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住宅用通风换热器的研究点击：1880 日期：[ 2014-04-26 22:55:13 ] |
| 作者：郭 建 唐志伟 何 曙 马重芳摘要：提出了一种自行加工设计的用于空调余热回收的通风换热器,并对该换热器的性能进行了实验研究。在大量实验结果的基础上,得出了该换热器的换热性能和流动阻力情况结果表明,该换热器具有换热效果好,阻力小的特点,说明在实际应用中是可行的,也是有效的是值得推广的空调节能技术。关键词：通风换热器 换热性能 阻力损失 节能0 前言随着人民生活水平的提高,人们对生活质量的要求也在不断地提高,各种各样的空调器已进入千家万户以及大酒店、写字楼等公共场所,从而使空调系统的能耗成为建筑能耗中的大户。据统计在发达国家中暖通空调能耗占建筑能耗的65%;而建筑能耗在社会总能耗中的比例主要决定于国家的经济情况,发达国家建筑用能一般占到全国总能耗的30%～40%;因此暖通空调系统的能耗在全国能耗中所占的比例是较大的。我国的采暖用能占全国总能耗的9 6%,并且随着经济的发展,采暖的范围日益扩大,空调的应用迅速增加。在目前能源状况较为紧张的形势下,空调系统的能源有效利用和节能就成为设计中必需考虑的问题之一。通风换热技术是目前暖通空调系统节能中应用前景广泛的技术之一。进行通风换热一方面向室内提供新鲜空气,降低室内ＣＯ2及各种有害的浓度,保证室内空气的清新,使居住者有一个健康、舒适的生活和工作环境;另一方面利用排出的污气和引入室内的空气间的温度差,使两种气体在进行换气的同时进行热量的交换,回收排出气体所携带的部分热量,以达到节能的目的。对此,本文提出了一种以板式换热器为换热元件的通风换热器,并对其性能进行了实验测试。1 实验方法和实验数据处理由于通风余热回收技术的实验研究在我国目前还处于起步阶段,从节约成本和便于搭建实验台的角度考虑,加工出一台小型样机,按照实际情况搭建了实验台,通过对其性能测试积累了一些经验,既为同类实验提供参考,又为进一步的优化设计奠定基础。1 1 实验方法介绍整个实验台的系统图如图1所示,它由空气处理系统和数据采集系统两部分组成。(1)空气处理系统图中上部左边管道为新风管道,右边为排风管道。新风和排风的温度均通过调节恒温水槽的温度来控制,以便模拟夏季工况进入换热器的室内外空气温度,新风和排风分别经换热器换热后直接排出。(2)数据采集系统为了测量换热效果,分别在新、排风的进、出口管道上均装有Ｔ型铠铜—康铜热电偶,为了保证测量精度,所有热电偶均采用恒温水域法与具有0 1刻度的二级标准水银温度进行对比标定,所有热电偶均与Ａｇｉｌｅｎｔ34790Ａ数据采集仪相连,然后通过计算机显示和进行数据处理;另外在新、排风入口管道上装有Ｔｅｓｔｏ425型便携式热线风速仪,测量进入换热器的空气流速;在新、排风的进、出口设有侧压孔,与微差压计相连,测量换热器新风侧和排风侧的进、出口压差;同时通过调速开关改变风机的转速,以便测定在不同风速下换热器的性能。1 2 实验数据处理本实验测量的主要参数有换热器进出口空气温度,流速,换热器压降,通过自动数据采集系统将实验数据输入计算机。待实验工况达到稳定后,吸热量和放热量比较接近,热平衡误差小于5%开始采集数据。忽略散热损失,换热量的计算采用下述公式:Ｑ=ｍｈｃｐｈ(Ｔｈ1-Ｔｈ2)=ｍｃｃｐｃ(Ｔｃ2-Ｔｃ1)(1)换热效率的计算公式为:η=Ｔｈ1-Ｔｈ2Ｔｈ1-Ｔｃ1(2)式(1)(2)中:Ｑ—新风、排风侧换热量,Ｗ;ｍｈ,ｍｃ—新风、排风量,ｍ3·ｓ-1;ｃｐｈ,ｃｐｃ—空气的定压比热,取1005Ｊ·Ｋｇ-1·℃-1;Ｔｈ1—新风入口温度,℃;Ｔｈ2—新风出口温度,℃;Ｔｃ1—排风入口温度,℃。2 实验结果分析整个实验过程均是以北京地区夏季工况为例进行的,其空调房间室内温度保持在26℃,室外温度为32℃～40℃。图2给出了在进、排风量相等,不同室内外温差下,换热量随风量的变化曲线。从图中可以看出在相同的室内外温差下,随着风量的增加,换热量变大;另外,当风量一定时,随着室内外温差的变大,换热量也在逐渐增加。图3给出了夏季工况空调房间室内温度保持在26℃,不同风速下,室外新风经通风换热器换热后的温度变化情况。从图中可以看出,当风速保持不变,随着室内外温差的进一步变大,新风经通风换热器换热后的冷却效果十分明显,也就是说,相对于换热前,为了达到室内工况,处理新风所需要的制冷量变小,空调耗能减少,节能效果明显。另外,在相同的室内外温差下,随着风速的降低,新风经通风换热器换热后温降进一步增大。图4给出了换热效率随风量的变换曲线,从图中可以看出随着风速的增加,换热效率逐渐降低。图5给出了换热器冷热两侧压降随风速的变化曲线,随着风速的增加,换热器冷热两侧的压力损失也随之增大。3 结论(1)通过性能测试表明,自行设计开发加工的通风换热器基本达到了设计要求;(2)通风换热器的换热效率为53-65%,且随着风速的降低,换热效率还会进一步提高;(3)应用自行开发的通风换热器进行余热回收,具有十分明显的节能效果。参考文献1 杨世铭 传热学(第二版)[Ｍ].北京:高等教育出版社,1987 2 陆耀庆 供暖通风设计手册[Ｍ] 北京:中国建筑工业出版社,1987 |
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