空调系统排风热回收换热器的试验研究

空调系统排风热回收换热器的试验研究

郭 建，华泽钊，陶乐仁，王金锋

(上海理工大学动力_T程学院，上海200093)

摘要：对用于回收空调系统余热的通风换热器进行了试验研究。在冬季工况下对其进行了性能测试。试验结果表明，该换热器具有换热效率高、阻力小的特点；在风速为2．6 m／s的工况下，其换热效率达到64．5％。

为实现改善室内空气品质和回收能量的双重目的，本文提出了一种用于回收空调房间冷(或热)量的通风换热器，并测试了其工作性能。

1 试验方法

从节约成本和便于搭建实验台的角度考虑，加工了出1台换热面积为0．85 m ．进出口风管直径为40 mm的小型样机，试验系统如图1所示。

1一风机；2-恒温水槽；3一热线风速仪；4一差压计；5一数据采集仪：6一计算机；7一通风余热回收换热器

新风和排风分别间隔交叉流过通风换热器，利用新风和排风间的温度差进行热交换。整个试验过程是通过调节恒温水槽的温度来控制进入通风换热器的空气温度，从 而模拟冬季工况下室内外气温．通过改变风机的转速以获得在不同风速下换热器的换热性能：利用微差压计测量新风和排风侧的进出El压差．从而得到空气流经换 热器的压力损失。

试验系统采用了热线风速仪和T型热电偶。热线风速仪的误差小于0．05 m／s；T型热电偶和二等标准水银温度计的误差小于0．05℃。

2 试验数据处理

本试验测量的主要参数有换热器进出口的空气温度及流速和换热器压降．通过自动数据采集系统将试验数据输入计算机。待试验工况达到稳定后，吸热量和放热量比较接近，热平衡误差小于5％~1J开始采集数据。

3 试验结果分析与讨论

3．1换热效果分析

图2给出了在室内温度t=-20℃的情况下．通过调节新风人口温度得到的在不同风速下．不同室内外温差对通风换热器换热量的影响。

图3给出了在室内温度t=-20℃的情况下，室内外温差对温度效率变化的影响。从图中可以看出：在相同风速下．随着室内外温差的加大，通风换热器的温度效 率增加；另外在相同的室内外温差条件下．随着换热器入口风速的增加．通风换热器的温度效率反而减小。这主要是因为随着风速的增加，空气在通风换热器中的流 动加快．使新风和排风在换热器内停留时间相对缩短，造成冷、热空气在通风换热器中还没有进行充分的能量交换即被排出从而引起换热效率的下降。

图4给出了在保持空调房间室内温度t=20℃的情况下，通过在不同风速下调节新风人口温度，得到的室内外温差对经过通风换热器新风的温度变化曲线。

从图中可以看出：随着室内外温差的增加，新风经通风换热器换热后的温升效果越好。以风速为2．6 rrds为例，当室内外温差为l0℃时，新风经通风换热 器换热后的温升可达6．2℃；而当室内外温差为l4℃时，新风经通风换热器换热后的温升可达8．9℃。另外，在相同的室内外温差下，随着风速的增加．新风 经通风换热器换热后的温升效果变差。仍以室内外温差l0℃为例，当风速为2．6 rrds时，新风经通风换热器换热后的温升为6．2℃ ；而当风速为 4．2 rrds时。新风经通风换热器换热后的温升仅为5．7℃ 。

3．2阻力特性分析

换热器性能的优劣不仅表现在换热性能上，而且也体现在流体流经换热器的压力降上。图5给出了摩擦因子f和欧拉数Eu随雷诺数Re的变化曲线。

& nbsp; 从图5中可以看出：随着雷诺数的增加，摩擦因子逐渐减小，这是由于在流速较小时，粘滞力与惯性力相比，粘滞力占主要地位，随着流量的增加，雷诺数也逐渐增大，粘滞力的影响下降，而惯性力的影响加强，故摩擦因子不断降低。

4 结论

①室内外温差是影响通风换热器换热效果的重要因素，随着室内外温差的增大，换热效果增强。

② 自行设计加工的通风换热器具有换热效率高的特点，在风速为2．6 rrds时的换热效率可以达到64．5％，满足了设计要求。