計算流体力学を用いた再循環養殖ワークショップのためのヒートポンプユニット選定の最適化

水温調整機器の選定は、ワークショップの設計において重要な役割を果たします。現在、水温制御機器の選択は、通常、魚池の容量と熱的パラメータ計算に基づき、養殖の経験と組み合わせて行われます。経験則は、環境、気候、魚の種類などの要因により特定の条件でのみ機能し、結果として不正確な機器選定結果をもたらします。この制限を認識し、本論文では、室内空気と水の間の熱交換値を正確に計算するために、温度場のCFDシミュレーションを適用することを提案します。これにより、養殖ワークショップでの養殖活動中の熱交換値を予測し、機器選定の新しいアプローチを提供します。本論文では、大連のフグ繁殖ワークショップをシミュレーション対象として選定し、3D非定常計算流体力学モデルを構築します。モデルは、屋外温度、太陽放射、そして水中の相変化熱移動を考慮しています。実験データとの比較により、シミュレーション結果の平均二乗誤差は0.46°Cであることが明らかになりました。夏季には、最高の冷却負荷が16:00に発生し、94.6 kWに達します。水温制御機器としてダイキンGCHP-40MAH地中熱ポンプの使用が推奨されます。CFDシミュレーションは、設置後の室内温度場の形成におけるその有効性を検証します。水温制御機器の投資はある程度削減できます。これは、養殖ワークショップにおける水温機器選定の参考価値を提供します。