应用于空调系统热管换热器的研究

热管换热器作为一种高效换热器,有着诸多优点,可用于诸如医院、游泳馆等不允许新排风交叉感染的特殊场所,具有良好的应用前景。但就目前而言,热管换热器在空调系统中的应用还处于推广阶段,有很多地方尚未完善,有待解决。本论文主要完成了应用于空调系统热管换热器的模拟计算和优化设计的研究。 分析空调系统排风能量回收的特点后,本文研究的应用于空调系统热管换热器采用了铝—氨倾斜式重力热管换热器。它可以根据空调系统室外新风的季节变化,调节热管的冷热端位置,实现全年的排风能量回收。在参阅相关文献的基础上,结合理论分析,采用了一种离散型计算模型,运用有效度—传热单元数(ε—NTU)法,通过多次迭代对该类热管换热器内温度场和流场分布进行模拟计算。 为验证模拟计算结果的可靠性,对一台铝—氨热管组成的低温热管换热器进行了试验研究,测取了不同工况下的传热效率,与模拟计算结果进行对比分析,结果试验值与计算值的相对误差在17%以内,表明模拟计算结果和试验结果基本吻合。 论文以年纯经济收益最大为目标函数建立了应用于空调系统热管换热器的优化设计模型,然后通过对设计变量之间的相互关系以及它们对传热和压力降的影响程度的理论分析,缩小模型求解过程的搜索区间,最后采用穷举法结合惩罚函数法求解模型。 本课题所做的工作为应用于空调系统的热管换热器建立了一套较为完善的设计计算程序,改进了该类热管换热器的设计,提高了其经济性,为低温热管换热器在空调系统能量回收中的推广应用奠定了理论基础,同时也为今后从事低温热管换热器设计的工程人员提供了借鉴。

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