徐 豐

杭州康泉熱水器有限公司 浙江 杭州 310018

空氣源熱泵熱水器是當(dāng)前我國(guó)建筑系統(tǒng)施工中使用的重要熱水器裝置,對(duì)于現(xiàn)代居民生活而言也有一定的影響,而在現(xiàn)代化節(jié)能建設(shè)過(guò)程中,要求對(duì)熱水器結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的建設(shè)優(yōu)化,實(shí)現(xiàn)熱水器裝置節(jié)能設(shè)計(jì)以及功能性優(yōu)化。其中包括對(duì)壓縮機(jī)、管道以及換熱裝置的合理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),確?？諝庠礋岜脽崴鹘Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加合理。而在實(shí)際的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中,傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法還存在一定的問(wèn)題,影響到熱水器的設(shè)計(jì)效果。所以,在空氣源熱泵熱水器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中,還應(yīng)該注重對(duì)其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法進(jìn)行優(yōu)化,確保其設(shè)計(jì)展開(kāi)更加有效,提升設(shè)計(jì)效果。

1 空氣源熱泵熱水器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題分析

在空氣源熱泵熱水器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中,其設(shè)計(jì)內(nèi)容相對(duì)比較復(fù)雜,主要包括對(duì)熱泵熱水器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),壓縮機(jī)、高能換熱裝置等核心裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),并對(duì)其管路等完成優(yōu)化設(shè)計(jì)。但是在傳統(tǒng)的空氣源熱泵熱水器結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)過(guò)程中,其核心設(shè)計(jì)方法存在有一定的問(wèn)題,其設(shè)計(jì)方法計(jì)算精度不夠高、設(shè)計(jì)方法的設(shè)計(jì)效率也相對(duì)比較差,影響到空氣源熱泵熱水器的組織性能。

首先,使用傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行空氣源熱泵熱水器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中,容易造成零件設(shè)計(jì)不合理的問(wèn)題,在實(shí)際的熱水器使用中,經(jīng)常出現(xiàn)零件松動(dòng)、零件脫落、零件損壞等問(wèn)題,嚴(yán)重影響到熱水器結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)效果。

其次,使用傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行空氣源熱泵熱水器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中,其管路結(jié)構(gòu)受到的影響非常大。管路結(jié)構(gòu)的使用壽命相對(duì)比較低。如,在其設(shè)計(jì)中缺乏對(duì)壓縮機(jī)的振動(dòng)因素考慮,熱水器壓縮機(jī)裝置的振動(dòng)較大,從而導(dǎo)致管路也出現(xiàn)共同振動(dòng)現(xiàn)象,對(duì)于熱水器管路的工作運(yùn)行也造成了不良的影響,導(dǎo)致管路出現(xiàn)振動(dòng)損壞等相關(guān)問(wèn)題,影響到實(shí)際的工作效果。

2 有限元分析設(shè)計(jì)方法

有限元分析設(shè)計(jì)方法是當(dāng)前設(shè)計(jì)領(lǐng)域中應(yīng)用的重要方法,其在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中,主要是完成靜態(tài)和動(dòng)態(tài)的物理分析,在其設(shè)計(jì)中,完成對(duì)物理幾何模型的設(shè)計(jì)分析,同時(shí)也需要完成對(duì)平衡方式的設(shè)計(jì)效果管控,確保設(shè)計(jì)展開(kāi)更加合理。而在其設(shè)計(jì)分析中也同時(shí)使用線形點(diǎn)數(shù)的方法進(jìn)行求解學(xué)習(xí)。

有限元設(shè)計(jì)方法在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中,主要完成預(yù)處理模型設(shè)計(jì)以及模型計(jì)算分析調(diào)整等步驟,通過(guò)各項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用調(diào)整,完成對(duì)預(yù)處理的有效控制,也能夠最大程度上提升有限元的分析處理效果。有限元分析方法能夠完成高精度的設(shè)計(jì)計(jì)算,確保其分析計(jì)算更有效果,也實(shí)現(xiàn)了高精度的設(shè)計(jì)管控,確保結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加優(yōu)化。

3 有限元分析方法在熱水器設(shè)計(jì)中的合理應(yīng)用

3.1 案例分析 本文研究過(guò)程中,針對(duì)XX空調(diào)企業(yè)的空氣源熱泵熱水器有限元設(shè)計(jì)進(jìn)行分析,確保其設(shè)計(jì)展開(kāi)更加合理。在其熱水器進(jìn)行設(shè)計(jì)過(guò)程中,主要完成模型建立和分析等多個(gè)步驟,以下是對(duì)有限元設(shè)計(jì)分析方法的具體應(yīng)用。

3.2 有限元分析方法的具體應(yīng)用分析

(1)模型建立分析。在有限元分析方法應(yīng)用過(guò)程中,完成其模型建立非常關(guān)鍵,一定程度上也關(guān)系到模型建立的應(yīng)用效果。在XX空調(diào)企業(yè)進(jìn)行空氣源熱泵熱水器設(shè)計(jì)過(guò)程中,就完成了熱水器的三維模型建立。在實(shí)際的設(shè)計(jì)過(guò)程中,主要采用ANSYS軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)。其模型設(shè)計(jì)中,主要包括高效換熱裝置設(shè)計(jì)、排氣管組件設(shè)計(jì)、壓縮機(jī)裝置設(shè)計(jì)、進(jìn)出水管設(shè)計(jì)、吸氣管設(shè)計(jì)、企業(yè)分離裝置設(shè)計(jì)等多方面設(shè)計(jì)內(nèi)容,確保設(shè)計(jì)展開(kāi)更加優(yōu)化,也能夠最大程度上提升設(shè)計(jì)效果。在其模型建立中,主要完成了對(duì)傳統(tǒng)熱水器的銅管道規(guī)格調(diào)整,其中調(diào)整前的管道壁主要使用6、7、8號(hào)銅管、將每個(gè)管道的壁厚都縮短0.05mm,實(shí)現(xiàn)對(duì)管道的控制,確保其設(shè)計(jì)應(yīng)用更加有效,也能夠最大程度上提升管道壁厚的設(shè)計(jì)效果,確保技術(shù)應(yīng)用更加合理,也能夠最大程度上提升技術(shù)應(yīng)用效果。

(2)完成前處理。在空氣源熱泵熱水器有限元設(shè)計(jì)方法應(yīng)用分析中,還完成了空調(diào)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的前處理工作分析,實(shí)際的系統(tǒng)處理中,主要是針對(duì)材料性能進(jìn)行前處理、其中主要包括銅材料、鋼材料以及橡膠材料進(jìn)行有限元設(shè)計(jì)分析,通過(guò)設(shè)計(jì)分析完成對(duì)其各項(xiàng)材料的參數(shù)需求設(shè)計(jì)。①要求其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用的銅材料彈性模量為108Gpa、泊松比為0.34、密度為8900kg/m3。②要求其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用的鋼材料彈性模量為200Gpa、泊松比為0.3、密度為7850kg/m3。③要求其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用的銅材料彈性模量為0.01Gpa、泊松比為0.49、密度為2000kg/m3。通過(guò)前處理模型設(shè)計(jì),確保其管道設(shè)計(jì)更有效果,也能夠最大程度上提升設(shè)計(jì)質(zhì)量。

(3)靜力學(xué)計(jì)算展開(kāi)。在空氣源熱泵熱水器有限元設(shè)計(jì)方法應(yīng)用分析中還需要完成對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的靜力學(xué)分析,通過(guò)設(shè)計(jì)的靜力學(xué)分析計(jì)算,確保結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加有效。在本次有限元設(shè)計(jì)分析中,主要是針對(duì)管道運(yùn)輸工況進(jìn)行設(shè)計(jì)分析,應(yīng)用ANSYS軟件對(duì)于其運(yùn)行過(guò)程中的顛振、啟停以及轉(zhuǎn)彎等工況加速度進(jìn)行設(shè)計(jì)分析。在其顛振工況加速度度上下30m/s2。通過(guò)合理的工況設(shè)計(jì),確保其技術(shù)應(yīng)用更加有效,提升空氣源熱泵熱水器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)效果。

另外,在實(shí)際的ANSYS軟件有限元分析應(yīng)用中,還包括對(duì)四通閥、排氣管、氣分以及吸氣管等裝置的有限元分析進(jìn)行設(shè)計(jì)應(yīng)用,具體的設(shè)計(jì)展開(kāi)過(guò)程中,應(yīng)該做好管道的合理設(shè)計(jì)效果,確保實(shí)際的設(shè)計(jì)應(yīng)用更加合理,最大程度上提升設(shè)計(jì)效果,解決空調(diào)系統(tǒng)的振動(dòng)問(wèn)題[3]。

結(jié)束語(yǔ)

本文筆者以XX企業(yè)的空氣源熱泵熱水器有限元設(shè)計(jì)為例,闡述了其空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要方法,希望能夠?qū)崴鹘Y(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)有所幫助。