空气-空气能量回收装置芯体阻力特性影响因素的仿真研究

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1、TechnicalExchangel技术交流空气一空气能量回收装置芯体阻力特性影响因素的仿真研究栾卫涛。李永安(山东建筑大学热能工程学院，山东济南250101)摘要：通过对空气一空气能量回收装置换热芯体压降特性的影响因素进行了计算机仿真分析，结果表明：芯体的板间距、板宽(高)以及一、二次空气进口风速的变化，都会对空气一空气能量回收装置的阻力损失产生不同程度的影响，这对于空气一空气能量回收装置的优化设计具有一定的参考价值。关键词：能量回收装置，阻力损失，影响因素，仿真研究引言本文研究的空气一空气能量回收装置芯体结构示意

2、图如图1所示，其中室外热湿空气(一次空气)由风机送入换热芯体内近年来，空气一空气能量回收装置在暖通空调领域的应用时为横向流动，与纵向流动的室内干冷空气(二次空气)交叉越来越广泛，它不仅可以有效地回收空调排风的热(冷)量，流过芯体进行热湿交换。进入室内的新风温湿度为室外的实际减小空调系统容量匹配，节约运行费用，而且对于减少空调能气候工况，室内排风的温湿度则由空调控制。同时在排风侧加耗，降低城市热岛效应，改善室内空气品质，实现建筑节能具装一个喷淋装置，用来回收室内排风的潜热，提高换热效率。有非常重要的意义。国内外对空气一

3、空气能量回收装置在空调由于在空气一空气能量回收装置芯体工作的过程中，传热系统中的应用非常重视，在理论上和应用技术上开展了很多的和传质同时进行，传输机理很复杂，尤其在室内排风侧，除了研究工作⋯。有二次空气和水膜之间的温度差引起的显热交换外，还有水膜一台空气一空气能量回收装置性能的好坏，不仅表现在其表面水蒸气分压力与主体空气水蒸气分压力引起的质交换，即换热性能上，而且表现在它的阻力性能上。要达到空气一空气水蒸气的对流扩散。针对这些特点，我们为了简化分析和计能量回收装置工作所需要的流体流速和流量，必须在换热芯体算，对模型作

4、出以下假设：的进出口间建立一定的压差，以克服流体流过芯体内部流道各(1)流体为常物性稳态不可压缩的牛顿流体，Re≤2000部分所遇到的阻力J。流动状态为层流本文通过编制计算机程序，对空气一空气能量回收装置芯(2)为了简化程序的编制，将水膜厚度看做为O，并且忽体阻力特性的各个影响因素进行了仿真研究，可以为今后辅助略热阻和板厚；实验进行换热芯体性能研究及新产品的开发和实际应用提供设(3)二次空气侧壁面湿润率为1，且空气在与水膜表面进计依据。行换热时，忽略界面质交换阻力；(4)换热芯体的外围边界看做绝热边界，即边界上的热一

5、、基本模型与程序编制流密度为0。1．物理模型2．控制方程卜1lfY图1空气一空气能量回收装置芯体结构示意图-固I中国住宅设施TechnicalExchangeI技术交流选取如图2所示的参考坐标系，室外新风沿着Y轴正方向流擦损失因子，p——空气的密度Kg／m。，——空气通道的长度动，室内排风沿着Z轴正方向流动，并设速度在x、Y、Z轴方向m，“——空气的流速m／s，d——当量直径。的分量分别为U、V、W，根据以上的假设，一、二次空气的各由于一、二次空气通道是规则的矩形通道，进出口都不控制方程通用形式为：存在突扩或者突缩现

6、象，因此空气通道进出口处的局部阻力损失可忽略不计，我们只考虑摩擦阻力引起的压力损失。并连续性方程生：0(1)且使用文献【13】中推荐的Colebrook公式对摩擦损失因予进行(刀C迭代计算：动量方程善-v毒【J广_古毒(2)Ot74等+18．7能量方程“=a(3)dx，毒(＼鲁，]』在二次空气侧，由于不仅存在排风与水膜的显热交换，其中k——壁面粗糙度m，雷诺数=，V——空气的运而且存在水蒸汽的对流扩散，因此，排风侧的控制方程除了动粘度为16xl0m／s上面三大方程之外，还应包括有水蒸汽的质量浓度方程：⋯径==“毒Ox

7、=嗳Ux，tIGx．]

8、∞∞∞∞如0方程(4)中的c为水蒸汽的质量浓度，也就是水蒸汽的密二、仿真计算结果与分析p1-仿真结果与实验结果对比分析c则一=——一(5)PP4-Pq由于p<

9、用VC++编制了计算换热芯体压图9一次空气风速对压力梯度的影响降的仿真程序。程序的输入参数为空气一空气能量回收装置换热芯体的结构参数，包括板宽(高)、板间距，同时还有新风选取仿真计算结果与实验数据进行对比分析，通过图9的和排风的流速输出的参数包括当量直径、摩擦损失因子、压对比结果来看，本文仿真的结果与实验数据有较好的吻合。其降。所编制程序中压降