热泵热水器蒸发器流场数值模拟

骆名文（广东美的暖通设备有限公司，广东顺德，528311）



热泵热水器蒸发器流场数值模拟

骆名文
（广东美的暖通设备有限公司，广东顺德，528311）

本文针对某款整体式热泵热水器相关参数，建立相应的物理模型，简化了其中的配管和压缩机及电控盒对流场的影响作用。通过CFD数值模拟在相同参数设置情况下，比较有、无出风面罩蒸发器出风处风量的大小来分析面罩对蒸发器处换热的影响。

热泵热水器；CFD；数值模拟

0　引言

随着GB 29541-2013《热泵热水机（器）能效限定值及能效等级》及能效领跑者制度的实施，对热泵热水器能效的要求越来越高了。其中，蒸发器的换热效率是一个重要方面，而蒸发器流场是其中的重要一环。

1　控制方程及边界条件

本文讨论的问题简化为三维、不可压缩、稳态、湍流的物理过程，控制方程如下：

连续性方程

能量方程

动量方程

2　模型求解

2.1原方案求解过程

2.1.1物理模型

本款热泵热水器是一款整体式热泵热水器，机器上部为压缩机、蒸发器、风机、电控盒、相关管路及外罩，机器下部为带有冷凝器的储水箱。根据实际手板样机参数采用FLUENT软件建立了相应的物理模型（图1为蒸发器带出风隔栅结构图，图2蒸发器无出风隔栅结构）。

图1　蒸发器带出风隔栅结构图

图2　蒸发器无出风隔栅结构

2.1.2分析讨论

图3、4分别给出了计算后的速度、压力场的剖面图。

如果风扇升压都为45pa时，有出风面罩时，出风风量为：

?

3　总结

有面罩比无面罩出风流量要小，在蒸发器处完全隔离只流下风扇处通风的情况下，有面罩较无面罩时，蒸发器处气流流量衰减11.1%；如果想要提高风量来提升换热效率，需要进一步的减小风阻。

［1］ 王福军.计算流体力学分析—CFD软原理与应用［M］ 1版.北

京：清华大学出版社，20O7.

［2］ 杨世铭，陶文铨.传热学［M］ 3版.北京：高等教育出版社，20O6.

［3］ 江帆，黄鹏.Fluent高级应用与实例分析［M］ 1版.北京：清华大学出版社，20O8.

Numerical simulation of the flow field of heat pump water heater

Luo Mingwen
（Guangdong Co.， Ltd.，Shunde，Guangdong，528311）

This paper according to the parameters of a integral heat pump water heater，the establishment of the corresponding physical model，simplified the influence of the piping and compressors and electronic control box on the flow field. By means of CFD numerical simulation in the same parameter setting，the influence of the face mask on the heat transfer of the evaporator was analyzed by comparing the air volume of the evaporator with the wind shield.

heat pump water heater；CFD；numerical simulation

图3　蒸发器带出风隔栅结构的温度场和速度场

图4　蒸发器无出风隔栅结构的温度场和速度场