直接換熱式供暖系統(tǒng)的研究.pdf

1、冬季供暖對(duì)城市穩(wěn)定和居民生活影響很大，舒適的居住和工作環(huán)境能夠體現(xiàn)社會(huì)的進(jìn)步與發(fā)展。據(jù)初步估算，我國(guó)每年平均用于冬季供暖所消耗的能源量折合成人民幣約為700億元，占全國(guó)能源總消費(fèi)的1/4?，F(xiàn)有的供暖系統(tǒng)普遍存在“低安全、高耗能、高污染”問(wèn)題，構(gòu)建“安全、節(jié)能、清潔”的供熱系統(tǒng)，意義重大，任重而道遠(yuǎn)。本文結(jié)合目前冬季日常供暖情況，設(shè)計(jì)一套新型獨(dú)立分戶式供暖系統(tǒng)。供暖系統(tǒng)主要包括供暖裝置、供暖自控系統(tǒng)、供暖安全啟閉閥、供暖換熱水池等幾個(gè)部分

2、，采用直接接觸式傳熱技術(shù)，強(qiáng)制流動(dòng)順流式熱水供暖，集成安全、用水、燃燒連鎖控制功能。對(duì)供暖系統(tǒng)中各項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)性能開(kāi)展模擬和測(cè)試研究，并分析供暖系統(tǒng)能量損耗及污染問(wèn)題，提出有效改善措施，力求實(shí)現(xiàn)冬季供暖更安全、更環(huán)保、更高效。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴采用計(jì)算流體力學(xué)（CFD）Fluent軟件，基于Realizable k-ε湍流模型、DPM離散相模型和混合組分輸運(yùn)模型，對(duì)系統(tǒng)供熱之源----供暖裝置內(nèi)部氣水直接接觸式換熱過(guò)程進(jìn)行

3、數(shù)值模擬研究。研究結(jié)果表明：供暖裝置內(nèi)部負(fù)壓分布穩(wěn)定，且遠(yuǎn)低于大氣壓力，無(wú)“爆炸”安全隱患；進(jìn)氣口右端高溫氣體擴(kuò)散區(qū)，氣水熱質(zhì)交換效果最佳；氣水接觸換熱產(chǎn)生了大量的水蒸氣，排放尾氣溫度較高，供暖裝置內(nèi)部工況較差，濕度較大。⑵參照GB/T10180-2003相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，開(kāi)展供暖系統(tǒng)供熱實(shí)驗(yàn)研究。得出日常供熱工作的各項(xiàng)熱工參數(shù)（如：供熱熱量、流量、尾氣溫度等）。通過(guò)正平衡法，計(jì)算出供暖系統(tǒng)整機(jī)供熱效率為83.8％。針對(duì)系統(tǒng)排放尾氣的余熱及水蒸

4、氣浪費(fèi)問(wèn)題，提出安裝尾氣能量回收裝置，回收尾氣能量，實(shí)現(xiàn)尾氣能量再利用。⑶采用熱管與冷凝雙重能量回收技術(shù)，研發(fā)出一款尾氣能量回收器,其主要受熱載體為外縱向翅片管，內(nèi)部換熱面積高達(dá)4.2m2。在尾氣能量回收效果測(cè)試中，尾氣能量回收器回收尾氣熱量為90.4kJ/s，供暖系統(tǒng)整機(jī)工作效率可提高1.5%。尾氣能量回收器內(nèi)部溫差5.43℃，水蒸氣溫度驟降，遇冷凝結(jié)，被回收。同時(shí)尾氣可凝污染物溶于冷凝水中，排放物得到了凈化，有效緩解了大氣熱污染和顆