新型高效热管式空调系统节能装置研究

【摘要】：由于空调系统新风、排风的距离较远，应用传统的能量回收装置需要建造较长的气体输送管道使得冷、热气体汇聚到同一地点进行热交换，这不仅是不经济的，且在实际工程中几乎不可行。据此，本文提出一种新型高效热管空调系统节能装置——传热效率较高的分离式热管换热回收器。将分离式热管用于空调系统排风的能量回收，巧妙利用分离式热管的特点，既可避免大流量气体迁移导致的复杂管路设计，又能有效回收排风中的低品位能量，减少了制冷、制热设备的制冷、制热量，从而达到节能的目的。 本文对分离式热管的整体热量传递特性及冷凝段的冷凝换热进行了由浅入深的理论分析和实验研究。针对分离式热管换热器的结构特点、工作原理及其实际应用条件，以单根热管作为分析换热器热量传递特性的物理模型，结合传热过程分析，采用前人的经验公式，分段处理分离式热管的能量传递参数，建立了数学模型，并用Visual Basic语言编制计算机程序进行了冷凝换热系数和不同蒸发温度时最佳充液率的求解，为分离式热管能量传递特性分析提供了一个有效的手段。 针对冷凝段的换热特点，参照Nusselt理论建立流动模型，分析得到冷凝换热系数的无因次数关联式，得到初步理论解。排风温度、排风量、工作温度(蒸发温度)、充液率均对分离式热管冷凝换热有较大影响，本文针对以上因素分别进行了实验测试，并得到相应的结论，为工程实际应用提供了科学依据。同时，也对其经济性进行了分析，并与转轮全热交换器进行了比较。 【关键词】：分离式热管 传热 蒸发段 冷凝段 冷凝换热系数 数学模型 经济性
【学位授予单位】：上海海事大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：TU831
【目录】：

• 引言9-10
• 第一章 绪论10-16
• 1.1 空调热回收技术发展现状10-11
• 1.2 热管技术在空调热回收领域的应用11-12
• 1.2.1 热管技术概况11-12
• 1.2.2 热管技术在空调热回收领域的应用12
• 1.3 本文的研究背景及所做的工作12-16
• 第二章 热管基础理论研究16-23
• 2.1 热管技术原理16
• 2.2 分离式热管的结构特点及传热原理16-18
• 2.3 分离式热管理论特性研究18-23
• 2.3.1 分离式热管的合理充液量18
• 2.3.2 分离式热管的传热特点18-19
• 2.3.3 分离式热管蒸发段内工质的滞留和倒流现象19-20
• 2.3.4 分离式热管蒸汽在上升管出口处的流动20
• 2.3.5 分离式热管的启动特性20-21
• 2.3.6 分离式热管换热器最佳工作状态21-23
• 第三章 热管式空调系统节能装置数学模型建立及设计计算23-44
• 3.1 热管式空调系统节能装置数学模型的建立23-34
• 3.1.1 分离式热管整体数学模型23-30
• 3.1.2 冷凝段理论分析30-34
• 3.2 热管式空调系统节能装置设计计算34-42
• 3.2.1 热管设计计算34-35
• 3.2.2 携带极限校核计算35-36
• 3.2.3 沸腾极限校核计算36-37
• 3.2.4 热管换热器装置设计计算37-41
• 3.2.5 分离式热管散热器尺寸结构41-42
• 3.3 热管散热器的加工42-44
• 3.3.1 热管的清洗42
• 3.3.2 热管的检漏42-43
• 3.3.3 抽真空和充液43-44
• 第四章 热管式空调系统节能装置实验台的搭建44-52
• 4.1 实验环境室设计44-47
• 4.1.1 围护结构44-46
• 4.1.2 温度控制46-47
• 4.2 测试方法47-48
• 4.2.1 加热热源的选择47
• 4.2.2 冷却方式的选择47
• 4.2.3 冷凝段壁温的测量方法47-48
• 4.2.4 实验材料及工质的选择48
• 4.2.5 实验系统密封性试验48
• 4.3 实验数据的采集48-52
• 第五章 实验结果及误差分析52-67
• 5.1 数据处理方法52-53
• 5.1.1 冷凝段传热量计算52
• 5.1.2 管内壁温度计算52
• 5.1.3 冷凝段平均壁温计算52-53
• 5.1.4 冷凝段换热系数计算53
• 5.1.5 分离式热管总体换热效率53
• 5.2 实验结果及讨论53-62
• 5.2.1 热流通量、冷源温度对冷凝换热系数h及热效率η的影响53-57
• 5.2.2 排风量对冷凝换热系数及热效率的影响57-59
• 5.2.3 工作温度(蒸发段蒸汽温度)对冷凝换热系数的影响59
• 5.2.4 充液率对冷凝换热的影响59-62
• 5.3 数学模型计算结果与实验结果的比较62-64
• 5.4 实验的不确定性分析64-67
• 5.4.1 误差基本理论64-65
• 5.4.2 计算冷凝传热系数误差分析65-67
• 第六章 热管换热器在排风能量回收中的经济性分析与比较67-71
• 6.1 实例分析67-70
• 6.1.1 能量回收量计算67-68
• 6.1.2 节能效果分析68-69
• 6.1.3 经济效益计算69-70
• 6.2 小结70-71
• 第七章 结论与展望71-73
• 7.1 结论71-72
• 7.2 展望72-73
• 致谢73-74
• 参考文献74-76

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