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应用于空调余能回收的脉动热管换热器的研究

作　者: 韩洪达
导　师: 杨洪海
学　校: 东华大学
专　业: 供热、供燃气、通风及空调工程
关键词: 脉动热管换热器空调余能回收启动性能热效率影响因素
分类号: TU831.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 148次
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内容摘要

脉动热管是伴随微电子技术的发展而发展起来的一种新型高效传热元件,具有结构简单、传热性能卓越等优点。设计合理的脉动热管的传热特性不受重力场或极少受重力场的影响。本课题在综合分析现有文献基础上,对脉动热管的应用领域进行了拓展,将其应用于空调排风系统的余能回收。研究成果包括以下几方面:(一)参照重力热管换热器的设计原则,对脉动热管换热器进行了初步的设计,搭建了相应的试验台。首先对脉动热管换热器的最小气动温差进行实验研究,结果表明,当风速在2.2-2.8m/s范围时,夏季工况下的最小启动温差是4℃,冬季倒置状况下的最小启动温差是9℃。其次,对影响换热器效率的因素进行了分析,结果表明,温度对换热器热回收效率的影响远大于迎面风速的影响。(二)将本实验与Mostafa A的重力热管换热器实验进行了比较。结果表明,两者的总体传热特性相似。蒸发段气流温度在30-35℃之间时,脉动热管的启动温差更小,传热综合性能优于重力热管。实验中脉动热管换热器的体积为重力热管换热器体积的89%,所消耗的铜量是重力热管换热器的54%。在空调排风系统能量回收中脉动热管显示出了较大的应用潜力。(三)脉动热管换热器在倒置状况低负荷运行时,重力场对其热回收效率影响比较大,随着蒸发段热负荷以及冷热气流温差的增大,重力场对换热效率的影响越来越小。(四)用总投资费用法对上海地区某商场排风系统安装脉动热管换热器进行能量回收后的经济估算表明,安装脉动热管换热器后,每年可节约商场空调机组电量363.1×10~3KW·h、节省电费22.4万元。设备的投资回收年限为1.88年,经济效益和社会效益明显。

全文目录

摘要  5-7
ABSTRACT  7-10
目录  10-12
主要符号表  12-14
图表目录  14-17
第一章绪论  17-29
  1.1 能源问题概况  17-18
  1.2 现有空调热回收装置的比较  18-21
  1.3 热管及热管换热器的发展与应用  21-29
    1.3.1 热管技术概述  21-22
    1.3.2 热管换热器的应用  22-24
    1.3.3 空调余热回收中的热管换热器  24-29
第二章脉动热管及研究现状  29-47
  2.1 脉动热管技术简介  29-32
    2.1.1 脉动热管的运行原理  30-31
    2.1.2 脉动热管性能影响参数  31-32
  2.2 脉动热管技术研究现状  32-44
    2.2.1 基础研究  32-40
    2.2.2 应用研究  40-44
  2.3 本文的研究内容及意义  44-47
第三章实验测试系统  47-59
  3.1 实验装置  47-54
    3.1.1 脉动热管换热器的设计  48-51
    3.1.2 热风生成装置  51
    3.1.3 冷风生成装置  51-52
    3.1.4 数据采集和处理系统  52-54
    3.1.5 实验台保温及密封  54
  3.2 实验方法  54-55
  3.3 热力性能评价指标  55-56
  3.4 实验误差分析  56-58
  3.5 本章小结  58-59
第四章实验结果及分析  59-81
  4.1 脉动热管换热器的最小启动温差研究分析  59-63
    4.1.1 脉动热管换热器运行的基本条件  59-61
    4.1.2 脉动热管换热器的最小启动温差  61-63
  4.2 气流温度对脉动热管换热器传热性能的影响  63-68
    4.2.1 夏季工况下蒸发段气流进口温度与其进出口温差的关系  63-65
    4.2.2 冬季工况下蒸发段气流进口温度与进出口温差的关系  65-66
    4.2.3 换热器蒸发段进口气流温度与温度效率的关系  66-68
  4.3 迎面风速对脉动热管换热器传热性能的影响  68-72
    4.3.1 迎面风速对进出口温差的影响  68-70
    4.3.2 迎面风速对换热效率的影响  70-72
  4.4 脉动热管换热器倒置状态下的传热性能研究  72-74
  4.5 实验结果与传热关联式的比较  74-77
  4.6 脉动热管换热器与重力式的比较研究  77-79
  4.7 本章小结  79-81
第五章脉动热管换热器应用于某商场空调排风系统能量回收的技术经济估算  81-87
  5.1 技术经济方法  81-82
  5.2 商场空调排风系统余热回收的特点  82
  5.3 热回收系统分析案例  82-85
    5.3.1 项目概况与空调设计方案  82-83
    5.3.2 经济估算  83-85
  5.4 本章小结  85-87
第六章结论与展望  87-91
  6.1 结论  87-88
  6.2 展望  88-91
参考文献  91-95
攻读硕士学位期间发表论文及成果  95-96
致谢  96

应用于空调余能回收的脉动热管换热器的研究

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