全热交换器研究内容与主要工作

关于全热交换器的研究,前人做了大量的工作,而且翅板式全热交换器与转轮式全热交换器在工程上的应用已经是比较成熟了,人们的接受度也比较高。但是这两种换热器由于自己本身的一些不足,限制了它们的进一步推广。比如说,板翅式全热交换器利用新风和排风通过芯体材料进行热、湿交换,这种形式的全热交换器对材料的要求比较高,而且材料价格比较昂贵,除此之外,需要做一个支撑结构来固定材料,这样做大大增加了成本。
转轮式全热交换器通过转轮将热、湿从排风转移到新风,当换热器的密闭性不好时,排风中的有害物质就会进入新风中,造成新风的污染,转轮在转动过程中需要消耗能量。再者就是,板翅式全热交换器和转轮式全热交换器需要同时设置新风管和排风管,这样系统就比较大,不适合在小型系统中使用。作为新开发的一种全热交换器,间歇性换向式全热交换器由于其自身的一些优点得到越来越多的关注。
间歇性换向式全热交换器系统只需设置一个风管皆用作新风管和排风管,全热交换器直接安装于风管上。当排风的时候,排风中的热量和湿度通过热湿交换传递给蓄热材料,当交换充分发生以后,通过改变风机的转向引入新风,此时,风管作为新风管,蓄热材料将储存的热湿传递给新风,这样就完成了排风和新风之间的能量交换。这种形式的全热交换器结构简单,可以在小型系统中进行推广,另外此种全热交换器避免了新风和回风之间的直接接触,减少了新风和回风相互交叉污染的可能性。

在普通的显热交换器中加入吸湿材料进行除湿,这时这个显热换热器就可以认为是一个全热交换器,这个时候,热交换器的工作过程可以认为是显热和潜热处理是相互独立的一个过程。对于这种热湿分开处理的全热交换器,可以认为在除去显热的部分只发生热量的转移,没有湿量的交换,对于除湿部分,由于显热相对于潜热比较少,我们认为只发生湿量的转移,显热的交换可以忽略。
这样处理有很多的好处,对于除湿部分,我们可以采用很多种不同的形式和材料,比如采用一些结构比较柔软的吸湿纤维或者是吸湿效果比较好但是显热换热效率不好的材料,而除显热部分就可以选择一些显热换热效果比较好的材料,通过将这两部分的材料以一定的形式进行组装就可以达到较好的除湿和换热的效果。

主要工作如下:

(1)分别根据显热部分和潜热部分的特点,建立起传热模型和传质模型。
(2)求解传热、传质模型的数值解,并且根据数值解研究换热器的性质。
(3)搭建试验台验证换热器的出口温度和出口含湿量。
(4)将显热部分和潜热部分以一定的方式组合以后换热器的显热效率、潜热效率以及压力损失的变化情况。
(5)研究几种不同的显热、潜热组合方式以后换热器的显热效率、潜热效率以及压力损失的变化情况。
(6)比较研究吸湿材料为黄麻和硅胶时,全热交换的显热效率、潜热效率以及压力损失的变化情况。

全热交换器研究内容与主要工作

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