寒冷地區(qū)膜式全熱交換器結(jié)霜特性研究 ——以濟南地區(qū)為例
發(fā)布時間:2021-01-10 08:06
膜式全熱交換器是全熱交換器的一種,具有成本低,換熱效率高的優(yōu)點。但是在寒冷地區(qū)冬季運行時,由于膜式全熱交換器排風(fēng)通道內(nèi)濕度較高,存在結(jié)霜現(xiàn)象,影響換熱效率以及膜式全熱交換器的正常運行。因此,為保證膜式全熱交換器在冬季寒冷地區(qū)正常運行,本文利用理論和實驗相結(jié)合的方法,對膜式全熱交換器的結(jié)霜特性和結(jié)霜控制策略進行了研究,主要研究內(nèi)容如下:通過對膜式全熱交換器內(nèi)的熱質(zhì)交換原理和結(jié)霜原理進行分析,將結(jié)霜分為零下結(jié)霜和零度結(jié)霜兩類,基于能量守恒原則,分別建立了零下結(jié)霜臨界與零度結(jié)霜臨界的理論模型,并利用實驗數(shù)據(jù)對兩個理論模型進行了驗證。利用兩個理論模型對結(jié)霜臨界的影響因素進行分析,研究膜式全熱交換器的結(jié)霜特性。分析發(fā)現(xiàn),換熱效率和凝結(jié)潛熱是影響結(jié)霜臨界的最主要因素。當(dāng)室內(nèi)相對濕度較低時,膜式全熱交換器換熱通道內(nèi)為干環(huán)境,此時影響結(jié)霜臨界的最主要因素是換熱效率,濕度越低,顯熱效率對結(jié)霜臨界的影響就越大。在換熱效率的影響下,結(jié)霜臨界溫度會隨著室內(nèi)濕度的增大而升高。當(dāng)室內(nèi)相對濕度較高時,膜式全熱交換器通道內(nèi)會有結(jié)露現(xiàn)象產(chǎn)生,通道內(nèi)為濕環(huán)境,此時影響結(jié)霜臨界的最主要因素是凝結(jié)潛熱。在凝結(jié)潛熱的影響下,結(jié)...
【文章來源】:山東建筑大學(xué)山東省
【文章頁數(shù)】:78 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
1.1 課題研究背景
1.2 課題研究意義
1.3 熱交換器概述
1.3.1 板翅式交換器
1.3.2 轉(zhuǎn)輪式交換器
1.3.3 熱管式交換器
1.4 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.4.1 國外研究現(xiàn)狀
1.4.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
1.5 研究內(nèi)容與創(chuàng)新點
1.5.1 研究內(nèi)容
1.5.2 研究路線
1.5.3 創(chuàng)新點
第2章 膜式全熱交換器換熱效率及結(jié)霜臨界理論模型
2.1 膜式全熱交換器內(nèi)熱質(zhì)交換原理
2.1.1 膜兩側(cè)的對流換熱和對流傳質(zhì)
2.1.2 濕空氣的比體積與密度
2.1.3 顯熱與潛熱效率理論模型
2.1.4 濕工況下顯熱與潛熱效率的修正
2.2 膜式全熱交換器阻力分析
2.3 膜式全熱交換器結(jié)露結(jié)霜分析
2.3.1 膜式全熱交換器結(jié)露分析
2.3.2 霜層形成原理
2.3.3 結(jié)霜原理和結(jié)霜臨界的定義
2.3.4 結(jié)霜位置
2.3.5 結(jié)霜臨界的判定條件
2.4 膜式全熱交換器的結(jié)霜臨界模型
2.4.1 結(jié)霜臨界模型假設(shè)
2.4.2 零下結(jié)霜臨界模型
2.4.3 零度結(jié)霜臨界模型
2.5 本章小結(jié)
第3章 膜式全熱交換器實驗研究
3.1 實驗內(nèi)容和目的
3.2 研究對象
3.3 實驗臺搭建
3.4 新風(fēng)低溫極限
3.4.1 理論計算
3.4.2 數(shù)值模擬
3.4.3 實際低溫極限
3.5 實驗設(shè)計
3.5.1 換熱效率實驗設(shè)計
3.5.2 結(jié)霜臨界實驗設(shè)計
3.6 本章小結(jié)
第4章 結(jié)霜臨界理論模型實驗驗證及結(jié)霜特性研究
4.1 實驗臺準(zhǔn)確性驗證
4.2 結(jié)霜臨界理論模型驗證
4.2.1 零下結(jié)霜理論模型驗證
4.2.2 零度結(jié)霜理論模型驗證
4.3 效率與結(jié)霜臨界影響因素分析
4.3.1 全熱交換面積對效率和結(jié)霜臨界的影響
4.3.2 準(zhǔn)逆流全熱交換器叉逆流面積比對效率和結(jié)霜臨界的影響
4.3.3 準(zhǔn)逆流全熱交換器逆流段長寬比比對效率和結(jié)霜臨界的影響
4.3.4 全熱交換器流道內(nèi)流體流速對效率和結(jié)霜臨界的影響
4.3.5 全熱交換器流道高度對效率和結(jié)霜臨界的影響
4.3.6 全熱交換膜厚度對效率和結(jié)霜臨界的影響
4.4 本章小結(jié)
第5章 濟南地區(qū)膜式全熱交換器應(yīng)用研究
5.1 濟南地區(qū)膜式全熱交換器應(yīng)用概述
5.2 膜式全熱交換器應(yīng)用理論基礎(chǔ)
5.2.1 膜式全熱交換器傳質(zhì)方向研究
5.2.2 全熱回收凈收益
5.3 濟南地區(qū)室內(nèi)相對濕度研究
5.3.1 室外計算參數(shù)的研究
5.3.2 換熱效率對傳質(zhì)方向的影響
5.3.3 室內(nèi)最低相對濕度計算
5.4 準(zhǔn)逆流全熱交換膜結(jié)霜控制策略優(yōu)化研究
5.4.1 優(yōu)化對象及優(yōu)化目的
5.4.2 結(jié)霜控制策略的選擇
5.4.3 理想型結(jié)霜控制策略優(yōu)化研究
5.4.4 控制風(fēng)速結(jié)霜控制策略優(yōu)化研究
5.5 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
6.1 結(jié)論
6.2 展望
參考文獻
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間論文發(fā)表及科研情況
【參考文獻】:
期刊論文
[1]新型環(huán)保節(jié)能蒸發(fā)制冷全新風(fēng)家用空調(diào)技術(shù)開發(fā)[J]. 李惟毅,郭強,劉奕,陳文生,李志會. 山西建筑. 2015(23)
[2]風(fēng)機單位風(fēng)量耗功率的理論分析和實測研究[J]. 劉剛,曹勇,翟建超. 暖通空調(diào). 2011(12)
[3]結(jié)霜現(xiàn)象及抑霜技術(shù)的研究進展[J]. 劉中良,黃玲艷,勾昱君,劉耀民. 制冷學(xué)報. 2010(04)
[4]住宅用全熱回收換氣機防結(jié)霜的研究[J]. 李敏,林豹. 中國建設(shè)信息供熱制冷. 2007(11)
[5]板翅式全熱交換器熱回收效率分析[J]. 鐘珂,彭孝芳. 東華大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2007(04)
[6]濕工況下平翅片傳熱傳質(zhì)實驗與數(shù)值模擬[J]. 任能,谷波. 化工學(xué)報. 2007(07)
[7]空氣—空氣能量回收裝置的節(jié)能分析[J]. 李文波,曾淼,邢軍. 制冷空調(diào)與電力機械. 2007(02)
[8]空氣溫度和相對濕度對空氣體積的影響[J]. 郭建. 中國特種設(shè)備安全. 2006(07)
[9]有能量回收的住宅換氣機冬季結(jié)霜的研究[J]. 李欣,林豹,田野,董然. 制冷與空調(diào)(四川). 2006(01)
[10]新風(fēng)換氣機在嚴(yán)寒地區(qū)運行的實驗研究[J]. 董重成,高波,柳松,荊俊杰. 制冷空調(diào)與電力機械. 2005(06)
博士論文
[1]結(jié)霜與抑霜機理研究及數(shù)值模擬[D]. 崔靜.大連理工大學(xué) 2011
[2]膜法全熱回收制冷除濕系統(tǒng)的數(shù)值模擬與實驗研究[D]. 梁才航.華南理工大學(xué) 2010
碩士論文
[1]熱回收新風(fēng)換氣機換熱性能研究及適應(yīng)性分析[D]. 張慶嶺.集美大學(xué) 2013
[2]北方地區(qū)用空氣-空氣能量回收裝置的優(yōu)化與系列化[D]. 吳小冬.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
[3]空氣—空氣板式全熱交換器熱量回收性能的研究[D]. 吳瑋華.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2009
[4]寒區(qū)新風(fēng)換氣機結(jié)霜問題的模擬與試驗研究[D]. 姚攀攀.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2007
本文編號:2968370
【文章來源】:山東建筑大學(xué)山東省
【文章頁數(shù)】:78 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
1.1 課題研究背景
1.2 課題研究意義
1.3 熱交換器概述
1.3.1 板翅式交換器
1.3.2 轉(zhuǎn)輪式交換器
1.3.3 熱管式交換器
1.4 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.4.1 國外研究現(xiàn)狀
1.4.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
1.5 研究內(nèi)容與創(chuàng)新點
1.5.1 研究內(nèi)容
1.5.2 研究路線
1.5.3 創(chuàng)新點
第2章 膜式全熱交換器換熱效率及結(jié)霜臨界理論模型
2.1 膜式全熱交換器內(nèi)熱質(zhì)交換原理
2.1.1 膜兩側(cè)的對流換熱和對流傳質(zhì)
2.1.2 濕空氣的比體積與密度
2.1.3 顯熱與潛熱效率理論模型
2.1.4 濕工況下顯熱與潛熱效率的修正
2.2 膜式全熱交換器阻力分析
2.3 膜式全熱交換器結(jié)露結(jié)霜分析
2.3.1 膜式全熱交換器結(jié)露分析
2.3.2 霜層形成原理
2.3.3 結(jié)霜原理和結(jié)霜臨界的定義
2.3.4 結(jié)霜位置
2.3.5 結(jié)霜臨界的判定條件
2.4 膜式全熱交換器的結(jié)霜臨界模型
2.4.1 結(jié)霜臨界模型假設(shè)
2.4.2 零下結(jié)霜臨界模型
2.4.3 零度結(jié)霜臨界模型
2.5 本章小結(jié)
第3章 膜式全熱交換器實驗研究
3.1 實驗內(nèi)容和目的
3.2 研究對象
3.3 實驗臺搭建
3.4 新風(fēng)低溫極限
3.4.1 理論計算
3.4.2 數(shù)值模擬
3.4.3 實際低溫極限
3.5 實驗設(shè)計
3.5.1 換熱效率實驗設(shè)計
3.5.2 結(jié)霜臨界實驗設(shè)計
3.6 本章小結(jié)
第4章 結(jié)霜臨界理論模型實驗驗證及結(jié)霜特性研究
4.1 實驗臺準(zhǔn)確性驗證
4.2 結(jié)霜臨界理論模型驗證
4.2.1 零下結(jié)霜理論模型驗證
4.2.2 零度結(jié)霜理論模型驗證
4.3 效率與結(jié)霜臨界影響因素分析
4.3.1 全熱交換面積對效率和結(jié)霜臨界的影響
4.3.2 準(zhǔn)逆流全熱交換器叉逆流面積比對效率和結(jié)霜臨界的影響
4.3.3 準(zhǔn)逆流全熱交換器逆流段長寬比比對效率和結(jié)霜臨界的影響
4.3.4 全熱交換器流道內(nèi)流體流速對效率和結(jié)霜臨界的影響
4.3.5 全熱交換器流道高度對效率和結(jié)霜臨界的影響
4.3.6 全熱交換膜厚度對效率和結(jié)霜臨界的影響
4.4 本章小結(jié)
第5章 濟南地區(qū)膜式全熱交換器應(yīng)用研究
5.1 濟南地區(qū)膜式全熱交換器應(yīng)用概述
5.2 膜式全熱交換器應(yīng)用理論基礎(chǔ)
5.2.1 膜式全熱交換器傳質(zhì)方向研究
5.2.2 全熱回收凈收益
5.3 濟南地區(qū)室內(nèi)相對濕度研究
5.3.1 室外計算參數(shù)的研究
5.3.2 換熱效率對傳質(zhì)方向的影響
5.3.3 室內(nèi)最低相對濕度計算
5.4 準(zhǔn)逆流全熱交換膜結(jié)霜控制策略優(yōu)化研究
5.4.1 優(yōu)化對象及優(yōu)化目的
5.4.2 結(jié)霜控制策略的選擇
5.4.3 理想型結(jié)霜控制策略優(yōu)化研究
5.4.4 控制風(fēng)速結(jié)霜控制策略優(yōu)化研究
5.5 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
6.1 結(jié)論
6.2 展望
參考文獻
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間論文發(fā)表及科研情況
【參考文獻】:
期刊論文
[1]新型環(huán)保節(jié)能蒸發(fā)制冷全新風(fēng)家用空調(diào)技術(shù)開發(fā)[J]. 李惟毅,郭強,劉奕,陳文生,李志會. 山西建筑. 2015(23)
[2]風(fēng)機單位風(fēng)量耗功率的理論分析和實測研究[J]. 劉剛,曹勇,翟建超. 暖通空調(diào). 2011(12)
[3]結(jié)霜現(xiàn)象及抑霜技術(shù)的研究進展[J]. 劉中良,黃玲艷,勾昱君,劉耀民. 制冷學(xué)報. 2010(04)
[4]住宅用全熱回收換氣機防結(jié)霜的研究[J]. 李敏,林豹. 中國建設(shè)信息供熱制冷. 2007(11)
[5]板翅式全熱交換器熱回收效率分析[J]. 鐘珂,彭孝芳. 東華大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2007(04)
[6]濕工況下平翅片傳熱傳質(zhì)實驗與數(shù)值模擬[J]. 任能,谷波. 化工學(xué)報. 2007(07)
[7]空氣—空氣能量回收裝置的節(jié)能分析[J]. 李文波,曾淼,邢軍. 制冷空調(diào)與電力機械. 2007(02)
[8]空氣溫度和相對濕度對空氣體積的影響[J]. 郭建. 中國特種設(shè)備安全. 2006(07)
[9]有能量回收的住宅換氣機冬季結(jié)霜的研究[J]. 李欣,林豹,田野,董然. 制冷與空調(diào)(四川). 2006(01)
[10]新風(fēng)換氣機在嚴(yán)寒地區(qū)運行的實驗研究[J]. 董重成,高波,柳松,荊俊杰. 制冷空調(diào)與電力機械. 2005(06)
博士論文
[1]結(jié)霜與抑霜機理研究及數(shù)值模擬[D]. 崔靜.大連理工大學(xué) 2011
[2]膜法全熱回收制冷除濕系統(tǒng)的數(shù)值模擬與實驗研究[D]. 梁才航.華南理工大學(xué) 2010
碩士論文
[1]熱回收新風(fēng)換氣機換熱性能研究及適應(yīng)性分析[D]. 張慶嶺.集美大學(xué) 2013
[2]北方地區(qū)用空氣-空氣能量回收裝置的優(yōu)化與系列化[D]. 吳小冬.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
[3]空氣—空氣板式全熱交換器熱量回收性能的研究[D]. 吳瑋華.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2009
[4]寒區(qū)新風(fēng)換氣機結(jié)霜問題的模擬與試驗研究[D]. 姚攀攀.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2007
本文編號:2968370
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