术能够有效的应用在暖通空调制冷工程中，既可以使现有的工程设计的效果得到很大的改观；能够极大的增强暖通空调系统的制冷效果。就此而言CFD技术在暖通空调制冷工程当中的重要性不可忽视。
关键词：暖通空调；制冷工程；CFD技术
一、CFD技术的应用特点
CFD技术，也被称之为计算机流体技术，是在计算机信息技术不断发展的基础上研究发展而来的数学模型。但是CFD在实际的应用中所需计算的数据相当的庞大，所以在通过采用相关的加速收敛技术的基础上，大大的缩短了计算时间。与此相关的是，CFD技术在运行中分为许多的模块，每个模块都有自己的工作职能，最终实现流体流动情况下的模拟工作。
二、CFD在暖通空调制冷中的应用功能及原则
1、CFD应用的功能
CFD技术在暖通空调的制冷方面应用上，不但能够有效的实施对流体流动进行精准监控，而且还能在完善整体传热、传质的功能，有效的减少了相关结构的内部压力，减少了变形等问题的发生。从此可知，CFD在优化暖通空调制冷方面所取得的作用是非常明显的。在暖通空调制冷过程中，CFD的应用模块主要包括以下几大功能模块，如前端处理、生成最终数据以及后台的相关处理，通过这些模块之间的协调运作，从而保证了暖通空调制冷工作的稳定性和有效性。
2、CFD应用的原则
CFD技术在暖通空调制冷的实际应用中，前端处理是一个非常关键的部分，通常计算模型所需要的相关数据信息会在此过程中生成，所以在这个过程当中能够实现生成网格、输入相关的数据信息，构建相应的模块内容。在此同时，核心运算器也在高速的运转工作，不断的对模块数据进行分析，最终将计算出来的数据信息传送给后台，让其能够更加直观的加以运用。从中可以知道，在暖通空调制冷工程中应用CFD技术的操作中，要不断的关注模块、参量和周期三个基本原则，如此才能有效的强化暖通设备的制冷效果，在应用中发挥更大的作用。
三、CFD技术应用于暖通空调制冷工程的意义
暖通空调制冷工程使暖通空调在原有的采暖、通风和空气调节等功能的基础上增加制冷的功能，而CFD技术将会使得这项工程的实施获得更多的保障。对于家用空调来说，暖通空调制冷工程无疑有着深远的意义，这项工程使得家用空调有了更加丰富的功能。这种技术应用在暖通空调制冷工程中，可以很好地在实际操作之前现进行大致的模拟，这样就可以在很大程度上对工程状况进行掌握，也就降低了工程实施的难度，加快工程的进程。虽然我国现在在CFD技术在暖通空调制冷工程应用的研究得到了很大的发展，但是我国的水平与发达国家还是有着一定的差别的。所以，这种技术的应用，可以逐步提高我国的水平，并在应用重视这种技术得到更大的发展，同时还提高了我国家用空调的质量和功能。
四、暖通空调制冷工程中CFD技术应用范围
1、建筑外部周围环境分析
建筑内部环境的暖通空调通风效果好坏在很大程度上受到建筑外部周围环境的影响，实时有效分析建筑物所在区域二次风等情况具有重要作用。基于CFD技术可以针对建筑外部周围风的流动状态进行实时有效分析模拟，该模拟分析结果又会协助优化建筑内部空调制冷效果，使得暖通空调的通风效果在整体上得到显著提升，进而提升用户舒适度和满意度。
2、建筑内部空气质量研究
暖通空调中CFD技术的另一个应用就是评定建筑内部空气质量。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆进行空气质量评定时涉及到的参数主要包括室内温度、相对湿度、风速以及空气污染程度等，利用CFD技术可以准确检测上述参数信息。进而优化设计参数，确保室内具有良好的温度和湿度，并优化空气质量，提升换气效率。
3、空调房间通风气体流动组织设计
通过优化暖通空调的通风结构能够使得气体流动模式达到最优，而利用CFD技术能够精确模拟分析暖通空调通风结构内部的气体流动状态。除此之外，该技术还可以监测任何可能对通风效果造成影响的初始条件和边界条件。通过该方法可以准确掌握通风结构内部气流的分布状况，进而实现通风结构的优化，使得最终的通风效果达到最优，确保暖通空调制冷效果的最优。
4、建筑设备性能优化设计
通常情况下暖通空调制冷工程牵涉到的设备非常多，常见的有空调器、蓄冰槽以及风机等，这些设备共同的特点就是基于流体性质而工作，整个设备的性能好坏直接受到流体流动状态的影响。因此可以利用CFD技术来实现设备内部流体流动状况的分析模拟，在对设备性能进行研究分析的基础上对其性能进行优化，减少建筑的能源消耗，并节省设备在工作过程中的费用。
五、CFD技术在暖通空调制冷工程中的实际运用
1、建立模型
模型的建立主要包括建立数学模型和物理模型，换而言之，就是通过数学的方式将所要研究的流体问题描述出来，由于暖通领域的流体问题能够充分满足连续性方程的要求，因此，可以运用能量方程和动量方程，通常情况下，人们更加倾向于利用不可压流体的粘性流体流动的控制微方程队同时，在暖通空调制冷工程中，由于其流体流动大多数情况下均属于湍流流动，因此，应该适当运用湍流模型对流体的湍流流动情况进行模拟，只有这样，才能够完整的将所研究的问题描述出来，方便下一步的数值求解。
2、数值求解
在进行数值求解的过程当中，应该分为三大步骤进行。第一步：应该明确初始条件和边界条件，因为只有明确了这两大条件，才能够充分保证所解方程有解。边界条件指的是在求解区域的边界上所求解的导数随时间和地点的变化规律或变量。初始条件指的是所研究的对象在流动刚开始的时刻中每一个求解变量在空间上的具体分布情况。针对稳态问题，可以不用设定相确定初始条件，而针对瞬态问题，则必须预先明确初始条件。第二步：对计算网格进行合理划分。计算网格主要包括两种类型，即非结构网格和结构网格。从空间分布上来看，结构网格比非结构网格更加规范，比如，在一个四边形区域内，在空间分布上，非结构网格并没有明显的列线和行线，而结构网格通常是成列和成行规范分布的。从目前的实际情况来看，各种CFD软件均配置了生成网格的专门工具。第三步：建立离散方程并进行求解。通常情况下，相关人员在进行离散方程时往往会采用有限元法、有限差分法以及有限容积法等方法，可以通过这些有效方法对求解区域进行离散。
3、数值解的可视化处理
虽然前面已经通过运用CFD模拟技术计算出了空间流体的数值，但是，最终我们所得到的数值结果是以节点数值的形式存在的，因而大大增加了相关人员的工作难度，使得工作人员难以观察结果数据，无法对结果数据进行有效地分析。从目前的实际情况来看，各种CFD软件均出现了对CFD计算结果的后处理工序，通过CFD数据后处理之后所得到的数据便可以通过静态的图片将其显示出来。
结束语
随着科技的发展，暖通空调制冷工程在不断的革新进步，CFD这种常用的工程流体技术就成了暖通空调制冷工程中较为重要的技术。使CFD技术在暖通空调制冷工程中得到准确有效的应用，不仅可以改变现有的工程设计的效果，同时能够极大的增强暖通空调系统的制冷效果，本文就CFD技术在暖通空调制冷工程中的实际运用和意义以及其应用范围进行了详细的论述。
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论文作者:王新华1,李春喆2
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第35期
论文发表时间:2018/5/28
标签：暖通论文; 技术论文; 工程论文; 空调制冷论文; 流体论文; 网格论文; 结构论文; 《建筑学研究前沿》2017年第35期论文;