污水源熱泵中塑料換熱器的研究.pdf

1、熱泵通過消耗少量的高質能源,回收低質熱量,以滿足生產及生活需要。熱泵技術得以迅猛發(fā)展。城市原生污水以水溫適中、數量巨大、分布廣泛等特點,成為極佳低位能源,從而應用于熱泵系統(tǒng)。同時污水水質的特殊性使得在回收污水熱能時換熱設備的選擇以及水質對換熱設備的腐蝕和結垢都成為其推廣的障礙。根據現有的污水源熱泵系統(tǒng)換熱裝置存在的問題,結合塑料換熱裝置的特點,提出采用塑料換熱器代替金屬換熱器,有望解決污水源熱泵系統(tǒng)中的腐蝕及結垢等問題。
　　

2、本文在對國內外塑料換熱器的應用、發(fā)展進行詳盡分析的基礎上,提出采用薄壁小管徑聚四氟乙烯塑料管制成的塑料換熱器代替?zhèn)鹘y(tǒng)的污水源熱泵系統(tǒng)中的金屬換熱器。通過實驗研究了原生污水流動特性和污垢增長特性。針對原生污水特性,設計了聚四氟乙烯塑料材質的沉浸式換熱器。利用由實驗獲得的原生污水相關參數,針對設計完成的塑料換熱器結構模型,對換熱器的換熱性能進行數值模擬,研究在相同熱負荷需求下,不同污水流速和換熱器結構對傳熱系數的影響,并將塑料換熱器與金屬換

3、熱器進行比較。
　　 通過測試原生污水的流變特性,獲得其流動的本構方程,且結果表明原生污水流動呈屈服.假塑性流體狀態(tài)。利用不同管材在污水中形成的污垢熱阻的測試實驗,驗證了采用塑料材質制造換熱器可以降低污垢對換熱器性能的影響。設計完成的聚四氟乙烯換熱器平均傳熱系數可達到360W/(m2·K),并得出傳熱系數隨污水流速和塑料管管徑變化的規(guī)律。通過對塑料換熱器在腐蝕、結垢、傳熱性能、價格等方面與金屬換熱器的比較,發(fā)現其在體積、安裝維護