蓄热式换热器的仿真模拟与研究

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1、第29卷第3期建筑热能通风空调Vol.29No.32010年6月BuildingEnergy&EnvironmentJun.2010.5~7文章编号：1003-0344（2010）03-005-3蓄热式换热器的仿真模拟与研究崔中坚刘刚王海冯震东华大学环境科学与工程学院摘要：本文根据蓄热式换热器的特点建立起相应的数学模型，并且通过仿真软件对数学模型进行计算，根据得到的结果，分析了换热器长度和迎面风速对换热器效率的影响。计算结果表明，换热器的效率随着换热器长度的增加而提高，但是到了一定长度以后，换热器效率随长度的变化不明显，此长度为换热器的优化尺寸，而换热器的效率

2、随风速的增大而显著减小，确定流动风速时应该考虑风机匹配的问题。关键词：蓄热式换热器Simulink仿真优化ModelingandSimulationofRegenerativeHeatExchangerCUIZhong-jian,LIUGang,WANGHai,FENGZhenSchoolofEnvironmentalScienceandEngineering,DonghuaUniversityAbstract:Themodelingofregenerativeheatexchangerwasdeveloped.Thesimulationoftheheattr

3、ansferprocessthatoccursintheregenerativeheatexchangerwascarriedoutwithMATLABSIMULINK.Usingthenumericalmethod,theperformanceofregenerativeheatexchangerwasparametricallystudied.Theresultsshowthat,theoutlettemperatureincreaseswiththelengthincreasesandtheairvelocitydecreases.Basingonthe

4、result,theoptimallengthofregenerativeheatexchangerandairvelocityweregiven.Keywords:regenerativeheatexchanger,SIMULINK,simulation,optimizion0引言能源匮乏，全球环境气候恶化，人民生活水平普遍提高以及对生存环境的舒适性要求逐步提高，促进了节能环保空调设备的迅速发展。热回收通风装置的推广应用能够在一定程度上缓和能源和舒适性的矛（a）外部结构盾。作为热回收方式的重要形式，蓄热式换热器由于自身的一些特点，受到了越来越多的关注。蓄热式

5、换热器（图1）系统通常只设置一个风管，此风管皆用作送风管和排风管，蓄热式换热器直接安（b）内部蓄热球排列形式装在风管上。当排风的时候，排风中的热量通过热交图1换热器结构形式换传递给蓄热材料，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，蓄热材此种形式的换热器结构简单，只需要设置一个风料将储存的热量传递给新风，这样就完成了排风和新管，适合在小型系统中进行推广。蓄热式换热器由于风之间的能量交换。收稿日期：2009-8-15作者简介：崔中坚（1984~），男，硕士研究生；上海市松江区文汇路300弄8栋7010室（201620）；E-mail:

6、laojian25@163.com·6·建筑热能通风空调2010年其结构的原因，有其特殊的动态特性，因此有必要对对于处于蓄热期间的单元体其初始条件如下：Tg这个换热器进行研究。的初始温度=室外新风的进口温度；Ts的初始温度=本文基于MATLAB软件的SIMULINK对蓄热室外新风的进口温度；Tgi=室内排风温度。式换热器的动态特性进行了模拟，通过模拟结果，分对处于放热期间的单元体初始条件为：Ts的初始析了影响蓄热式换热器效率的因素和规律，为优化设温度=蓄热末期蓄热材料的温度；Tg的初始温度=蓄计提供了理论基础。热末期换热器的出口温度；Tgi=室外新风的进口温度

7、。1数学模型的建立2仿真模型的建立蓄热式换热器的结构为填充满玻璃球的形式，玻根据建立的数学模型，利用MATLAB的[5]璃球作为蓄热材料，新风和排风交替流过换热器进行SIMULINK进行仿真模拟。能量交换，为了简化，换热器工作过程可以分成两个换热器换热模型（图2）即将蓄热材料热平衡子系相同的部分：玻璃球蓄热和玻璃球放热。模型的建立统模型与空气热平衡子系统模型封装组合而成。通过[1]分析基于以下这些的假设：①忽略换热器壳体的热损失；TgTgi②蓄热材料在整个换热器中均匀分布；TgoTs③空气在流道中稳定流动；④空气是比热容为常数的理想气体；⑤空气均匀地流到每个单

8、元体，并且认为两股气体不会相互混合。T