换向蓄热式全热交换器的性能研究及节能分析

【摘要】： 随着能源问题越来越严重和人们对生活工作空间的室内空气质量要求越来越高,使得空调系统既要创造健康舒适的人居环境又要尽量地节约能源。全热交换器作为一种能量回收装置,可以有效的降低室内空气与室外新风的比焓,并且可以增加新风量以改善空调房间的空气质量,因此在建筑中的使用也越来越普及。但是由于传统的全热交换器或者体积较大,或者身带有运动部件,在建筑中随系统改变的机动性较差,导致在一些单体房间中的应用受到限制。本文将研究的换向蓄热式全热交换器具有灵活机动的特点,从而具有更广阔的应用前景。 本课题主要研究了换向蓄热式全热交换器的热湿交换性能,并且分析了其在不同地区使用时的节能特性。通过对换向式全热交换器换热机理的分析,认为换热器内随时间变化的温度前沿决定了全热交换的效率。对热交换器换热效果产生影响的主要因素有填充介质的当量直径、热交换器的长度、流经热交换器截面的流速和换向时间等。根据影响全热交换器性能的有关参数,采用实测的方法对处理风量、进出口空气参数进行分析和讨论,同时对实测结果进行了研究分析,得出:新风和排风之间温度差和湿度差对显热效率和潜热效率均有一定的影响,但相比显热效率,潜热效率受温湿度差的影响更为明显。并采用平坦温度前沿分析法对换向时间对换向蓄热式全热交换器的热效率的影响进行了定性分析,认为当换向时间缩短到一定程度时,完成热交换的区域完全在全热交换器内,在理论上全热交换器的效率可以达到最大。 通过推导全热交换器的显热、潜热和全热三种效率之间的关系式,用权重系数的概念分析了在不同地区气象条件下,显热效率和潜热效率对全热效率的影响程度。分析了我国不同地区使用全热交换器后空调系统的节能特性,指出换向蓄热式全热交换器使用的节能效果如何与其热湿回收效率和阻力特性有关,而所能够节省的电能则与所使用地区的气象条件和冷源形式等因素有关。 【关键词】：换向蓄热式全热交换器 显热效率 潜热效率 节能
【学位授予单位】：东华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TU831.4
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-10
• 参数符号表10-13
• 第一章 绪论13-23
• 1.1 课题提出的背景和意义13-16
• 1.1.1 节能背景和健康背景13-14
• 1.1.2 建筑节能的发展历程及现状14-16
• 1.2 国内外的研究现状16-20
• 1.2.1 热回收装置概况16-19
• 1.2.2 蓄热式热交换理论发展概况19-20
• 1.3 本课题的研究内容与主要工作20-23
• 第二章 全热交换器的热回收理论分析23-37
• 2.1 传热传质机理分析23-27
• 2.1.1 热传导和傅立叶定律23-25
• 2.1.2 牛顿冷却定律25-27
• 2.2 纤维材料的吸湿机理27-29
• 2.2.1 水分在纤维内部存在的形式27-28
• 2.2.2 吸湿平衡和平衡回潮率28-29
• 2.3 描述蓄热式热交换器热交换过程的数学模型29-37
• 2.3.1 蓄热体为连续介质的数学模型29-33
• 2.3.2 蓄热体为颗粒填充介质(非连续性介质)的数学模型33-37
• 第三章 热效率及其影响因素分析37-57
• 3.1 概述37
• 3.2 蓄热式热交换器内温度分布的数学描述37-40
• 3.3 影响热交换器换热效率的因素分析40-44
• 3.3.1 热交换器长度的影响41
• 3.3.2 填充体当量直径的影响41-42
• 3.3.3 通过全热交换器截面流速的影响42-43
• 3.3.4 填充体导热系数的影响43-44
• 3.4 全热交换器三种效率之间的关系44-51
• 3.5 全热交换器的性能评价51-56
• 3.5.1 全热交换器热效率的定义51-53
• 3.5.2 全热交换器性能评价方法53-56
• 3.6 本章小结56-57
• 第四章 实验系统的建立与方案设计57-69
• 4.1 实验方案设计57-61
• 4.1.1 实验原理和方法57-58
• 4.1.2 实验装置与仪器设备58-61
• 4.2 实验内容61-64
• 4.2.1 实测方法61-62
• 4.2.2 测试数据的处理62-63
• 4.2.3 测点布置63-64
• 4.3 实验误差分析64-67
• 4.4 本章小结67-69
• 第五章 实验数据分析与节能研究69-87
• 5.1 概述69
• 5.2 实验数据分析69-80
• 5.2.1 处理风量对效率的影响分析69-73
• 5.2.2 处理风量对压力损失的影响分析73-75
• 5.2.3 温度差和湿度差对效率的影响分析75-78
• 5.2.4 换向时间对效率的影响分析78-80
• 5.3 全热交换器的节能分析80-86
• 5.3.1 具体分析81-84
• 5.3.2 全热交换器节能分析84-86
• 5.4 本章小结86-87
• 结论与建议87-89
• 结论87-88
• 建议88-89
• 参考文献89-92
• 附录92-93
• 攻读学位期间发表的学术论文目录93-94
• 致谢94

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