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《天津大学》 2007年
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新型新风换热器的设计及传热特性研究

郭国春  
【摘要】: 空调系统是建筑能耗的主要部分。随着空调系统的普遍使用,建筑能耗居高不下。长期生活在空调房间易出现病态建筑综合症(SBS)。通风换热技术不仅能改善房间环境,消除病态建筑综合症,而且对降低建筑能耗具有重要意义。目前市场出现的某些节能通风换热设备,如转轮式换热器、热管换热器、中间热媒式换热器、板翅式换热器等,存在交叉污染、成本高、效率低、运行费用高、维护难、操作条件苛刻、体积重量大等问题。针对这些问题,研制新型新风换热器需提上日程。 本文首先根据家居环境要求和70%的换热效率为设计工况,在空调环境下,选取价格低廉的换热材质设计新型新风换热器。然后固定换热板的长、宽和芯体总高度,改变换热板厚和板间距,设计其它尺寸换热器,计算它们的换热效率。 本文利用实验和模拟的手段对换热器的传热特性进行了研究。在换热器内部布置测温点,考察换热器板间温度分布情况。改变板厚、板间距、新排风进口温差、风量和换热材质,研究它们与换热效率、传热总量和总换热系数的关系,并将实验结果,设计结果与模拟结果分别进行了比较。 结果表明换热器板间等温线按照近似平行于对角线分布。随着板厚的增大,换热效率和传热总量减小。在间距大于2mm和风量不变的条件下,效率和传热总量随着板间距的增大而减小,换热器的总换热系数随着板间距的增大而增大,且板间距超过2mm后会导致换热器换热效果不理想。换热效率随着风量的增加而减小,但是风量对换热器效率的影响不大。随着新排风进出口温差的算术平均值的增大,效率也随着降低,但是降低的幅度不大。新排风进口温差对换热总量的影响较大,随着新排风进口温差的增大显著增大,但对总换热系数影响不大。经过实验和模拟研究表明,实验结果、模拟结果和设计结果比较吻合。 换热器的传热特性研究为换热器进一步优化指明方向,提供实验基础。本文采用非金属材质换热,成本低廉、质量轻;实现板间测温,得到板间温度分布;新风换热器结构简单和维护方便。如果能够进一步开发研制新型换热型材,回收潜热,强化传热,那么未来的市场一定更加广阔。
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TU831.4

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