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薄膜式新风换气机的设计及工作特性研究

作　者: 王启
导　师: 王一平
学　校: 天津大学
专　业: 环境化工
关键词: 新风换气机 建筑节能 流致振动 强化传热
分类号: TH43
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


新型新风换气机不仅能够很好地解决室内空气质量问题,同时也是一种高效节能产品。本文采用塑料薄膜作为传热材料,设计并制作了一种薄膜式新风换气机,利用流致振动破坏流体滞留底层强化新风换气机的传热性能。论文对薄膜式新风换气机的传热性能和阻力性能影响因素进行理论分析和实验研究。研究内容主要包括:对比铝板、PVC和PET材质的换热器芯体在不同流量、温差下的传热性能和阻力性能,研究流致振动对芯体传热性能和阻力性能的影响;设计样机,建立整机性能测试系统,研究不同工况下样机的传热性能及阻力性能,并对样机进行了噪声测试;设计出逆流式新风换气机,基于经验公式和前期研究对其工作性能进行了预测。研究结果表明:流致振动能够实现流体低速湍流有效地改善传热效果,热回收效率较不振动条件下提高5~14%;强化传热的程度与薄膜振动的强度成正比,薄膜变形大小(振幅)是改善传热的主要因素,变形越大,强化传热效果越明显,流致振动没有导致压降增加;实验工况下,样机效率在65~85%之间,最大压降低于20.0Pa,噪声低于40dB,节能效果明显,薄膜振动不仅受到板间风速、膜厚和通道形状的影响,同时也受板间流体分布以及温度分布的影响,所以在相同工况下,换热器芯体换热效率和膜厚没有明显的规律;相同换热面积和芯体高度下,对比错流和逆流结构芯体设计结果,风量相同时逆流结构换热效率比错流结构高16~19%,小风量下两种结构的芯体压降差别不大。研究结果为开发新型高效的新风换气机提供了理论和实验依据。

全文目录


中文摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第一章 文献综述  7-21
  1.1 研究背景  7-8
  1.2 新风换气机的分类及特点  8-11
    1.2.1 按照热回收热量的不同分类  8
    1.2.2 按照工作原理不同分类  8-11
  1.3 新风换气机国内外研究进展  11-16
    1.3.1 实验研究进展  12-14
    1.3.2 理论研究进展  14-15
    1.3.3 适用性研究进展  15-16
  1.4 对流强化传热技术  16-19
    1.4.1 对流强化传热技术分类及途径  16
    1.4.2 流致振动强化传热  16-19
  1.5 课题研究内容  19-21
第二章 新风换气机设计及性能影响因素分析  21-32
  2.1 新风换气机设计及制作  21-28
    2.1.1 新风换气机结构及工作原理  21-22
    2.1.2 新风换气机芯体设计  22-27
    2.1.3 新风换气机芯体及样机制作  27-28
  2.2 性能影响因素分析  28-31
    2.2.1 换热膜厚度和导热系数  28
    2.2.2 芯体结构尺寸  28-29
    2.2.3 室内外工况  29-30
    2.2.4 板间风速  30-31
    2.2.5 新排风比  31
  2.3 本章小结  31-32
第三章 新风换气机对比实验和样机性能实验研究  32-56
  3.1 实验方案  32-36
    3.1.1 实验内容  32-33
    3.1.2 实验测试系统  33-34
    3.1.3 实验流程  34-36
  3.2 对比实验结果与讨论  36-48
    3.2.1 新风换气机换热效率影响因素分析  36-41
    3.2.2 新风换气机传热特性分析  41-46
    3.2.3 新风换气机阻力特性分析  46-48
  3.3 样机性能实验结果与讨论  48-54
    3.3.1 室内外温差对新风换气机热回收效率的影响  48-49
    3.3.2 使用新风换气机后新风温度随时间的变化  49-50
    3.3.3 一天中热回收量和减少的空调负荷  50-51
    3.3.4 样机噪声检测及评价  51-54
  3.4 误差分析  54
  3.5 本章小结  54-56
第四章 样机结构参数优化和新型结构研究  56-62
  4.1 结构参数优化  56-59
    4.1.1 性能主要影响因素分析  56-57
    4.1.2 优化设计方案  57-58
    4.1.3 优化设计结果  58-59
  4.2 新型结构设计  59-61
  4.3 本章小结  61-62
第五章 结论与展望  62-64
  5.1 结论  62
  5.2 展望  62-64
参考文献  64-69
发表论文和科研情况说明  69-70
主要符号说明  70-72
致谢  72

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中图分类: > 工业技术 > 机械、仪表工业 > 气体压缩与输送机械 > 通风机
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