列管式自然换热空调末端的性能提升与测试
发布时间：2021-07-26 15:45
近零能耗建筑以其超低能耗和高热舒适等特点,代表了未来建筑的发展趋势,在近零能耗建筑中,室内空调末端的选取对系统能耗和人员热舒适性起着至关重要的作用。本文的研究对象—列管式自然换热空调末端是一种新型的室内空调末端,根据供水温度的不同,可实现夏季供冷和冬季供热。列管式自然换热空调末端具有静音和对室内气流干扰极小的特点,一个末端可以满足建筑全年的供热供冷和除湿要求,非常适合应用于近零能耗建筑,但目前该空调末端单位投影面积的供冷量偏低,本文采用数值模拟和实验测试相结合的方法,对列管式自然换热空调末端在不同结构形式下的换热量进行模拟计算,提出提升其换热性能的方法,并研究提升效果。首先,研究管径和管间距的排布对列管式自然换热空调末端的换热性能的影响,并对整体结构进行优化。设备由圆形换热管组成,在CFD数值模拟软件中建立单根圆形换热管和设备整体的模型,对单管直径为20100 mm,管中心间距为30110 mm的管外侧换热情况进行模拟研究,以单位投影面积换热量作为标准衡量设备的换热性能。研究表明,在管间距一定时,随着管径的增大,设备的单位投影面积换热量呈增大...
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
1.1 课题研究的背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 适用于近零能耗建筑的空调末端研究现状
1.2.2 强化传热方法研究现状
1.2.3 肋片结构研究现状
1.3 列管式自然换热空调末端设备
1.4 存在的问题
1.5 本文的主要内容及研究方法
2 圆形列管式自然换热空调末端的管径与管间距优化
2.1 研究对象
2.1.1 物理模型
2.2 数学模型选择
2.2.1 假设条件及数学模型
2.2.2 流态确定
2.2.3 湍流模型
2.2.4 辐射模型
2.2.5 网格划分
2.2.6 网格独立性验证
2.2.7 数值参数和边界条件的选取
2.3 数学模型验证
2.4 管径与管间距的优化结果分析
2.4.1 管径对设备换热量的影响
2.4.2 管间距对设备换热量的影响
2.4.3 管径管间距的优化组合
2.4.4 设备供热量与其外轮廓投影面积比之间的规律分析
2.5 本章小结
3 椭圆肋片列管式自然换热空调末端夏季供冷实验测试
3.0 肋片形式的确定
3.1 测试对象
3.2 实验系统介绍
3.3 实验测试原理
3.4 实验测试内容
3.4.1 测试参数及测试仪器介绍
3.4.2 测点及人工热源布置
3.4.3 供冷测试工况
3.4.4 实验步骤
3.5 实验测试结果分析
3.6 本章小结
4 椭圆肋片列管式自然换热空调末端数值模型与验证
4.1 物理模型
4.2 数值模型和参数设置
4.2.1 假设条件
4.2.2 网格划分
4.2.3 数学模型
4.2.4 数值参数选取
4.3 数值模型验证
4.4 室内温度场及速度场分析
4.5 空调末端整体换热量的提升
4.6 本章小结
5 三维椭圆肋片对列管式自然换热空调末端换热效果的提升潜力
5.1 三维肋片介绍
5.2 外加三维肋片的单管换热器的数值模型和参数设置
5.2.1 物理模型及边界条件
5.2.2 基本假设及数学模型
5.2.3 网格划分
5.2.4 物性参数及数值参数
5.3 三维椭圆形肋片对设备换热性能的提升效果分析
5.3.1 肋片管内自然对流对设备换热量的提升
5.3.2 肋片管内强迫对流对设备换热量的提升
5.3.3 外加三维椭圆形肋片的设备整体模拟
5.4 本章小结
结论与展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]零能耗建筑技术研究现状与发展展望[J]. 王志勇,王俊,刘畅荣. 湖南工业大学学报. 2017(02)
[2]干式风机盘管的性能及其应用[J]. 刘玲玲,李霄. 工程技术研究. 2017(03)
[3]冷梁系统在某办公建筑中的实际应用及方案设计探讨[J]. 刘志强. 建设科技. 2017(05)
[4]变工况对风机盘管性能影响研究[J]. 王臣. 建筑热能通风空调. 2017(02)
[5]几种环形翅片管通道内流体流动与换热特性的对比研究[J]. 欧龙姣,阴继翔,武广剑,杨宇伟,阴勇光. 中北大学学报(自然科学版). 2016(05)
[6]关于我国“近零能耗建筑”发展的思考[J]. 徐伟,刘志坚,陈曦,张时聪. 建筑科学. 2016(04)
[7]2015年,采暖散热器行业发展浅析[J]. 宋为民,王贺. 中国建筑金属结构. 2016(02)
[8]主动式冷梁在绿色建筑中的设计与应用[J]. 柳仲宝,李嵘. 暖通空调. 2015(01)
[9]近零能耗建筑的研究与实践[J]. 张时聪,陈曦,徐伟. 建设科技. 2014(22)
[10]基于FLUENT的3种翅片管强化传热效果模拟比较[J]. 孟庆娟,杨郁满,孙铁. 石油化工设备. 2014(02)
博士论文
[1]导热和对流换热过程的强化与优化[D]. 夏再忠.清华大学 2001
硕士论文
[1]列管式辐射对流冷热交换器供热性能模拟与提升[D]. 史晶.大连理工大学 2016
[2]管翅式散热器传热性能研究及优化[D]. 陈金友.南华大学 2016
[3]干式风机盘管结合独立新风系统的应用研究[D]. 丁杰.南京师范大学 2015
[4]主动式冷梁应用特性研究[D]. 王磊.南京师范大学 2015
[5]列管式辐射对流空调末端的热工性能试验分析[D]. 王宏彬.大连理工大学 2014
[6]独立新风加干式风机盘管空调系统用于高温高湿地区的适应性研究[D]. 张瑜.天津商业大学 2012
[7]风机盘管干工况运行的空调系统研究[D]. 张辉.哈尔滨工业大学 2009
[8]地板辐射供冷模拟及相应的降湿问题分析[D]. 顾文涛.哈尔滨工业大学 2009
本文编号：3303847
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
1.1 课题研究的背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 适用于近零能耗建筑的空调末端研究现状
1.2.2 强化传热方法研究现状
1.2.3 肋片结构研究现状
1.3 列管式自然换热空调末端设备
1.4 存在的问题
1.5 本文的主要内容及研究方法
2 圆形列管式自然换热空调末端的管径与管间距优化
2.1 研究对象
2.1.1 物理模型
2.2 数学模型选择
2.2.1 假设条件及数学模型
2.2.2 流态确定
2.2.3 湍流模型
2.2.4 辐射模型
2.2.5 网格划分
2.2.6 网格独立性验证
2.2.7 数值参数和边界条件的选取
2.3 数学模型验证
2.4 管径与管间距的优化结果分析
2.4.1 管径对设备换热量的影响
2.4.2 管间距对设备换热量的影响
2.4.3 管径管间距的优化组合
2.4.4 设备供热量与其外轮廓投影面积比之间的规律分析
2.5 本章小结
3 椭圆肋片列管式自然换热空调末端夏季供冷实验测试
3.0 肋片形式的确定
3.1 测试对象
3.2 实验系统介绍
3.3 实验测试原理
3.4 实验测试内容
3.4.1 测试参数及测试仪器介绍
3.4.2 测点及人工热源布置
3.4.3 供冷测试工况
3.4.4 实验步骤
3.5 实验测试结果分析
3.6 本章小结
4 椭圆肋片列管式自然换热空调末端数值模型与验证
4.1 物理模型
4.2 数值模型和参数设置
4.2.1 假设条件
4.2.2 网格划分
4.2.3 数学模型
4.2.4 数值参数选取
4.3 数值模型验证
4.4 室内温度场及速度场分析
4.5 空调末端整体换热量的提升
4.6 本章小结
5 三维椭圆肋片对列管式自然换热空调末端换热效果的提升潜力
5.1 三维肋片介绍
5.2 外加三维肋片的单管换热器的数值模型和参数设置
5.2.1 物理模型及边界条件
5.2.2 基本假设及数学模型
5.2.3 网格划分
5.2.4 物性参数及数值参数
5.3 三维椭圆形肋片对设备换热性能的提升效果分析
5.3.1 肋片管内自然对流对设备换热量的提升
5.3.2 肋片管内强迫对流对设备换热量的提升
5.3.3 外加三维椭圆形肋片的设备整体模拟
5.4 本章小结
结论与展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]零能耗建筑技术研究现状与发展展望[J]. 王志勇,王俊,刘畅荣. 湖南工业大学学报. 2017(02)
[2]干式风机盘管的性能及其应用[J]. 刘玲玲,李霄. 工程技术研究. 2017(03)
[3]冷梁系统在某办公建筑中的实际应用及方案设计探讨[J]. 刘志强. 建设科技. 2017(05)
[4]变工况对风机盘管性能影响研究[J]. 王臣. 建筑热能通风空调. 2017(02)
[5]几种环形翅片管通道内流体流动与换热特性的对比研究[J]. 欧龙姣,阴继翔,武广剑,杨宇伟,阴勇光. 中北大学学报(自然科学版). 2016(05)
[6]关于我国“近零能耗建筑”发展的思考[J]. 徐伟,刘志坚,陈曦,张时聪. 建筑科学. 2016(04)
[7]2015年,采暖散热器行业发展浅析[J]. 宋为民,王贺. 中国建筑金属结构. 2016(02)
[8]主动式冷梁在绿色建筑中的设计与应用[J]. 柳仲宝,李嵘. 暖通空调. 2015(01)
[9]近零能耗建筑的研究与实践[J]. 张时聪,陈曦,徐伟. 建设科技. 2014(22)
[10]基于FLUENT的3种翅片管强化传热效果模拟比较[J]. 孟庆娟,杨郁满,孙铁. 石油化工设备. 2014(02)
博士论文
[1]导热和对流换热过程的强化与优化[D]. 夏再忠.清华大学 2001
硕士论文
[1]列管式辐射对流冷热交换器供热性能模拟与提升[D]. 史晶.大连理工大学 2016
[2]管翅式散热器传热性能研究及优化[D]. 陈金友.南华大学 2016
[3]干式风机盘管结合独立新风系统的应用研究[D]. 丁杰.南京师范大学 2015
[4]主动式冷梁应用特性研究[D]. 王磊.南京师范大学 2015
[5]列管式辐射对流空调末端的热工性能试验分析[D]. 王宏彬.大连理工大学 2014
[6]独立新风加干式风机盘管空调系统用于高温高湿地区的适应性研究[D]. 张瑜.天津商业大学 2012
[7]风机盘管干工况运行的空调系统研究[D]. 张辉.哈尔滨工业大学 2009
[8]地板辐射供冷模拟及相应的降湿问题分析[D]. 顾文涛.哈尔滨工业大学 2009
本文编号：3303847
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