管道式换热器在太阳能热水系统中的应用

【摘要】：当今社会能源的紧缺严重制约了社会经济发展，因此节能成为建筑发展的新课题。热水系统的能耗是建筑能耗中重要的成分，生活热水的总能耗大约占到建筑总能耗的10％～20％，严重的能耗问题已经凸显，其中日益兴起的高层住宅，对建筑耗能的降低提出了更高的要求，因此可再生能源的使用成为一项的重要课题。在“哥本哈根气候会议”之后，各国对碳排放给出了自己的排放标准。低碳也成为国内外各行各业的新方向，对绿色能源的利用必将起到重大的引导作用，利用太阳能热水系统必将成为新的发展方向。但是在实际工程应用中，在前期设计、中期太阳能的安装和后期运行管理等方面，出现了很多需要解决的问题，同时也阻碍了太阳能热水系统在各类建筑中的广泛应用。 如今日益增长的能源消耗中，无论是在发达国家还是发展中国家，建筑能耗的比例大约占到1/3，而建筑能耗的主要方面就是生活用能；因此在住宅热水能源系统中，尽量减少使用煤、燃气等不可再生能源，充分利用可再生能源，是当今社会节能环保的首要政策，因此太阳能热水系统到了广泛的应用。本文结合国内外现状和常见的建筑热水系统热媒的能源现状进行分析，对换热器用于热水系统中的应用进行研究，重点分析了最新专利管道式换热器的性能优势和换热状况，并且得到了管道式换热器在住宅热水系统中可行性的结论。 本论文主要在以下几点进行研究： （1）结合某住宅集中太阳能热水系统，对新型管道式换热器测试数据进行了整理，分析并计算在不同条件下换热器的换热效率，为管道式换热器应用于住宅太阳能热水系统设计分析提供数据支持。 （2）介绍了管道式换热器应用于太阳能热水系统的具体实施措施。 （3）简要介绍了住宅太阳能热水利用情况，并分析了管道式换热应用于住宅热水系统中的可适用性，得出管道式换热在住宅热水系统中节能并且经济的结论。 【关键词】：太阳能 管道式换热器 热水系统
【学位授予单位】：河北工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TU822.1
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 绪论10-22
• 1.1 选题背景10
• 1.2 国内外住宅太阳能热水系统应用简介10-11
• 1.3 换热器概况11-13
• 1.3.1 换热器的发展综述11-12
• 1.3.2 换热器强化换热过程方式12-13
• 1.4 管道式换热器应用于太阳能热水系统说明13-19
• 1.4.1 管道式换热器原理14-17
• 1.4.2 波纹管性能特点17-19
• 1.5 课题的提出及研究意义19-21
• 1.6 本文研究的主要内容与目标21-22
• 第2章 实验装置及实验过程说明22-32
• 2.1 课题22-23
• 2.2 测试实验装置23-26
• 2.2.1 换热过程说明25
• 2.2.2 循环方式说明25-26
• 2.3 测试系统说明26-28
• 2.4 调试系统28-30
• 2.4.1 铂热电阻温度计的标定28-29
• 2.4.2 系统运行调试29-30
• 2.5 实验过程简述30-31
• 2.6 本章小结31-32
• 第3章 设计原理与基础32-43
• 3.1 管道式换热器换热量32
• 3.2 总换热系数的计算32-34
• 3.3 当量直径、水力半径及雷诺数34
• 3.4 管道式换热器换热效能34-35
• 3.5 管道式换热器应用于太阳能热水系统35-38
• 3.5.1 太阳能热水系统的主要分类35-36
• 3.5.2 太阳能热水系统负荷计算36-38
• 3.6 太阳能热水系统节能效益分析38-41
• 3.6.1 系统年节能量评定38-39
• 3.6.2 系统节能费用评定39-41
• 3.7 管道式换热器应用于太阳能热水系统说明41-42
• 3.8 本章小结42-43
• 第4章 实验数据处理及分析43-50
• 4.1 管道式换热器传热与流动分析43-49
• 4.1.1 换热性能随冷热水流速变化趋势分析43-47
• 4.1.2 不同冷热水流量下的换热分析47-49
• 4.2 本章小结49-50
• 第5章 设计工程示例50-61
• 5.1 设计施工说明50-51
• 5.1.1 设计依据50
• 5.1.2 设计参数50-51
• 5.2 工程概况51-59
• 5.2.1 集中太阳能热水系统方案设计51-52
• 5.2.2 Z-1 栋建筑全年用热量分析52-53
• 5.2.3 Z-1 栋建筑太阳能热水可行性分析53-56
• 5.2.4 冬季采暖与生活热水共用同一热源可行性分析56-59
• 5.3 Z-1 栋建筑集中热水、供暖系统经济性研究59-61
• 第6章 结论及建议61-63
• 致谢63-64
• 参考文献64-67
• 作者简介67
• 发表论文和参加科研情况说明67-68

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