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露点间接蒸发冷却器优化及应用研究

作　者: 陈俊萍
导　师: 黄翔；宣永梅
学　校: 西安工程大学
专　业: 供热、供燃气、通风及空调工程
关键词: 露点间接蒸发冷却 节能减排 (火用)分析 结构优化 应用
分类号: TU831.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 211次
引　用: 7次
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内容摘要


一般间接蒸发冷却技术的驱动势为空气干湿球温差,而露点式间接蒸发冷却技术的驱动势是空气干球温度与露点温度之差,理论上可以使处理后空气低于湿球温度而接近露点温度,因此采用该技术可以得到比一般间接蒸发冷却更大的降温幅度。本文从理论上分析了露点间接蒸发冷却器的传热传质过程,选取了一个微元体,对其一、二次空气进行分析,建立数学模型和控制方程。为更好地分析露点间接蒸发冷却器性能,搭建了样机测试实验台,测试结果表明:(1)出口干球温度受进口湿球温度、进口焓值、进口干球温度的影响比较大,成正相关关系。(2)一、二次风量的最佳比值为1.48:1,此时冷却器效率最高。(3)相同测试条件下,露点间接蒸发冷却器湿球效率比管式间接蒸发冷却器高10%,比热管间接蒸发冷却器高20%,露点效率比韩国同类冷却器高5.4%,且效率还有提升空间。(4)同风量时,露点间接蒸发冷却器的阻力比管式和热管式间接蒸发冷却器大。根据样机测试数据,作者从?的角度,对露点间接蒸发冷却器进行了?计算方法和转化关系分析,进一步分析露点间接蒸发冷却器能量有效利用原理,分析结果表明:露点间接蒸发冷却器的一次空气平均出口热能?增加Δexth1=0.142785 kJ/kg干空气,平均?效比EERex=4.375,平均?效率η=58%。与其它冷却器相比,露点间接蒸发冷却器是对有用能更有效的利用,具有进一步研究的价值和意义。本文对露点间接蒸发冷却与机械制冷复合空调机组的工程实例进行测试与分析,结果表明:露点间接蒸发冷却段降温幅度为6～8℃,室内相对湿度维持在70%～85%,全新风空调机组的使用使车间内人员既健康又舒适,但与使用纯机械制冷空调机组相比,仅节能12%,使用一个夏季(按两个月算)可节省电费近5万元,距推广该机组必须达到至少节能20%的目标尚远,据此提出该机组应用于工程项目的改造措施。为进一步提高露点间接蒸发冷却器的冷却性能及优化结构,本文介绍了几种国内外现有的与露点式间接蒸发冷却相同原理的各类冷却器专利,比较其优缺点,然后提出了一种新型露点板式间接蒸发冷却器,结构主要是:(1)采用波纹式换热板片,波纹倾角为70～80?之间;(2)预冷段的二次空气流道为直角弯形;(3)一次空气与水实现逆流;(4)加淋水槽改变布水均匀性;并给出了此机组整体结构及其空气流程,在此基础上申报了国家专利。本文所做的研究对拓展蒸发冷却应用领域、掌握露点间接蒸发冷却空调系统性能规律、开发此种形式的空调机组有一定的参考意义。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-7
主要符号表  7-10
1 绪论  10-17
  1.1 研究背景  10-12
  1.2 间接蒸发冷却技术简介及存在问题  12-13
  1.3 露点间接蒸发冷却技术简介  13-14
  1.4 露点间接蒸发冷却技术研究综述  14-15
    1.4.1 国外研究现状  14-15
    1.4.2 国内研究现状  15
  1.5 课题的提出  15-16
  1.6 本文的主要工作  16-17
2 露点间接蒸发冷却器计算模型  17-23
  2.1 露点式冷却器模型  17-18
  2.2 数学模型  18-20
    2.2.1 POPPE 模型  19
    2.2.2 MERKEL 模型  19
    2.2.3 简化模型  19-20
  2.3 模拟结果分析  20-22
  2.4 小结  22-23
3 露点间接蒸发冷却器实验测试与分析  23-36
  3.1 实验台介绍  23-25
  3.2 实验内容  25-26
    3.2.1 测试内容  25
    3.2.2 测量仪器  25-26
  3.3 实验结果及分析  26-35
    3.3.1 各参数相关性分析  26-28
    3.3.2 进风参数影响分析  28-30
    3.3.3 EER 的影响  30-32
    3.3.4 最佳一、二次风量比  32
    3.3.5 效率比较  32-33
    3.3.6 阻力测试  33-34
    3.3.7 淋水量测试  34-35
  3.4 小结  35-36
4 露点间接蒸发冷却器(火用)分析  36-46
  4.1 (火用)分析计算方法  36-38
  4.2 露点间接蒸发冷却器中(火用)转化关系及计算  38-39
  4.3 结果比较与分析  39-40
  4.4 各参数对(火用)效率和(火用)效比的影响  40-44
    4.4.1 一次空气进口干球温度的影响  40-41
    4.4.2 一次空气进口相对湿度的影响  41-42
    4.4.3 一、二次风量比的影响  42-43
    4.4.4 淋水量的影响  43-44
  4.5 小结  44-46
5 工程实例测试与分析  46-56
  5.1 露点间接蒸发冷却与机械制冷复合空调系统简介  46-48
  5.2 工程概况  48-49
  5.3 测试及结果分析  49-53
    5.3.1 测点及测试仪器  49-50
    5.3.2 测试结果分析  50-53
  5.4 节能潜力及经济性分析  53-54
  5.5 机组改造方向  54-55
  5.6 小结  55-56
6 露点间接蒸发冷却器结构优化  56-70
  6.1 国内外相同原理冷却器结构介绍  56-60
    6.1.1 俄罗斯专利（专利号RU2046257）  56
    6.1.2 美国专利（专利号02828060.1）  56-57
    6.1.3 韩国专利（专利号01123204.8）  57-58
    6.1.4 袁一军专利（专利号200310122817.8）  58
    6.1.5 尹进福专利（专利号200510018082.3）  58-59
    6.1.6 新疆绿色使者专利（专利号99259083.3）  59
    6.1.7 几种现有专利产品结构比较  59-60
  6.2 露点间接蒸发冷却器结构优化  60-67
    6.2.1 波纹式换热板片  61-63
    6.2.2 波纹倾角  63-64
    6.2.3 改变预冷段  64
    6.2.4 一次空气与水逆流的实现  64-65
    6.2.5 优化布水方式  65-67
  6.3 新型露点板式间接蒸发冷却器整体结构  67-69
  6.4 小结  69-70
7 结论与展望  70-72
  7.1 结论  70-71
  7.2 存在的不足及今后研究方向  71
  7.3 展望  71-72
参考文献  72-76
攻读硕士学位期间发表的学术论文目录  76-77
致谢  77

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中图分类: > 工业技术 > 建筑科学 > 房屋建筑设备 > 空气调节、采暖、通风及其设备 > 空气调节 > 空气调节机械与设备
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