收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于污水热利用的管壳式换热器的优化控制研究

冯星辉  
【摘要】:污水源热泵作为一种利用可再生能源的建筑节能应用技术,在大力倡导“低碳经济”、“节能减排”的今天,愈来愈受到人们的关注。对于间接式污水源热泵系统来说,管壳式换热器的换热效果、运行维护费用等,对它的实际节能效果和系统运行费用有着重要的影响,如何实现间接式污水源热泵系统中管壳式换热器的优化控制是当前污水源热泵研究领域的热点之一。 本文从污水管壳式换热器的传热原理及热力计算原理出发,分析推导了换热器的换热面积、传热系数、对数平均温差及流动阻力的常用计算公式,为后续换热器设计制作奠定了理论基础。文章还分析了实际工程中,间接式污水源热泵系统有效换热量的影响因素,并提出了对系统有效换热量的五个重要影响因素:系统运行换热面积、污水温度、系统冷热负荷工况变化、管壳程流体流速和污垢热阻。 本文根据污水管壳式换热器的换热影响因素和优化控制原则,针对污水温度、系统负荷工况变化提出了关于取水泵、换热器和中介水循环泵的运行台数的优化控制策略;针对换热器管程污垢生长特性提出了关于污水管壳式换热器管、壳程的流向转变控制方法及周期。文章还针对以上因素,提出了关于间接式污水源热泵系统的综合优化控制措施和优化控制效果分析。 最后,本文依据理论分析和推导,设计并制作了污水管壳式换热器模型,搭建了污水源热泵系统实验平台模型,并通过一系列的实验工况安排,进行了相关实验工况的测试和研究,定性地分析和总结了管壳式换热器的优化控制策略。实验表明:①污水温度每升高1℃,管程所需污水流量约增加了17%,其对数平均温差约降低了12.7%,此时换热器传热系数约降低了14%,污水温度对换热器实际换热量影响很大;②对换热器进行流向转变控制可以相对延长污垢的诱导期,并在污垢生长中期时间段内不断破坏污垢原有生长环境,从而进一步延长污垢生长周期;③不同负荷工况下,对系统的取水泵、换热器和中介水循环泵的运行台数进行优化控制是完全可行的,而对于实际工程来说,A—L控制策略要根据工程中实际的换热器、取水泵和循环水泵台数来进行理论分析和后期实验调试。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 黄文江;张剑飞;陶文铨;;弓形折流板换热器中折流板对换热器性能的影响[J];工程热物理学报;2007年06期
2 蒲星星;刘尚明;蒋洪德;;应用遗传算法优化设计管壳式换热器[J];热力透平;2011年02期
3 崔国民,杜娟丽,卢洪波,李美玲,张勤;多股流换热器的柔性特性及柔性设计研究[J];工程热物理学报;2005年S1期
4 童军杰;童巧珍;;“换热器原理与设计”教学方法探讨与思考[J];装备制造技术;2011年07期
5 熊智强;喻九阳;夏文武;;管壳式换热器数值模拟的流动模型比较[J];武汉化工学院学报;2006年03期
6 王福新;王玉;;管壳式换热器壳程流体通道设计[J];管道技术与设备;2011年03期
7 刘庆江;刘庆河;姜洋;;换热器密封条引起的流体诱导振动研究[J];机械工程师;1993年01期
8 李戈,邹灵浩;铜管——管壳式换热器设计中的几个问题[J];机械管理开发;2004年04期
9 谭蔚,聂清德,段振亚;横向流中两相流体诱发的振动[J];化工设备与管道;2005年05期
10 刘宏;魏新利;;充分利用压降优化换热器设计[J];轻工机械;2006年04期
11 孙启鹏;;管壳式换热器壳侧流动分析[J];中国科技信息;2008年01期
12 胡连营;;地源热泵技术讲座(四) 地埋管地源热泵系统[J];可再生能源;2008年04期
13 段亚平;;管壳式换热器的换热管强化传热技术浅述[J];应用能源技术;2010年04期
14 李国文;申振华;田丹;;大型低速回流风洞换热器设计研究[J];实验技术与管理;2011年03期
15 聂清德,张明贤,侯曾炎,申东雄;换热器中的噪声与防止[J];压力容器;1993年06期
16 黄兴华,陆震,刘冬暖;换热器壳侧紊流流动特性的数值研究[J];上海交通大学学报;2000年09期
17 李志安;任克华;宿痴;;波纹管换热器设计标准介绍及相关问题的探讨[J];压力容器;2007年04期
18 胡玉红;陈龙;张强;刘巨保;;换热器管板胀接接头高温下拉脱实验研究[J];科学技术与工程;2009年15期
19 罗明辉;陆恩锡;;逆向传热[J];化学工程;2010年05期
20 宋继伟;许明田;程林;;换热器分段设计方法的理论分析[J];科学通报;2011年13期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 赵石军;赵景玉;董方亮;;国产首台超大型管壳式换热器的设计[A];压力容器设计技术研究——第七届全国压力容器设计学术会议暨第七届中国机械工程学会压力容器分会设计委员会委员会议论文集[C];2010年
2 刘京雷;徐宏;徐鹏;曹洪海;刘建书;袁云中;谭德淼;;高通量换热器研制开发及应用[A];全国第四届换热器学术会议论文集[C];2011年
3 刘京雷;徐宏;王学生;曹洪海;刘建书;袁云中;谭德淼;;高通量换热器的产业化研发[A];全国第四届换热器学术会议论文集[C];2011年
4 焦兰;黄素逸;;纵流和横流管壳式换热器的性能比较[A];全国第四届换热器学术会议论文集[C];2011年
5 戴传山;李彪;王秋香;;氟塑料换热器研究进展[A];中国化工学会2011年年会暨第四届全国石油和化工行业节能节水减排技术论坛论文集[C];2011年
6 王坤;于庆波;赵曜;;基于Solid Edge和VB6.0的管壳式换热器三维设计软件开发[A];2010全国能源与热工学术年会论文集[C];2010年
7 张杨;赵军;崔文勇;;斜锥壳管壳式换热器的有限元分析[A];北京力学会第14届学术年会论文集[C];2008年
8 王玉;徐秋玲;;行业标准JB/T10523释义[A];全国第四届换热器学术会议论文集[C];2011年
9 周玲;张海波;陈合亮;;TEMA新版标准(1999)和旧版标准(1988)的比较分析[A];第五届全国压力容器学术会议论文集[C];2001年
10 江楠;许海峰;江飞飞;;管壳式换热器管束的支承结构[A];2006年石油和化工行业节能技术研讨会会议论文集[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 蒋夫花;大型轴流管壳式换热器中的深度换热[D];华南理工大学;2011年
2 王英双;纵流管壳式换热器流动与传热性能的理论与实验研究[D];华中科技大学;2011年
3 郭江峰;换热器的热力学分析与优化设计[D];山东大学;2011年
4 刘天丰;非对称管壳式换热器结构分析及改进中的问题研究[D];浙江大学;2005年
5 古新;管壳式换热器数值模拟与斜向流换热器研究[D];郑州大学;2006年
6 胡玉红;管壳式换热器弹塑性有限元分析若干问题研究[D];大庆石油学院;2010年
7 徐坚;地源热泵U型埋管换热器的变周期模型研究[D];浙江大学;2010年
8 杨伟;U型竖直地埋管换热器热响应模型及其算法研究[D];湖南大学;2010年
9 张强;换热管及内外流体多场耦合数值分析方法研究[D];东北石油大学;2011年
10 汲水;螺旋折流板管壳式换热器壳程流动与传热机理分析与性能研究[D];山东大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 冯星辉;基于污水热利用的管壳式换热器的优化控制研究[D];重庆大学;2011年
2 王冶;船用换热器流动与传热的三维流场数值模拟研究[D];上海交通大学;2013年
3 马龙潭;管壳式换热器计算机辅助设计与优化研究[D];山东大学;2012年
4 马福华;管壳式换热器计算机辅助优化设计[D];昆明理工大学;2011年
5 文宏刚;管壳式换热器设计方法与数值模拟研究[D];华东理工大学;2012年
6 姜超越;管壳式换热器流体诱发振动设计研究[D];华东理工大学;2013年
7 张学智;管壳式换热器设计优化及适宜操作区性能的研究[D];青岛科技大学;2012年
8 许光第;高性能换热装置的设计及优化[D];华东理工大学;2013年
9 林大煜;节能型烘干机及其节能装置监测系统的研究[D];华侨大学;2012年
10 雷俊杰;高效管壳式换热器温度分布计算模型及设计方法研究[D];华东理工大学;2012年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 江洋;全新风风管送风式空调(热泵)机组国内领先[N];科技日报;2007年
2 蓬生;2001年空调卖什么?[N];中国电子报;2001年
3 本报记者 汪叶舟 实习生 肖婷;新能源、新空间[N];中国工业报;2010年
4 刘超;功率器件担当空调节能大任[N];中国电子报;2007年
5 兰石文;大型板壳式换热器[N];中国机电日报;2002年
6 子君;海尔空调告诉我们什么[N];中国信息报;2000年
7 本报记者 关世太 徐春元;ECSS化工之星:软件推动技改[N];中国化工报;2002年
8 方怡 张国新;我国大型乙烯冷箱水平跃上新平台[N];中国石化报;2004年
9 中国化工节能技术协会 老木;石油和化学工业百项节能技术简介(下)[N];中国化工报;2009年
10 黄 纹;志高全面发动“京津攻势”[N];中国质量报;2004年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978