本文關(guān)鍵詞：利用熱泵系統(tǒng)回收礦井排風(fēng)余熱的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：在煤礦系統(tǒng)的生產(chǎn)過程中,伴隨著礦井的通風(fēng)系統(tǒng)的運(yùn)行,礦井排風(fēng)中攜帶了大量來自地下的熱能,同時礦井排風(fēng)具有溫濕度常年處于穩(wěn)定的特性,這種潛在優(yōu)質(zhì)低溫?zé)嵩丛诿旱V生產(chǎn)過程中卻往往被忽略,從而被直接排向大氣中,因此他的利用是礦井生產(chǎn)過程中的重要節(jié)能環(huán)節(jié)。結(jié)合礦井實(shí)際情況,使用排風(fēng)換熱器聯(lián)合水源熱泵系統(tǒng)回收礦井排風(fēng)中的余熱,對礦井現(xiàn)場建筑進(jìn)行供暖,以及為進(jìn)風(fēng)井口房防凍提供所需熱量。首先通過計(jì)算,對煤礦在不同室外溫度情況下的熱泵機(jī)組開啟情況作了分析。通過現(xiàn)場勘測,利用排風(fēng)中的熱量,為熱泵機(jī)組提供熱源。礦井建筑最大熱負(fù)荷為3686 kW,根據(jù)熱泵機(jī)組COP推算得出換熱器中,進(jìn)出口水溫溫差為6 K、回風(fēng)溫差為11 K,此時換熱量可滿足要求。在排風(fēng)系統(tǒng)中加入排風(fēng)換熱器,為了研究換熱效果,本文采用了數(shù)值模擬計(jì)算和現(xiàn)場試驗(yàn)測試兩種方法對換熱器的換熱效果進(jìn)行研究。通過對管式換熱器和噴淋式換熱器中相應(yīng)的流體傳質(zhì)傳熱過程的數(shù)值模擬,得出了管式換熱器中空氣溫度分布圖、速度分布圖以及噴淋換熱器不同條件下的液滴分布圖,對比分析得到合適的換熱器形式。針對不同翅片管式換熱器形式下,分別進(jìn)行模擬對比研究,得出叉排形式的換熱器優(yōu)于順排,但兩者換熱效果均不明顯。對于噴淋式換熱器,在不同進(jìn)口風(fēng)速、噴淋液滴直徑以及換熱器的不同噴淋高度下,模擬得出各個因素對整個系統(tǒng)換熱效果的影響。最后通過現(xiàn)場實(shí)測,與模擬結(jié)果對比,驗(yàn)證了模擬結(jié)果的可靠性。本文還對換熱器聯(lián)合水源泵系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性做了分析,得出該系統(tǒng)的回收年限為6年,從經(jīng)濟(jì)上說明了使用合適的換熱器回收礦井余熱的可行性。
【關(guān)鍵詞】：礦井排風(fēng) 熱泵 余熱回收 換熱器 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：西安建筑科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TD724
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 1 緒論8-16
• 1.1 課題研究背景8-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-13
• 1.3 研究內(nèi)容、研究目標(biāo)及技術(shù)路線13-14
• 1.3.1 研究內(nèi)容及目標(biāo)13
• 1.3.2 技術(shù)路線13-14
• 1.4 本章小結(jié)14-16
• 2 礦井排風(fēng)換熱裝置的工作原理16-24
• 2.1 礦井余熱利用中幾種常用的熱交換裝置16-19
• 2.1.1 翅片式換熱器16-17
• 2.1.2 噴淋式換熱器17
• 2.1.3 板式換熱器17-18
• 2.1.4 熱管換熱器18-19
• 2.2 水源熱泵機(jī)組19-20
• 2.3 余熱利用途徑20
• 2.4 礦井排風(fēng)余熱回收系統(tǒng)的工作原理20-21
• 2.5 本章小結(jié)21-24
• 3 排風(fēng)換熱器數(shù)值理論分析24-34
• 3.1 計(jì)算流體動力學(xué)及Ansys Fluent介紹24-25
• 3.1.1 計(jì)算流體動力學(xué)簡介24
• 3.1.2 Ansys Fluent簡介24-25
• 3.2 DPM模型25-31
• 3.3 液滴與礦井排風(fēng)之間雙向耦合31-33
• 3.4 本章小結(jié)33-34
• 4 礦井熱泵系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和排風(fēng)換熱器仿真模擬研究34-66
• 4.1 礦井水源熱泵系統(tǒng)的設(shè)計(jì)34-37
• 4.1.1 工程概況34
• 4.1.2 當(dāng)?shù)氐臍庀髼l件34
• 4.1.3 空調(diào)系統(tǒng)冬季熱負(fù)荷計(jì)算及設(shè)備選型34-37
• 4.2 翅片管式換熱器模擬37-49
• 4.2.1 翅片管換熱器模型的建立43-44
• 4.2.2 邊界條件44-45
• 4.2.3 結(jié)果與分析45-49
• 4.3 噴淋式換熱器模擬49-61
• 4.3.1 換熱器物理模型及邊界條件49-53
• 4.3.2 模擬結(jié)果分析與討論53-61
• 4.4 噴淋式換熱器現(xiàn)場實(shí)測61-65
• 4.5 本章小結(jié)65-66
• 5 熱回收系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性分析66-70
• 5.1 節(jié)能分析66-67
• 5.2 費(fèi)用分析67-69
• 5.2.1 礦井排風(fēng)水源熱泵系統(tǒng)67-68
• 5.2.2 燃煤鍋爐68-69
• 5.2.3 節(jié)能對比分析69
• 5.3 本章小結(jié)69-70
• 6 總結(jié)70-72
• 參考文獻(xiàn)72-76
• 致謝76

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：363347