低温差热回收蓄热换热器传热过程研究

发布时间：2020-03-29 06:29

【摘要】：在节能减排要求日益严格的现代社会,建筑空调系统节能成为一个重要举措,而蓄热换热器是空调新风系统节能中一种非常有效的热回收节能装置。蓄热式热交换器相较于其他形式的热交换器,具有结构简单、工艺水平要求较低、成本低廉、显热全热均可进行回收等优点,是一种具有很大应用前景的热回收装置。本文主要的研究内容是提出了一种新的蓄热式热交换器的结构及运行方式,并采用了实验探究和数值模拟相结合的方式探究蓄热式热交换器的热工特性,作出综合性能评价。本文主要研究内容和相关结论如下:(1)提出了蓄热式换热器新的结构及运行方式,采用可逆轴流风机作为运行部件。固定进行换热的蓄热体结构而通过改变进风风向来实现周期性的蓄热和放热。蓄热室采用了以金属铝为蓄热材料的板阵状蓄热体结构。实验探究表明,该型蓄热式换热器的热回收效率能够达到66%以上,相较同等条件下的传统显热热回收蓄热器的平均热回收效率提升11%,而本文提出的蓄热式换热器最大优势在于结构更加简单,安装方便。(2)对蓄热器的结构参数研究结果表明,蓄热体长度是对热回收效率影响最大的因素之一,600 mm蓄热体长度范围内,每增加100 mm热回收效率提升16%以上,但换热系数会降低6.9%,蓄热饱和时间平均延长21%;蓄热片间距对蓄热器热回收性能的影响呈阶段性,蓄热片间距低于3 mm时,热回收性能随蓄热片间距增大而提升,蓄热片间距高于3 mm时,传热性能趋于稳定。当蓄热片间距保持在蓄热片厚度的1-2倍之间时,传热性能最好。(3)对蓄热器的运行参数研究结果表明,迎面风速对蓄热器热回收性能的影响呈现山峰状,4 m/s-6 m/s时热回收效率最高,达到60%以上,低于或高于此范围热回收效率都有所降低。迎面风速对蓄热器换热系数影响显著,当迎面风速低于6 m/s时,风速每增加2 m/s,蓄热器换热系数最高增长38%。(4)室内外温差是影响蓄热式换热器换热性能的最主要因素之一,随着室内外温差增大,蓄热器的热回收效率和传热速率有较大的增长,在3℃-7℃的温差范围内,温差每增加1℃,热回收效率平均增长7.2%,蓄热速率平均增长17%。
【图文】：

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图 1-1 感知空气品质不满意率和新风量的关系制冷还是冬季制热，室内外有着一定的温差甚至有较风运行过程中将这一部分能量回收利用起来，则将会极改善空气质量的双赢，所以新风系统的节能与热回收也出台了多项法律法规或者标准，在一些建筑设计中比如在某些公共建筑物或者其他商业使用建筑设施上暖通空调系统各自分开安装，则在新风系统上必须安且热回收效率要在 60%以上[7]。假设以 60%的热回收调系统中的能耗占有率会下降到 30%以下，可以节约新得出，对于研究发展高效的热交换器对于建设能源节实际意义。

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图 1-1 感知空气品质不满意率和新风量的关系无论是夏季制冷还是冬季制热，室内外有着一定的温差甚至有较高含湿量的差值，如果在排风和新风运行过程中将这一部分能量回收利用起来，则将会极大地降低能源消耗量，实现节能和改善空气质量的双赢，所以新风系统的节能与热回收技术的深入开发会越发重要。我国也出台了多项法律法规或者标准，，在一些建筑设计中强制采用节能以及热回收装置，比如在某些公共建筑物或者其他商业使用建筑设施上必须安装新风系统，如果其系统与暖通空调系统各自分开安装，则在新风系统上必须安装空气—空气能量回收装置，而且热回收效率要在 60%以上[7]。假设以 60%的热回收效率计算[8]，则新风系统在整个空调系统中的能耗占有率会下降到 30%以下，可以节约新风系统能耗的六成以上，由此可以得出，对于研究发展高效的热交换器对于建设能源节约型的经济结构具有十分重要的实际意义。
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TK172

【参考文献】