逆流式气-气换热器的设计与性能试验.pdf

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1、第27卷第5期1362011年5月农业工程学报TransactionsoftheCSAE、b1．27No．5May．2011逆流式气．气换热器的设计与性能试验宋卫堂，姚珑璐，丁涛，黄之栋，李保明(1．中国农业大学水利与土木工程学院，北京100083；2．农业部设施农业工程重点开放实验室，北京100083)摘要：介绍了一种逆流式气．气换热器的结构、设计及工作过程，并利用数值计算与现场试验的方法对该换热器进行了性能测试。该气．气换热器采用聚丙烯(PP)塑料材料作为换热片，流体方向为逆流式换热。数值方法计算结果表明，换热器换热

2、量与风量呈正相关关系，换热效率随热端风量的增大而提高：热端风量为4475m3／h时，换热效率为0．55～O．75；热端风量为7800m3／h时，换热效率为O．6～0．8。性能测试的结果表明，该换热器的实际换热效率与数值计算的换热效率基本吻合：热端风最为4475m3／h时，实测值为0．45～0．7；热端风量为7800m3／h时，实测值为0．65～0．9。因此，该PP逆流式气．气换热器具有很好的换热性能。关键词：换热器，余热，效率，逆流式，性能doi：10．3969／j．issn．1002—6819．2011．05．023中

3、图分类号：S214．4；TKl72文献标志码：A文章编号：1002—6819(2011)-05—0136—05宋卫堂，姚珑璐，丁涛，等．逆流式气一气换热器的设计与性能试验[J】．农业工程学报，2011，27(5)：138--140．SongWeitang，YaoLonglu,DingTao，eta1．Designandperformancetestofacounterflowgas—gasheatexchanger叨．TransactionsoftheCSAE，2011，27(5)：136—140．(inChinesew

4、ithEnglishabstracO0引言气．气换热器是一种余热回收装置，广泛用于冶金、动力、暖通、农业等领域。换热器按传送热量方式的不同可分为间壁式、混合式、蓄热式换热器等，而间壁式换热器又是应用较广的一种换热器，它主要包括管壳式、板式、板翘式、热管式换热器等。气．气换热器可以有效降低热负荷，并能提供100％新风量，同时又避免了热回收过程中因为相变而效率降低的问题，因此是一种有效的热回收方式。目前关于气．气换热的研究主要包括：研制新型换热器来改进其传热性及紧凑性，也包括对换热器模型进行模拟。Rousse[1J等人研究了

5、一种厚lIlllTI的聚乙烯(PE)管壳式换热器，用于温室热回收，虽不紧凑但却有很好的经济性；Jiat2】研制了一种厚1．5illnl的聚四氟乙烯(PTFE)板式换热器，用于除去工业废气中的S02；Dobbs和Freihaut[3】研制了一种比较新颖的膜换热器，膜采用磺化与羧基聚合物，可以实现湿热回收；Saman和Alizadeht4J对一种紧凑板式气．气换热器进行了数值模拟和实验研究，可用于除湿制冷过程；Hagens[51对一种热管式气一气换热器进行了性能估计与实验；Nielsenl61等人则对气．气换热器在寒冷季节下

6、的冷凝模型进行了分析；Liu[7l对纤维膜、含固体吸附剂纤维膜、含液体吸附剂纤维膜3种不同材料气．气换热的传质模型进行了分析。国内对于换收稿日期：2011-01．29修订日期：2011Ⅲ4-13基金项目：浙江省科技厅高新技术与产业化项目“新型高效太阳能除湿降温关键技术与装备研制及产业化示范”(2009C110251)作者简介：宋卫堂(1968一)，男，副教授，博士，主要从事农业生物环境与能源工程的新技术研究及设备开发。北京中国农业大学水利与土木工程学院，100083。Emai

7、：songchali@eau．edu．锄热器

8、的研究，主要集中在工业应用领域[8-9]。而气．气换热器也可用于农业设施的冬季热回收与夏季降温，如：袁小艳【10】等将热管式换热器用于回收密闭式畜禽舍冬季换气中的余热；刘建禹【11】等将板翘式换热器用于回收畜禽舍的热量。夏季降温中，气．气换热器也可以用于农业设施通风系统中的间接蒸发制冷，通过换热器与直接蒸发降温后的空气进行热交换，达到冷却空气而含湿量不增加【121。气．气换热器换热性能不及气．液或液．液换热器，现有气．气换热器的主要问题是如何提高其换热性能并实现换热效率与压降的最优化、降低气体对换热器腐蚀作用等。现有气．

9、气换热器的换热效率在40％～75％之间【13J4】。针对上述研究的不足，本文研制了一种逆流换热式的气．气换热器，在计算、设计换热器基本结构参数的基础上，试制了换热器样机，并对不同风量下的热交换效率进行了测定。1气一气换热器的设计1．1换热器的结构采用板翘式换热器的结构进行设计。换热片是换热器中最重要的组成部分，采用聚