【摘要】：污水是優(yōu)質的可再生清潔資源，在廣泛踐行節(jié)能減排的當今社會進程中已成為建筑節(jié)能領域“開源節(jié)流”的重要對象。污水源熱泵系統(tǒng)是污水熱利用的重要技術。對于較為常用的間接式污水源熱泵系統(tǒng)而言，緩解污水側換熱器低效率、易堵塞等瓶頸制約已經(jīng)成為污水源熱泵系統(tǒng)中急需解決的關鍵性問題。熱管具有傳熱效果優(yōu)良、傳熱極限較高等優(yōu)勢，熱管至今尚未應用于污水熱泵領域。本文將熱管應用于污水源熱泵系統(tǒng)中作為污水側換熱器主要構件，研發(fā)新型的高效污水換熱器。 論文通過理論分析和物理實驗的方法，驗證熱管換熱器應用于污水源熱泵系統(tǒng)中的可行性和優(yōu)化其傳熱效果，結合對實驗結果的分析，探索將熱管換熱器應用于實際污水熱利用工程的設計方法。論文從理論及實驗兩方面開展了深入的研究工作，研究結果對熱管換熱器應用于實際污水源熱泵工程具有參考價值，對推動城市污水冷熱資源建筑應用具有積極意義。 理論方面主要從熱管的結構設計、傳熱性能分析、換熱器熱力計算、換熱器管間距優(yōu)化設計等四個不同的層次開展工作：①以污水源熱泵系統(tǒng)額定溫度工況對熱管進行理論設計，主要包括熱管工質的選擇、管殼及端蓋設計、充液量的計算及熱管結構尺寸的設計；②從理論角度分析熱管換熱器蒸發(fā)段及冷凝段各自傳熱性能，提出重力式熱管在運行過程中傳熱極限的計算公式，分析蒸發(fā)段及冷凝段管內工質汽液界面熱阻計算公式，為論文后續(xù)進行提供理論依據(jù)；③根據(jù)熱管換熱器的傳熱原理，分析熱管換熱器的傳熱系數(shù)、傳熱溫差及傳熱面積計算公式，為后續(xù)換熱器設計、制作及實驗奠定理論基礎；④綜合理論分析，本文在滿足熱管制作工藝的前提下，本著優(yōu)化傳熱及減少阻力損失的目的，通過fluent模擬方法，提出熱管換熱器管間距設計方法。 實驗方面主要開展了三個實驗，即基于污水源熱泵額定溫度工況的可行性驗證實驗、單根熱管冷凝段管外流體流向對換熱效果的優(yōu)化實驗、熱管換熱器冷凝段管外流體流動方式對換熱效果的優(yōu)化實驗。主要從以下三個步驟進行實驗：①設計、制作污水熱管式換熱器模型，搭建污水源熱泵系統(tǒng)試驗平臺模型；②設計污水源熱泵額定溫度工況下熱管的啟動可行性實驗、單根熱管冷凝段流體流向傳熱效果優(yōu)化實驗、熱管換熱器傳熱效果優(yōu)化實驗；③開展各實驗工況的設計，進行定量的實驗測試，分析和探討實驗數(shù)據(jù)。 通過理論推導和實驗分析發(fā)現(xiàn)：①熱管應用于污水源熱泵系統(tǒng)中是可行的。相對于傳統(tǒng)換熱器具有換熱效率高、不易堵塞、運行阻力小、便于清洗管理等優(yōu)勢。②熱管在換熱過程中，冷凝段管外流體流向逆流相對于順流對換熱效果有優(yōu)化作用。③熱管換熱器在運行過程中，冷凝段管外流體180°橫掠管束相對于流體90°橫掠管束和縱掠管束對熱管換熱器的換熱效果有優(yōu)化作用。
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【學位授予單位】：重慶大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TU831.4;X706

【參考文獻】

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1 李敏;淺談中國能源現(xiàn)狀及未來[J];山西電力;2004年03期

2 楊德福;;沈水灣污水處理廠污水源熱泵系統(tǒng)設計[J];建筑節(jié)能;2011年12期

3 吳榮華;張成虎;孫德興;;城市原生污水冷熱源污水黏度特性實驗測試[J];哈爾濱工業(yè)大學學報;2006年09期

4 吳榮華;馬廣興;孫德興;;城市原生污水冷熱源污水流動阻力特性研究[J];哈爾濱工業(yè)大學學報;2006年11期

5 陳明堯;換熱器設計中適宜管間距的選擇方法[J];化工時刊;1998年11期

6 張維佳，，王亦群，何鐘怡;冪律型非牛頓流體本構常數(shù)的測量精度問題[J];計量學報;1994年02期

7 伍培;付祥釗;林真國;彭宣偉;魏章利;;重慶地區(qū)污水源熱泵系統(tǒng)的可行性分析與方案設想[J];給水排水;2007年05期

8 史立山;中國能源現(xiàn)狀分析和可再生能源發(fā)展規(guī)劃[J];可再生能源;2004年05期

9 吳榮華,孫德興,馬廣興;城市原生污水冷熱源水參數(shù)特性與應用方法評價[J];可再生能源;2005年05期

10 張承虎;吳榮華;莊兆意;李鑫;吳學慧;孫德興;;城市污水固態(tài)成分相關概念定義與參數(shù)測定[J];可再生能源;2006年04期

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本文編號：2268485