[發(fā)明專利]一種板式熱交換器能效指標(biāo)EEI的簡化計算方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910769600.7
• 申請日: 2019-08-20
• 公開（公告）號: CN110489706B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 湯曉英;魯紅亮;任彬;何愛妮;李振華;薛小龍;陳戰(zhàn)楊
• 申請（專利權(quán)）人: 上海市特種設(shè)備監(jiān)督檢驗(yàn)技術(shù)研究院;上海藍(lán)海科創(chuàng)檢測有限公司
• 主分類號: G06F17/10
• 分類號: G06F17/10
• 代理公司: 上海思微知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31237
• 代理人: 曹廷廷

本發(fā)明提供了一種板式熱交換器能效指標(biāo)EEI的簡化計算方法，能夠省略先后求解換熱量Q、總傳熱系數(shù)k等中間過程，不僅大大簡化了計算過程和繁瑣程度，而且解決了偏離標(biāo)準(zhǔn)工況的精度問題和老舊板式熱交換器的能效(EEI)計算問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及熱交換能效評價技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種板式熱交換器能效指標(biāo)EEI的簡化計算方法。

背景技術(shù)

熱交換器類型眾多、工況參數(shù)千變?nèi)f化。專利CN?104036115B公開了熱交換器的一種能效定量評價方法，提出了板式熱交換器的能效指標(biāo)值EEI及其定量評價方法，為確定熱交換器的能效及其等級提供了一種科學(xué)的實(shí)現(xiàn)方法，寫入了標(biāo)準(zhǔn)NB/T?47004.1-2017板式熱交換器第1部分：可拆卸板式熱交換器。但是，該方法直接使用標(biāo)準(zhǔn)工況下測試得到的總傳熱系數(shù)k和冷、熱流體流動壓降Δp_c、Δp_h計算能效評價指標(biāo)EEI，本文稱之為標(biāo)準(zhǔn)工況測試數(shù)據(jù)直接求解能效評價指標(biāo)EEI。該方法裝置上涉及到熱源、冷源、測試儀器、試驗(yàn)測試和數(shù)據(jù)處理設(shè)備等，求解計算能效評價指標(biāo)EEI則需要流體溫度、壓力、流速等工況參數(shù)，流體密度、導(dǎo)熱系數(shù)等物性參數(shù)，以及熱交換器結(jié)構(gòu)參數(shù)和傳熱流動擬合系數(shù)等，并且需要先后求解換熱量Q、總傳熱系數(shù)k等中間過程，可見，上述整個求解過程復(fù)雜，步驟繁多，代價高，周期長。另外，通過此標(biāo)準(zhǔn)工況測試數(shù)據(jù)直接求解能效評價指標(biāo)EEI還存在以下三個問題：

1.對于傳感器和調(diào)節(jié)裝置精度要求過于苛刻，導(dǎo)致難以達(dá)到測試標(biāo)準(zhǔn)工況。標(biāo)準(zhǔn)工況是指熱流體定性溫度為50℃，冷流體定性溫度為30℃，冷流體、熱流體板間流速為0.5m/s。由于測試儀器的精度和流動傳熱的動態(tài)平衡過程，實(shí)際測試結(jié)果只能是接近標(biāo)準(zhǔn)工況而難以完全達(dá)到，降低了板式熱交換器能效指標(biāo)值(EEI)的精度和可信性。

2.板式熱交換器僅有設(shè)計工況或使用工況下總傳熱系數(shù)k和冷、熱流體流動壓降Δp_c、Δp_h的測試數(shù)據(jù)，但沒有標(biāo)準(zhǔn)工況下總傳熱系數(shù)k和冷、熱流體流動壓降Δp_c、Δp_h的測試數(shù)據(jù)。

3.部分老舊板型的板式熱交換器僅有總傳熱系數(shù)k的關(guān)聯(lián)式和冷、熱流體流動壓降Δp_c、Δp_h的關(guān)聯(lián)式，無設(shè)計工況或使用工況以及標(biāo)準(zhǔn)工況下包括溫度、壓力和流速等測試數(shù)據(jù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出一種板式熱交換器能效指標(biāo)EEI的簡化計算方法，用以解決現(xiàn)有技術(shù)熱交換器能效指標(biāo)在計算過程中計算繁瑣，精度低和老舊熱交換器的相關(guān)測量數(shù)據(jù)缺失而無法計算的問題。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種板式熱交換器能效指標(biāo)EEI的簡化計算方法，包括以下步驟：

S1：在所述板式熱交換器內(nèi)分別通入冷、熱兩種流體，測試包含標(biāo)準(zhǔn)工況或與標(biāo)準(zhǔn)工況在設(shè)定誤差在內(nèi)的多組工況下的換熱量和壓降值，并將其分別擬合為關(guān)于冷、熱流體下的雷諾數(shù)和普朗特數(shù)的第一關(guān)聯(lián)式以及雷諾數(shù)與壓降數(shù)的第二關(guān)聯(lián)式，分別獲得冷、熱流體下的第一關(guān)聯(lián)式和第二關(guān)聯(lián)式的擬合系數(shù)，其中冷流體的溫度小于熱流體的溫度；

S2：將標(biāo)準(zhǔn)工況下的工況參數(shù)和物性參數(shù)代入能效指標(biāo)EEI定義式，獲得僅關(guān)于結(jié)構(gòu)參數(shù)和擬合系數(shù)的能效指標(biāo)EEI簡化表達(dá)式；

S3：將熱交換器的結(jié)構(gòu)參數(shù)和所述擬合系數(shù)代入所述能效指標(biāo)EEI簡化表達(dá)式中，即可直接得到能效指標(biāo)EEI值。

進(jìn)一步地，所述S2步驟中，所述工況參數(shù)包括冷、熱流體的溫度、流速和壓力梯度的權(quán)重系數(shù)，所述物性參數(shù)包括冷、熱流體的密度、黏性系數(shù)和普朗特數(shù)。

進(jìn)一步地，所述S3步驟中，所述熱交換器的結(jié)構(gòu)參數(shù)包括工質(zhì)流動長度、水力直徑、傳熱元件導(dǎo)熱系數(shù)和傳熱元件壁厚，其中所述傳熱元件為分隔冷、熱流體的換熱板片。

進(jìn)一步地，所述S1步驟中，冷、熱流體的溫度不變，流速變化，產(chǎn)生多組所述工況，分別測量所述換熱量和所述壓降值。