[实用新型]一种基于电场强化换热的采暖房间排风热回收系统

说明书

技术领域

本实用新型属于采暖房间排风热回收节能技术领域，具体涉及一种基于电场强化板式空气换热器的采暖房间排风热回收新风预热系统。

背景技术

电场流体动力学EHD(Electrohydrodynamics)理论的应用主要是将电场引入到传热领域进行强化传热，属于一种主动强化传热技术。电场强化传热技术基本原理是在流体中施加电场，利用电场、流场和速度场的相互作用和协同作用，达到强化传热的目的。在电场作用下，电极附近的气体分子发生电离，大量离子运动产生的电晕风对换热面附近的气体运动产生很大的扰动，从而大大地加强了流体与换热面之间的对流换热。在自然对流以及速度较低的强制对流中，电场强化传热效果十分显著。

Owsenek等研究表明，在电场强化下的自然对流换热系数远远大于没有电场强化的自然对流换热系数。在实验条件下，以空气为介质，调整电极与换热面距离，限定电压等实验参数，电场强化传热效果十分明显，有电场强化的自然对流换热系数可达到没有电场强化时的25倍。(Owsenek B.L.,Seyed-Yagoobi J.,Page R.H.Experimental Investigation of Corona Wind Heat Transfer Enhancement with a Heated Horizontal Flat Plate.ASME Journal of Heat Transfer,1995,117(5):309-315；Owsenek B.L.,Seyed-Yagoobi J.,Theoretical and Experimental Study of Electrohydrodynamic Heat Transfer Enhancement through Wire-plate Corona Discharge.ASME Journal of Heat Transfer,1997,119:604-610)

对于强迫对流，研究表明，随着雷诺数的增加，电场强化作用相应减小。研究表明在实验条件下，在雷诺数Re较小的强迫对流换热中，以空气为介质的实验条件下，对流换热系数可增强2～2.5倍。在雷诺数Re大于4000以上的强迫对流换热中，电场强化传热效果则不明显。(Velkoff H.R.,Godfrey R.Low-velocity Heat Transfer to a Flat Plate in the Presence of Corona Discharge in Air.ASME Journal of Heat Tranfer,1979,101(2):157～163；Mizushima T.,Ueda H,etal.Effect of Electrically Induced Convection on Heat Transfer of Air Flow in an Annulus.J.Chen.Eng.Japan,1976,9:97-102)

国内相关研究也指出采用电场强化能显著地提高空气与换热面之间的换热效率(许洁.以空气为介质的电场强化换热理论与数值计算.东华大学硕士学位论文，2009；岳永刚等.气体放电对金属平板强化传热作用的研究.中国机电工程学报.vol.26,No.2,2006:91-95)。

电场强化传热虽然电极需要施加高电压，但是其电流极小，所消耗的电功率几乎可以忽略不计。所以，电场强化传热具有强化传热效果显著、功耗低、易于控制、成本低等优点。电场强化传热作为有效的节能技术，有十分广阔的应用前景。

采暖房间运行过程中，为保证室内空气卫生要求以及空气平衡等，需要向采暖房间送入新风，同时需要将部分室内空气排出房间。一般情况下，室内空气温度远高于室外新风，所以，排风含有相当可观的可回收热量。当采暖系统的排风和新风都采用集中组织，并且当室外新风温度与室内空气温度的差值较大时，采用排风热回收进行新风预热是回收期短能效高的节能措施。