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CN118350103A - 设备间空调安装位置设计优化方法、系统及可存储介质 - Google Patents

设备间空调安装位置设计优化方法、系统及可存储介质 Download PDF

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CN118350103A
CN118350103A CN202410596800.8A CN202410596800A CN118350103A CN 118350103 A CN118350103 A CN 118350103A CN 202410596800 A CN202410596800 A CN 202410596800A CN 118350103 A CN118350103 A CN 118350103A
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air conditioner
simulated
air
installation
model
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CN202410596800.8A
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杨军魁
李韬
万广千
卫轶君
雷鹏飞
胡亮
熊威
蒋学飞
刘飞
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Cgn Cangnan Nuclear Power Co ltd
Original Assignee
Cgn Cangnan Nuclear Power Co ltd
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Abstract

本发明的设备间空调安装位置设计优化方法、系统及可存储介质,所述的设备间空调安装位置设计优化方法,包括如下步骤:建立空调安装的模拟房间和模拟设备的三维分析模型,并在三维分析模型中设置室内的空调安装点位;获取模拟空调在预设的空调安装点位的配置数据,以送风参数的详细情况为入流边界条件模拟启动运行,得到对应空调安装点位的模拟参数的分布数据;判断模拟参数的分布数据是否满足预设要求,若满足,则控制输出对应的空调安装点位的配置数据作为优化位置,若不满足,则控制对模拟空调在空调安装点位的配置数据进行重新优化调整,直至满足为止。本发明能够更好的针对暖通空调设计,完成为空调设备布置提供指导,使制冷效能最优化。

Description

设备间空调安装位置设计优化方法、系统及可存储介质
技术领域
本发明涉及核电设备维修技术领域,特别是涉及的设备间空调安装位置设计优化方法、系统及可存储介质。
背景技术
核电现场各个房间中的空调设备的安装没有一个系统科学的指导,现有的通风空调设计只按照房间的尺寸,仅从冷负荷和通风量两个方面进行考虑,没有考量房间内结构和设备对气流和微区域温湿度的影响。进而使得在安装阶段,施工人员只能通过经验和现场条件进行空调的安装,导致空调的安装位置的合理性存疑。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点,本发明的目的在于提供的设备间空调安装位置设计优化方法、系统及可存储介质,用于解决现有技术中核电现场各个房间进行空调设备安装时,有考量房间内结构和设备对气流和微区域温湿度的影响;而且安装阶段,施工人员只能通过经验和现场条件进行空调的安装,导致空调的安装位置的合理性存疑的问题。
为实现上述目的及其他相关目的,本发明提供一种设备间空调安装位置设计优化方法,包括如下步骤:
建立空调安装的模拟房间和模拟设备的三维分析模型,并在三维分析模型中设置室内的空调安装点位;
获取模拟空调在预设的空调安装点位的配置数据,以送风参数的详细情况为入流边界条件模拟启动运行,得到对应空调安装点位的模拟参数的分布数据;
判断模拟参数的分布数据是否满足预设要求,若满足,则控制输出对应的空调安装点位的配置数据作为优化位置,若不满足,则控制对模拟空调在空调安装点位的配置数据进行重新优化调整,直至满足为止。
于本发明的一实施例中,建立空调安装的模拟房间和模拟设备的三维分析模型,包括:通过建模软件构建的模拟房间和与对温湿度敏感的重要设备对应的模拟设备的三维模型,调整三维模型的模型精细度后导入至分析软件中,得到三维分析模型。
于本发明的一实施例中,建模软件为solidworks软件,分析软件为ansys软件;其中,调整三维模型的模型精细度后导入至分析软件中,包括:启动ansys软件,创建FLUENT模型;从ansys软件中的文件菜单的“导入”选项中选择solidworks文件的文件格式,选择导入的三维模型的单位和坐标系,将三维模型导入至ansys软件中;当三维模型被成功导入后,验证使导入后的模型的尺寸、几何形状与原始solidworks对应的三维模型相匹配。
于本发明的一实施例中,模型精细度包括:按照实际房间大小调整模拟区域对应的虚拟房间大小、按照实际现场空调送风量和出风口尺寸设置模拟空调的对应参数。
于本发明的一实施例中,在三维分析模型中设置室内的空调安装点位,包括:在三维分析模型中建立模拟房间的三维空间坐标面,三维空间坐标面包括xz面、yz面和xy面;将空调安装点位设置在xz面和yz面的各预设安装高度位置。
于本发明的一实施例中,以送风参数的详细情况为入流边界条件模拟启动运行,得到对应空调安装点位的模拟参数的分布数据,包括:将模拟空调的送风口的送风速度设置为平均速度,以预设的平均速度启动模拟空调预设时间,获得距离模拟房间的地面预设高度下沿xy面的模拟房间内的温度分布数据和空气流速分布数据。
于本发明的一实施例中,以预设的平均速度启动模拟空调预设时间,包括:将模拟房间材质类型定位为FLUID(可变的),选择基于压力-速度耦合方法的Simplec算法,并通过迭代求解Navier-Stokes(纳维叶-斯托克斯)方程组模拟流体流动,再通过3D双精度使用双精度浮点数进行计算;其中,计算包括设置计算时间步长为0.5s、共计时间步为1200个、以及每步设置不超过迭代10次,以模拟空调启动运行10min后的室内温度、风速变化情况,并在迭代计算中,当残差曲线逐步减小并最终趋于平稳时视为收敛。
于本发明的一实施例中,判断模拟参数的分布数据是否满足预设要求,包括:
判断各预设的空调安装点位下对应的各高度下的xy面各区域的温度变化情况是否满足降温要求和/或判断各预设的空调安装点位下对应的各高度下的xy面各区域的空气流速变化情况是否满足风速要求。
本发明还公开了一种设备间空调安装位置设计优化系统,包括:分析建模单元,分析建模单元建立空调安装的模拟房间和模拟设备的三维分析模型,并在三维分析模型中设置室内的空调安装点位;分布模拟单元,分布模拟单元获取模拟空调在预设的空调安装点位的配置数据,以送风参数的详细情况为入流边界条件模拟启动运行,得到对应空调安装点位的模拟参数的分布数据;以及优化判断单元,优化判断单元判断模拟参数的分布数据是否满足预设要求,若满足,则控制输出对应的所述空调安装点位的配置数据作为优化位置,若不满足,则控制对模拟空调在空调安装点位的配置数据进行重新优化调整,直至满足为止。
本发明还进一步地公开了一种计算机可读存储介质,其特征在于,其上存储有计算机程序,计算机程序用于执行前述的方法。
本发明的有益效果:本发明提出的一种设备间空调安装位置设计优化方法、系统及可存储介质,该设计优化方法、系统及可存储介质通过利用solidworks软件构建房间的三维模型,调整模型精细度,忽略室内机、冷媒管道、冷凝水管道、照明设备、等模型构件,然后将solidwork软件构建的三维模型导入ansys软件中。通过送风口的送风射流来实现送风和室内空气的混合,以达到空调和通风的目的。通过将送风参数的详细情况设为入流边界条件,以正确预测室内的空气流动,从而模拟得到不同空调安装位置对房间温度和气体流速分布。而且可以推广至各类设备房间。对大修时现场的重要设备间中临时空调布置工作进行指导,提高作业人员工作效率,降低作业风险。同时针对温湿度敏感的重要设备,通过合理的空调布置,使得空气流速均匀,不会在空间中产生较大的温度梯度,减少设备的热应力,利于提高设备的运行稳定性和运行寿命。
附图说明
图1为本发明设计优化方法的流程图。
图2显示为本发明一较佳实施例中模拟房间的建模示意图。
图3显示为本发明一较佳实施例中温度云图。
图4显示为本发明一较佳实施例中空气流速云图。
图5显示为本发明一较佳实施例中计算参数设置的示意图。
图6为本发明设计优化系统的架构图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式,本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用,本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用,在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是,在不冲突的情况下,以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是,以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想,遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制,其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变,且其组件布局型态也可能更为复杂。
在下文描述中,探讨了大量细节,以提供对本发明实施例的更透彻的解释,然而,对本领域技术人员来说,可以在没有这些具体细节的情况下实施本发明的实施例是显而易见的,在其他实施例中,以方框图的形式而不是以细节的形式来示出公知的结构和设备,以避免使本发明的实施例难以理解。
请参阅图1,本发明提供一种设备间空调安装位置设计优化方法,包括如下步骤:
建立空调安装的模拟房间和模拟设备的三维分析模型,并在三维分析模型中设置室内的空调安装点位;
获取模拟空调在预设的空调安装点位的配置数据,以送风参数的详细情况为入流边界条件模拟启动运行,得到对应空调安装点位的模拟参数的分布数据;
判断模拟参数的分布数据是否满足预设要求,若满足,则控制输出对应的空调安装点位的配置数据作为优化位置,若不满足,则控制对模拟空调在空调安装点位的配置数据进行重新优化调整,直至满足为止。
通过上述内容不难发现,在核电现场的各个房间中进行空调设备的安装过程中,通过根据房间的设计情况,建立三维分析模型。其中,三维分析模型中包括有模拟房间和房间内的模拟设备和模拟空调。并且还在三维分析模型中设立模拟房间的模拟空调的空调安装点位。因空调安装点位的设置不同,能够行成的温度、空气流速等分布数据的不同。在模拟空调配置时,通过按照空调安装点位的不同,将各模拟空调安装于模拟房间各区域对应的不同高度的空调安装点位。并且以送风参数作为对模拟房间的入流边界条件,模拟启动运行送风。进而得到在模拟房间内的模拟参数例如温度、空气流速等的分布数据。进一步地,在得到模拟参数的分布数据后,通过判断分析模拟参数的分布数据是否满足预设要求,并且在满足时,则表明当前的空调安装点位为优化位置。若不满足,则再对模拟空调进行空调安装点位的重新调整,直至模拟参数的分布数据能够满足预设要求为止,即得到优化后的重新调整得到的空调安装点位。通过上述对空调安装点位的模拟分析设计,可以实现对大修时现场的重要设备间中临时空调布置工作进行指导,提高作业人员工作效率,降低作业风险。同时,针对例如温湿度敏感的重要设备,可以模拟设备来模拟该重要设备,并且通过合理的空调优化布置模拟,使得空气流速均匀,不会在空间中产生较大的温度梯度,减少设备的热应力,利于提高设备的运行稳定性和运行寿命。
其中,建立空调安装的模拟房间和模拟设备的三维分析模型,包括:通过建模软件构建的模拟房间和与对温湿度敏感的重要设备对应的模拟设备的三维模型,调整三维模型的模型精细度后导入至分析软件中,得到三维分析模型。
在本发明一实施例中,建立三维分析模型时,通过利用建模软件先建立基于房间和对温湿度敏感的重要设备的模拟房间和模拟设备的三维模型。通过调整三维模型的模型精细度后,再导入至分析模型中,得到三维分析模型,以实现通过三维模型模拟设备间中空调的运行,以确定最优的安装位置。
进一步地,建模软件为solidworks软件,分析软件为ansys软件;其中,调整三维模型的模型精细度后导入至分析软件中,包括:启动ansys软件,创建FLUENT模型;从ansys软件中的文件菜单的“导入”选项中选择solidworks文件的文件格式,选择导入的三维模型的单位和坐标系,将三维模型导入至ansys软件中;当三维模型被成功导入后,验证使导入后的模型的尺寸、几何形状与原始solidworks对应的三维模型相匹配。
在本发明一实施例中,建模软件可以为solidworks软件,分析软件可以为ansys软件。具体地,在将经过solidworks软件构建的房间的三维模型导入至ansys软件中时,通过启动ansys软件的workbench(工作台),并创建FLUENT模型。从ansys软件的文件菜单中的“导入”选项,然后选择“SolidWorks文件(*.sldprt,*.sldasm)”格式。再选择导入模型的单位、坐标系等。当模型被成功导入,验证其尺寸、几何形状等与原始SolidWorks模型相匹配。
具体地,模型精细度包括:按照实际房间大小调整模拟区域对应的虚拟房间大小、按照实际现场空调送风量和出风口尺寸设置模拟空调的对应参数。
优选地,在三维分析模型中设置室内的空调安装点位,包括:在三维分析模型中建立模拟房间的三维空间坐标面,三维空间坐标面包括xz面、yz面和xy面;将空调安装点位设置在xz面和yz面的各预设安装高度位置。
在本发明一实施例中,在三维分析模型中建立空调安装点位时,通过根据模拟房间的三维空间坐标系,得到模拟房间墙体和地面对应的三维空间坐标面。即沿模拟房间长度方向布置的墙面为xz面、沿模拟方向宽度方向布置的墙面为yz面、地面对应的为xy面。进而在模拟空调进行安装时,可以实现在xz面和yz面预先设定多个的空调安装点位设置。且空调安装点位设置沿三维空间坐标系的z方向(即距离地面高度方向)设置多个不同高度的预设安装高度位置,以实现对不同高度下的空调安装模拟。
进一步地,以送风参数的详细情况为入流边界条件模拟启动运行,得到对应空调安装点位的模拟参数的分布数据,包括:将模拟空调的送风口的送风速度设置为平均速度,以预设的平均速度启动模拟空调预设时间,获得距离模拟房间的地面预设高度下沿xy面的模拟房间内的温度分布数据和空气流速分布数据。
在本发明一实施例中,在对各空调安装点位的模拟参数的分布数据的模拟过程中,模拟启动运行时,送风参数的详细情况包括有出风口风速、出风口方向和出风温度等。此出风口风速即表示为送风速度。因不同类型的风口会影响送风口的设置,例如扩散式出风口:扩散式出风口通常设计为多孔板或网格状结构,能够将送风均匀地分散到整个房间内。但出风口的结构会使得气流分散,按照实际设置,边界流入区域设置将会非常复杂。因此,按照平均速度来处理,只有出风口壁很小的区域,空气流速会有一个大的递减。通过上述设置,可以有效减轻计算量。并且在模拟启动预设时间后,得到模拟房间内距离地面预设高度下的沿xy面的模拟参数的分布数据,即包括有温度分布数据和空气流速分布数据。当然,还可以为其他优化空调布置的数据。例如,送风参数可以设计成出风口风速0.3m/s,出风方向为垂直风口方向(因为出风口大小是确定的,所以风速和对应的出风口面积相乘,便以计算出风量)、设置送风温度为冷风25℃。
具体地,以预设的平均速度启动模拟空调预设时间,包括:将模拟房间材质类型定位为FLUID,选择基于压力-速度耦合方法的Simplec算法,并通过迭代求解Navier-Stokes方程组模拟流体流动,再通过3D双精度使用双精度浮点数进行计算;其中,计算包括设置计算时间步长为0.5s、共计时间步为1200个、以及每步设置不超过迭代10次,以模拟空调启动运行10min后的室内温度、风速变化情况,并在迭代计算中,当残差曲线逐步减小并最终趋于平稳时视为收敛。
在本发明一实施例中,模拟启动模拟空调计算过程中,由计算机自行完成。具体地,Simplec算法基于压力-速度耦合方法,通过迭代求解Navier-Stokes方程组来模拟流体的流动。通过利用3D双精度求解,可以实现使用双精度浮点数进行计算,以提高数值计算的精度和稳定性。选择计算时间步长0.5s是为了增加气流模型的精度,设置1200步是基于计算时间10min的时间区间内,以计算10min的稳态后,气流和温度的变化。
进一步地,判断模拟参数的分布数据是否满足预设要求,包括:
判断各预设的空调安装点位下对应的各高度下的xy面各区域的温度变化情况是否满足降温要求和/或判断各预设的空调安装点位下对应的各高度下的xy面各区域的空气流速变化情况是否满足风速要求。
在本发明一实施例中,模拟空调安装在预设的空调安装点位后,通过判断安装后在预设高度下沿xy面的温度分布情况、空气流速分布情况,分别判断是否满足降温要求、风速要求,进而确定出当前的空调安装点位是否能够使得制冷效能最优化。并在不满足时,重新调整模拟空调对各空调安装点位的配置数据,直至满足时,输出该空调安装点位的配置数据。
请参阅图2给出的一较佳实施例中,模拟房间的大小可以设置为12m×8m×5m,并且中间放置2m×1m×1m的物体以模拟房间中的设备。空调安装在xz面和xy面,xz面的高度从左至右依次分别设置为距离地面1.5m、2.5m和3.5m,yz面的高度距离地面2.5m。模拟出四种不同空调位置对房间中温度和气体流速分布的影响。
请参阅图3给出的一较佳实施例中,空调启动运行10min内,距离地面1m的xy面的房间温度分布图中,左侧为温度等值线,依次包括2.0989e+02、2.0980e+02、2.0971e+02、2.0963e+02、2.0954e+02、2.0945e+02、2.0936e+02、2.0927e+02、2.0918e+02、2.0909e+02、2.0900e+02,即对应着颜色从红→橙→黄→绿→蓝。右侧的模拟房间中,xz面从左至右模拟空调的出风口依次分别设置为距离地面1.5m、2.5m和3.5m处,yz面的高度距离地面2.5m,xz面底部一侧为回风口。通过模拟四种不同空调安装位置对温度的分布数据的影响,即显示为红、橙、黄、绿、蓝等颜色上的不同。具体地,在冷空气通过侧送风口以流射的形式吹入房间内部时,受到对侧墙壁的限制,气流从自由射流迅速发展成受限贴附射流,冷空气在与室内热环境充分换热并吸收通过外墙穿入的热量后,从下侧的回风口流出。由图中温度色彩分布可以看出,受送风口贴附射流的影响,对比发现,xz面距离地面1.5m、2.5m和3.5m这3类空调布置条件下、并在墙壁的限制下,可以顺利形成回流。其中,位于1.5m的空调出风口,区域制冷效果最快,能够有效降低室内温度。而位于3.5m处的出风口,此时无法保证冷空气气流充分抵达出风口下方区域,回流效果较差,不能充分吸收并带走室内热量,制冷效果较差。
请参阅图4给出的一较佳实施例中,空调启动运行10min内,距离地面1m的xy面的房间风速分布图中,左侧为风速等值线,依次包括9.202e+01、8.282e+01、7.362e+01、6.442e+01、5.521e+01、4.601e+01、3.681e+01、2.761e+01、1.840e+01、9.202e+02、0.000e+00,即对应着颜色从红→橙→黄→绿→蓝。右侧的模拟房间中,xz面从左至右模拟空调的出风口依次分别设置为距离地面1.5m、2.5m和3.5m处,yz面的高度距离地面2.5m,xz面底部一侧为回风口。通过模拟四种不同空调安装位置对风速的分布数据的影响,即显示为红、橙、黄、绿、蓝等颜色上的不同。具体地,在1m距离地面的高度处风速普遍较小,均≤0.3m/s,仅对侧墙壁中间微小区域风速达到了0.3m/s。冷风受到侧墙壁限制发生下卷回流时,形成了局部涡流区域,该区域风速较大,但是考虑到该区域面积较小且位于侧墙附近,对人员的影响可以忽略。虽热xz面1.5m区域制冷效果最快,能够有效降低室内温度室,但是其风速相比于其它,风速场较快,人体舒适度较低,xz面2.5m区域平均风速更低,气流状态更稳定。xz面2.5m与yz面2.5m相比,由于出风口距离对侧墙面距离不同,其风速分布也产生了不同的变化。不同的风速代表不同的换热效率,温度不均匀可能导致电子元件受到热应力,从而影响其性能和稳定性。
值得注意的是,热应力的计算公式为σ=αΔT E;式中:σ是热应力(单位:帕斯卡);α是热膨胀系数(单位:1/℃);ΔT是温度变化量(单位:℃);E是材料的弹性模量(单位:帕斯卡)。由此可见,温度变化可能导致电子元件的热膨胀,造成焊接点断裂或元件松动。所以均匀的空气流速和和温度分布对电子设备,尤其是精密设备运行寿命至关重要。
请参阅图5给出的一较佳实施例中,在对计算参数设置时,左侧为概要视图栏,右侧为任务页面栏。其中,概要视图包括有设置和求解。设置中包括有通用、模型、材料、单元区域条件、边界条件、网格交界面、参考系和已命名的表达式;单元区域条件包括有固体和流体,边界条件包括有壁面、出口、界面、内部和入口,网格交界面包括动网格和参考值。求解包括方法、控制、报告定义、计算控制、单元标记、初始化和计算设置。计算控制包括残值、报告文件、报告绘图和收敛条件,计算设置包括自动保存(每次迭代)和执行命令。当前的概要视图选择的为求解中的方法,对应的任务界面中显示的为求解方法。具体地,自上而下依次包括有压力速度耦合和空间离散。压力速度耦合包括方案和偏度校正,方案选择的为SIMPLEC,偏度校正为0。空间离散包括有梯度、压力、动量、湍流动量、比耗散率和能量。当前梯度为Least Squaers Lell Based(最小平方),压力为Second Order(二阶),动量为Second Order Upwind(二阶迎风格式),湍流动量为Second Order Upwind(二阶迎风格式),比耗散率为Second Order Upwind(二阶迎风格式)。在空间离散的下方还具有时间项离散格式选项,包括有无迭代时间推进(NITA)、通量冻结格式、Warped-Face(扭曲面)梯度校正(WFGC)和高阶项松弛。在时间项离散格式下方设置有结构瞬态公式选项,再下方具有“默认”选项,以调整为默认配置。
如图6所示,本发明还公开了一种设备间空调安装位置设计优化系统,包括:分析建模单元,分析建模单元建立空调安装的模拟房间和模拟设备的三维分析模型,并在三维分析模型中设置室内的空调安装点位;分布模拟单元,分布模拟单元获取模拟空调在预设的空调安装点位的配置数据,以送风参数的详细情况为入流边界条件模拟启动运行,得到对应空调安装点位的模拟参数的分布数据;以及优化判断单元,优化判断单元判断模拟参数的分布数据是否满足预设要求,若满足,则控制输出对应的所述空调安装点位的配置数据作为优化位置,若不满足,则控制对模拟空调在空调安装点位的配置数据进行重新优化调整,直至满足为止。
在本发明一实施例中,在对空调安装位置进行设计优化时,通过分析建模单元以实现建立基于空调安装房间、温湿度敏感的重要设备对应的模拟房间和模拟设备的三维分析模型。并根据设计需要,在三维分析模型中建立模拟空调对应的空调安装点位,即在三维分析模型中对应的模拟房间内设置。通过分布模拟单元以实现在空调安装点位进行模拟空调的安装位置调整,进而得到模拟空调在对应的空调安装点位的配置数据,并且结合预设的送风参数的详细情况作为入流边界条件,以实现对空调启动模拟。并且得到对应配置数据的模拟参数的分布数据。再通过优化判断单元以实现对得到的模拟参数的分布数据进行判断,确定是否满足优化设计的预设要求,若满足,则直接输出形成该模拟参数的分布数据对应的配置数据。若不满住,则会对空调安装点位进行重新调整,以得到新的配置数据,并进行重新模拟,得到新的模拟参数的分布数据,再进行进一步地判断,直至满足优化设计的预设要求为止。
本发明还进一步地公开了一种计算机可读存储介质,其特征在于,其上存储有计算机程序,计算机程序用于执行前述的方法。
综上所述,本发明通过利用建模软件结合分析软件对核电现场的房间、温湿度敏感的重要设备进行模拟,并得到房间内的温度、气体流速分布的分析,通过建模软件对核电现场的房间、温湿度敏感的重要设备进行三维建模,并调整模型精细度导入至分析软件中,得到房间内的温度和气体流速的分布数据。从而根据得到的分布数据为空调设备布置提供指导,使实际布置的空调位置的制冷效能最优化,提高了作业人员的工作效率,降低作业风险。而且能够针对温湿度敏感的重要设备,利用合理的空调布置,使得空气流速均匀,不会在空间中产生较大的温度梯度,减少设备的热应力,进而利于提高设备的运行稳定性和运行寿命。所以,本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效,而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下,对上述实施例进行修饰或改变。因此,举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变,仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种设备间空调安装位置设计优化方法,其特征在于,包括如下步骤:
建立空调安装的模拟房间和模拟设备的三维分析模型,并在所述三维分析模型中设置室内的空调安装点位;
获取模拟空调在预设的所述空调安装点位的配置数据,以送风参数的详细情况为入流边界条件模拟启动运行,得到对应所述空调安装点位的模拟参数的分布数据;
判断所述模拟参数的所述分布数据是否满足预设要求,若满足,则控制输出对应的所述空调安装点位的配置数据作为优化位置,若不满足,则控制对所述模拟空调在所述空调安装点位的配置数据进行重新优化调整,直至满足为止。
2.根据权利要求1所述的设备间空调安装位置设计优化方法,其特征在于:所述建立空调安装的模拟房间和模拟设备的三维分析模型,包括:
通过建模软件构建的所述模拟房间和与对温湿度敏感的重要设备对应的所述模拟设备的三维模型,调整所述三维模型的模型精细度后导入至分析软件中,得到所述三维分析模型。
3.根据权利要求2所述的设备间空调安装位置设计优化方法,其特征在于:所述建模软件为solidworks软件,分析软件为ansys软件;
其中,调整所述三维模型的模型精细度后导入至分析软件中,包括:
启动所述ansys软件,创建FLUENT模型;从所述ansys软件中的文件菜单的“导入”选项中选择solidworks文件的文件格式,选择导入的所述三维模型的单位和坐标系,将所述三维模型导入至所述ansys软件中;当所述三维模型被成功导入后,验证使导入后的模型的尺寸、几何形状与原始solidworks对应的所述三维模型相匹配。
4.根据权利要求2所述的设备间空调安装位置设计优化方法,其特征在于:所述模型精细度包括:按照实际房间大小调整模拟区域对应的虚拟房间大小、按照实际现场空调送风量和出风口尺寸设置所述模拟空调的对应参数。
5.根据权利要求2所述的设备间空调安装位置设计优化方法,其特征在于:在所述三维分析模型中设置室内的空调安装点位,包括:
在所述三维分析模型中建立所述模拟房间的三维空间坐标面,所述三维空间坐标面包括xz面、yz面和xy面;将所述空调安装点位设置在所述xz面和所述yz面的各预设安装高度位置。
6.根据权利要求5所述的设备间空调安装位置设计优化方法,其特征在于:以送风参数的详细情况为入流边界条件模拟启动运行,得到对应所述空调安装点位的模拟参数的分布数据,包括:将所述模拟空调的送风口的送风速度设置为平均速度,以预设的所述平均速度启动所述模拟空调预设时间,获得距离所述模拟房间的地面预设高度下沿所述xy面的所述模拟房间内的温度分布数据和空气流速分布数据。
7.根据权利要求6所述的设备间空调安装位置设计优化方法,其特征在于:以预设的所述平均速度启动所述模拟空调预设时间,包括:
将所述模拟房间材质类型定位为FLUID,选择基于压力-速度耦合方法的Simplec算法,并通过迭代求解Navier-Stokes方程组模拟流体流动,再通过3D双精度使用双精度浮点数进行计算;其中,所述计算包括设置计算时间步长为0.5s、共计时间步为1200个、以及每步设置不超过迭代10次,以模拟空调启动运行10min后的室内温度、风速变化情况,并在迭代计算中,当残差曲线逐步减小并最终趋于平稳时视为收敛。
8.根据权利要求5所述的设备间空调安装位置设计优化方法,其特征在于:判断所述模拟参数的所述分布数据是否满足预设要求,包括:
判断各预设的所述空调安装点位下对应的各高度下的xy面各区域的温度变化情况是否满足降温要求和/或判断各预设的所述空调安装点位下对应的各高度下的xy面各区域的空气流速变化情况是否满足风速要求。
9.一种设备间空调安装位置设计优化系统,其特征在于,包括:
分析建模单元,所述分析建模单元建立空调安装的模拟房间和模拟设备的三维分析模型,并在所述三维分析模型中设置室内的空调安装点位;
分布模拟单元,所述分布模拟单元获取模拟空调在预设的所述空调安装点位的配置数据,以送风参数的详细情况为入流边界条件模拟启动运行,得到对应所述空调安装点位的模拟参数的分布数据;以及
优化判断单元,所述优化判断单元判断所述模拟参数的所述分布数据是否满足预设要求,若满足,则控制输出对应的所述空调安装点位的配置数据作为优化位置,若不满足,则控制对所述模拟空调在所述空调安装点位的配置数据进行重新优化调整,直至满足为止。
10.一种计算机可读存储介质,其特征在于,其上存储有计算机程序,所述计算机程序用于执行如权利要求1-8任一项所述的方法。
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