西门子PLM软件促进节能热泵的发展

16.09.2019
ThermoLift公司在其位于纽约州立大学先进能源中心的总部开发了ThermoLift系统。该装置由天然气驱动,将空调系统和热泵系统结合在一个单元中。ThermoLift选择了西门子PLM软件解决方案进行开发和自动化设计优化过程,以及模拟设计过程。
西门子PLM软件促进节能热泵的发展

通过使用Simcenter Star-CCM+,可以在单个用户界面中包含非常多的组件,并且可以实现多学科模拟。(图片来源:西门子公司)

通过使用Simcenter Star-CCM+,可以在单个用户界面中包含非常多的组件,并且可以实现多学科模拟。与传统系统相比,ThermoLift解决方案的优化设计可使建筑物中加热、冷却和热水系统的能源成本降低30%至50%。

大多数美国人使用烤箱或锅炉来保持他们的房子和公寓温暖。只有少数人使用热泵,利用环境热量为建筑物供暖。这些设备通常是电力驱动的,这是ThermoLift的创始人彼得·霍夫鲍尔博士和保罗·施瓦茨的出发点。他们的ThermoLift系统用于现代供暖,通风和空调(HVAC)系统,类似于标准的Vuilleumier热泵,但使用特殊的温度循环(TC循环)。为了改进模拟主导的设计过程,ThermoLift已经使用西门子PLM软件组合中的Simcenter模拟软件工作了几年。

精确模拟极其复杂的物理
传统的维吕米耶热泵在封闭系统的三个腔室之间移动气体,如氦气。两个所谓的位移器在一个圆柱体内来回滑动。气体的膨胀或压缩是由于冷或热的热力学循环而发生的。与Vuilleumier热泵相比,ThermoLift设备的特点是位移器与机电系统分开控制,以便更好地控制位移器运动,从而更好地控制热力学循环。整个ThermoLift系统由几个模块组成,如换热器、蓄热器和位移器,这些模块都是在设计过程中产生的。ThermoLift选择Simcenter Star-CCM+进行复杂物理模拟和建模。该软件是一个全面的解决方案,允许在单个用户界面中进行多学科模拟。除此之外,Star-CCM+允许将更多组件集成到模拟中,从而加快设计过程并产生更准确的结果。

经济可靠
ThermoLift系统的优化设计过程意味着与传统的villeumier热泵相比,能量损失可以显著降低。这将节省30%到50%的能源成本。位移器的“软着陆”还降低了机器噪音,同时实现了超过十小时的运行时间。

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