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等风机功耗下不同构型全热换热器的性能比较

放大字体  缩小字体 发布日期:2017-06-12  来源:中国太阳能热水器网  作者:[db:作者]  浏览次数:25

  湿交换li.刖目热回收因具有更好的节能潜力在现代空调系统中得以广泛应用YP等建立了全热换热器的物理数学模型,分析了相关参数的影响,并对换热器的节能效果进行了跟踪研究1,21.随着全热换热器的小型化和紧凑化,通道结构对其性能的影响越发显著131.本文研究了流动及热质传递性能随通道形状的变化,数值计算比较了等功率下不同通道构型换热器各项性能指标的差异,提出了优化设计方案。

  2理论模型对于该物理模型,进行数学描述时忽略气流流动方向的热扩散、质扩散121;传热传质过程是稳态的,忽略入口效应。

  2.1物理数学横型物理结构模型如所示,进气和排气以叉流方式在各自的流道内流动,通过极薄的薄膜进行热进气侧通道中的热童输运与传递平衡方程为:PtcpsVad-Q-进气侧通道中的质量输运与传递平衡方程为:vsd-+2k,(Cwa 3结构特性考虑三种典型的通道结构,如所示。进排气在长边a侧薄膜表面进行热质传递,其余侧面设为绝热面,不参与传热传质。根据3j分别得到各种构型下的等壁温和等热流条件下iVu,本文中取二者平均值。各通道流动传递特性见表1.其中,为进口空气流速,d为通道篼度,T为温度,Cw,为水蒸气浓度,为对流换热系数,fc为对流传质系数,下标sw、m表示进气侧、水蒸气和薄膜。

  等风机功率下全热换热器的性能指标随通道构型的变化示于,该图是以进气流速为1、2和3msM时构型(3)所耗风机功率为基准,调整其他通道构型进气流速以使功率相同得到的。可以看出,随着长宽比的增加,Qr随之增加,er和则随之减小;正三角形构型的和分别比近无限大平板构型的篼10.4%和16.6%,但Qr却仅是后者的40.0%;正三角形通道结构的er和分别比近(a)显热效率(c)全热换热量等风机功率下不同构型全热换热器性能比较正方形通道构型(a:>=l)的篼3.1%和5.8%,但却仅是后者的55.6%,也远小于其他各矩形通道构型。这是由于为保持功率相等,矩形通道构型的长宽比越小则进气流速越小,三角形通道的进气流速最小;流速减小使得eT和得以增加,但e/f的增加远小于流速的减小程度,因此导致Qr随长宽比的减小而降低。

  由以上分析知,获得较高的效率往往是以减小更多的全热交换量或数倍增加压降为代价的,这是由于通道支撑显著增加换热器沿程阻力,但对传热传质贡献甚微,因此,为获得更好的综合运行性能,全热换热器在设计时应尽量减少通道支撑,变波纹板支撑或条状支撑为点接触式柱状支撑。

  5结论等风机功率下,正三角形通道构型全热换热器的效率最篼,但全热换热量远低于其他构型;近无限大平板通道构型全热换热器尽管效率较低,但全热换热量最篼,整体性能最优;矩形通道构型全热换热器性能居于二者之间。获得较篼的效率往往是以减小更多的全热交换量或数倍增加压降为代价的。

  通道支撑显著增加换热器沿程阻力,但对传热传质贡献甚微,因此全热换热器在设计时应尽量减少通道支撑,最好是点接触式柱状支撑。

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