寒冷地区膜式全热交换器结霜特性研究 ——以济南地区为例

发布时间：2021-01-10 08:06

　　膜式全热交换器是全热交换器的一种,具有成本低,换热效率高的优点。但是在寒冷地区冬季运行时,由于膜式全热交换器排风通道内湿度较高,存在结霜现象,影响换热效率以及膜式全热交换器的正常运行。因此,为保证膜式全热交换器在冬季寒冷地区正常运行,本文利用理论和实验相结合的方法,对膜式全热交换器的结霜特性和结霜控制策略进行了研究,主要研究内容如下:通过对膜式全热交换器内的热质交换原理和结霜原理进行分析,将结霜分为零下结霜和零度结霜两类,基于能量守恒原则,分别建立了零下结霜临界与零度结霜临界的理论模型,并利用实验数据对两个理论模型进行了验证。利用两个理论模型对结霜临界的影响因素进行分析,研究膜式全热交换器的结霜特性。分析发现,换热效率和凝结潜热是影响结霜临界的最主要因素。当室内相对湿度较低时,膜式全热交换器换热通道内为干环境,此时影响结霜临界的最主要因素是换热效率,湿度越低,显热效率对结霜临界的影响就越大。在换热效率的影响下,结霜临界温度会随着室内湿度的增大而升高。当室内相对湿度较高时,膜式全热交换器通道内会有结露现象产生,通道内为湿环境,此时影响结霜临界的最主要因素是凝结潜热。在凝结潜热的影响下,结... 

【文章来源】：山东建筑大学山东省

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景
    1.2 课题研究意义
    1.3 热交换器概述
        1.3.1 板翅式交换器
        1.3.2 转轮式交换器
        1.3.3 热管式交换器
    1.4 国内外研究现状
        1.4.1 国外研究现状
        1.4.2 国内研究现状
    1.5 研究内容与创新点
        1.5.1 研究内容
        1.5.2 研究路线
        1.5.3 创新点
第2章 膜式全热交换器换热效率及结霜临界理论模型
    2.1 膜式全热交换器内热质交换原理
        2.1.1 膜两侧的对流换热和对流传质
        2.1.2 湿空气的比体积与密度
        2.1.3 显热与潜热效率理论模型
        2.1.4 湿工况下显热与潜热效率的修正
    2.2 膜式全热交换器阻力分析
    2.3 膜式全热交换器结露结霜分析
        2.3.1 膜式全热交换器结露分析
        2.3.2 霜层形成原理
        2.3.3 结霜原理和结霜临界的定义
        2.3.4 结霜位置
        2.3.5 结霜临界的判定条件
    2.4 膜式全热交换器的结霜临界模型
        2.4.1 结霜临界模型假设
        2.4.2 零下结霜临界模型
        2.4.3 零度结霜临界模型
    2.5 本章小结
第3章 膜式全热交换器实验研究
    3.1 实验内容和目的
    3.2 研究对象
    3.3 实验台搭建
    3.4 新风低温极限
        3.4.1 理论计算
        3.4.2 数值模拟
        3.4.3 实际低温极限
    3.5 实验设计
        3.5.1 换热效率实验设计
        3.5.2 结霜临界实验设计
    3.6 本章小结
第4章 结霜临界理论模型实验验证及结霜特性研究
    4.1 实验台准确性验证
    4.2 结霜临界理论模型验证
        4.2.1 零下结霜理论模型验证
        4.2.2 零度结霜理论模型验证
    4.3 效率与结霜临界影响因素分析
        4.3.1 全热交换面积对效率和结霜临界的影响
        4.3.2 准逆流全热交换器叉逆流面积比对效率和结霜临界的影响
        4.3.3 准逆流全热交换器逆流段长宽比比对效率和结霜临界的影响
        4.3.4 全热交换器流道内流体流速对效率和结霜临界的影响
        4.3.5 全热交换器流道高度对效率和结霜临界的影响
        4.3.6 全热交换膜厚度对效率和结霜临界的影响
    4.4 本章小结
第5章 济南地区膜式全热交换器应用研究
    5.1 济南地区膜式全热交换器应用概述
    5.2 膜式全热交换器应用理论基础
        5.2.1 膜式全热交换器传质方向研究
        5.2.2 全热回收净收益
    5.3 济南地区室内相对湿度研究
        5.3.1 室外计算参数的研究
        5.3.2 换热效率对传质方向的影响
        5.3.3 室内最低相对湿度计算
    5.4 准逆流全热交换膜结霜控制策略优化研究
        5.4.1 优化对象及优化目的
        5.4.2 结霜控制策略的选择
        5.4.3 理想型结霜控制策略优化研究
        5.4.4 控制风速结霜控制策略优化研究
    5.5 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间论文发表及科研情况


【参考文献】：
期刊论文
[1]新型环保节能蒸发制冷全新风家用空调技术开发[J]. 李惟毅,郭强,刘奕,陈文生,李志会.  山西建筑. 2015(23)
[2]风机单位风量耗功率的理论分析和实测研究[J]. 刘刚,曹勇,翟建超.  暖通空调. 2011(12)
[3]结霜现象及抑霜技术的研究进展[J]. 刘中良,黄玲艳,勾昱君,刘耀民.  制冷学报. 2010(04)
[4]住宅用全热回收换气机防结霜的研究[J]. 李敏,林豹.  中国建设信息供热制冷. 2007(11)
[5]板翅式全热交换器热回收效率分析[J]. 钟珂,彭孝芳.  东华大学学报(自然科学版). 2007(04)
[6]湿工况下平翅片传热传质实验与数值模拟[J]. 任能,谷波.  化工学报. 2007(07)
[7]空气—空气能量回收装置的节能分析[J]. 李文波,曾淼,邢军.  制冷空调与电力机械. 2007(02)
[8]空气温度和相对湿度对空气体积的影响[J]. 郭建.  中国特种设备安全. 2006(07)
[9]有能量回收的住宅换气机冬季结霜的研究[J]. 李欣,林豹,田野,董然.  制冷与空调(四川). 2006(01)
[10]新风换气机在严寒地区运行的实验研究[J]. 董重成,高波,柳松,荆俊杰.  制冷空调与电力机械. 2005(06)

博士论文
[1]结霜与抑霜机理研究及数值模拟[D]. 崔静.大连理工大学 2011
[2]膜法全热回收制冷除湿系统的数值模拟与实验研究[D]. 梁才航.华南理工大学 2010

硕士论文
[1]热回收新风换气机换热性能研究及适应性分析[D]. 张庆岭.集美大学 2013
[2]北方地区用空气-空气能量回收装置的优化与系列化[D]. 吴小冬.哈尔滨工业大学 2010
[3]空气—空气板式全热交换器热量回收性能的研究[D]. 吴玮华.哈尔滨工业大学 2009
[4]寒区新风换气机结霜问题的模拟与试验研究[D]. 姚攀攀.哈尔滨工业大学 2007



本文编号：2968370