磁化水速热节能热水器

一、磁化水快热节能热水器（论文文献综述）

杜海^[1]（2016）在《基于旋转电磁理论的双转子机电热换能器研究》文中研究表明基于旋转电磁理论的供热技术是一种新型节能环保供热技术,实现该供热方式的装置——机电热换能器,能够将风力涡轮机、水轮机、电动机等动力装置输出的机械能作为能量输入,通过旋转耦合磁场转换为涡流损耗、磁滞损耗、二次感应电流损耗、机械杂散损耗等形式的热能,并最终以水为传热介质进行热能传递。同时,换能器还可综合利用其内部的旋转磁场、温度场对受热水媒质进行软化处理,起到抑垢、阻垢目的。为了更易于实现换能器对风能、水能等清洁能源的工程应用,需要进一步提高其低转速时的热功率密度,以及致热、传热和磁化效率。本文针对换能器的结构设计、热功率解析模型的建立、流体流动及传热的准确计算,以及对水媒质的软化作用机制进行了理论分析和实验研究,为其进一步的工程应用提供有力的研究基础,主要研究内容如下:首先,提出了两种新型结构的机电热换能器,分别为径向磁通筒式结构和轴向磁通盘式结构,两种换能器都采用了中间定子的双转子结构设计。通过基于麦克斯韦方程的传统解析方法为新型换能器建立了电磁场方程组。采用有限元方法对比分析了双转子结构与单转子结构换能器的磁场及涡流分布。有限元分析结果表明,双转子结构换能器的定子两侧均感应致热,更有利于对水媒质的传热及升温;定子内部可获得更大的磁感应强度,磁场分布更为均匀,配合定子内部较长的水路行程,更有利于对传热水媒质的磁化作用。新型机电热换能器有效提高了定子和永磁体的材料利用率,具有低转速高功率特点,更易于直接将风能、水能等清洁能源转换为热能。其次,基于库伦定律及洛伦兹力定律,分别为径向磁通结构和轴向磁通结构的换能器建立了热功率解析模型。在模型建立过程中,通过构造虚拟电荷的镜像方法考虑了导体边缘处电流密度法向分量为0这一边界条件,使得模型估算结果更为准确。针对径向磁通换能器的热功率解析模型,还考虑了感应磁通与趋肤效应的影响。该数学模型具有明确的结构参数关系,不需要复杂的数值求解,运算速度快。有限元分析的验证结果表明,新型机电热换能器的热功率解析模型在一定转速范围内能够较为准确的给出热功率与转速关系。再次,建立了新型机电热换能器的流体流动及传热的数学模型,设定了相关的基本假设与边界条件,并确定了气隙导热系数及表面散热系数。使用有限体积法对换能器内部的流体流动与传热进行耦合计算,分析其热水升温性能。搭建了换能器的热水升温实验平台,实验测得换能器在一定转速范围内的出水温升与数值计算结果较为一致,证实了数值分析方法的正确性,为换能器的换热设计及其综合物理场的耦合计算提供了理论研究和实验基础。最后,采用分子动力学模拟方法,研究了旋转磁场及温度对纯水微观结构和分子动力学的影响,探讨了旋转磁场与温度对纯水耦合作用的工作机理。利用一台机电热换能器样机循环处理Ca2++CO32-+HCO3-水溶液,通过测定溶液电导率和浊度的变化,分析换能器对CaCO3成核结晶过程的影响机理。以上工作为机电热换能器的装备制造和工程应用提供了必要的理论研究和实验基础。

李志文^[2]（2014）在《氮化硅发热体表面防垢技术研究》文中进行了进一步梳理氮化硅发热体是新型开水器加热器，然而表面结垢问题造成发热体断裂，影响开水器质量，制约其发展。为解决该问题，本文采用实验与数值模拟相结合的手段进行分析。首先，通过对比实验，得出超声波/磁场对水箱壁面有明显的防垢作用。其次，通过超声波/磁场结垢对比实验，得出超声波/磁场有增加发热体表面结垢量的作用，超声波、磁场作用下，发热体结垢量分别增加41.21%、158.71%；超声波/磁场有降低水垢密实程度的作用，磁场使水垢密实程度降低的幅度较大；超声波增大水垢与发热体之间牢固度，磁场则降低水垢与发热体之间牢固度，磁场作用下，接触面积百分含量减少12.31%；超声波有降低发热体加热速度的作用，磁场则有提高发热体加热速度的作用，其加热速度为2.20kg/min，相对于空白项提高5.19%；磁场作用下，热水水质得到提高。综合考虑水垢对发热体加热速度的影响及磁场对水质的影响，磁场可用于发热体表面结垢问题，解决发热体的断裂问题；分析超声波/磁场作用下，发热体表面结垢机理，得出超声波/磁场都缩短水垢成核诱导期，加快小晶核形成，小晶核比表面能大，易于在发热体表面附着长大，从而增加发热体表面结垢量，而磁场作用下，小晶核定向排列，水垢密实程度及与发热体表面牢固度低。最后，通过数值模拟，对发热体参数进行优化，降低发热体表面温度，从而起到防垢作用。得出发热体应采用顶部两根发热体放置角度为90度，中部与底部共四根发热体放置角度均为45度的放置方式，该排列下，发热体表面温度降低2.14%。实验验证下，新设计较原设计加热速度增加1.90%，体现新设计传热系数大，可降低发热体表面温度，同时验证了数值模拟的准确性。综上，采用磁场处理技术与新开水器发热体结构相结合的方式，可解决开水器发热体断裂问题，并提高热水水质。

邹敏华^[3]（2013）在《水环热泵空调系统应用于餐饮建筑的潜力分析》文中认为在各类公共建筑中，餐饮建筑属于特殊的一类，其能量使用也具有特殊性，而且能耗普遍较高。随着建筑节能越来越受到国家和社会的关注，高能耗的餐饮建筑的节能问题已成为一个必须要解决的现实问题。在餐饮类建筑中，存在着各种各样的末端热用户，比如食物的烹饪、生活热水的需求、空调冷﹑热量的需求等，形成了餐饮类建筑中巨大的冷、热负荷。这些冷、热负荷一般需要水和空气作为其输送的介质，所以在餐饮类建筑中也造成大量水和空气资源的消耗。为了将水和空气加热到一定的温度以供使用，需要消耗大量的一次能源（或者电能）。在消耗一次能源之后产生的冷﹑热量由水或空气承载并输送到到各个不同的末端冷﹑热用户。经末端用户使用后，仍有大量的低品位冷﹑热量被直接排向室外环境，比如厨房的排烟、温热的污水、空调冷凝热等。这种建筑能源的利用模式非常不合理，它造成了大量的低品位能量的浪费。为了提高餐饮类建筑的能源利用效率，降低建筑的一次能源消耗总量，需要将各种不同的能量利用系统集成起来。通过系统的集成，实现热量的耦合利用，建筑消耗的一次能源总量就能得到最大限度的降低。为了实现能量的集成利用，采用水环热泵（设置蓄热水箱作为回收废热的手段）空调系统是行之有效的。本文建立了一个典型的餐饮建筑的模型建筑，详细列举了其建筑的用能设备和系统，分析了各个用能系统的特点以及其冷﹑热量的数量和质量（品位），提出并建立了一个能量集成利用的系统模型。整个研究工作主要基于对模型建筑冷、热负荷的模拟（采用DesignBuilder模拟软件）和水环热泵空调系统的性能模拟（采用TRNSYS模拟软件），基于分析（包括建筑负荷的模拟分析、能耗系统的模拟分析、系统性能分析、经济分析和火用分析）的结果，确定了蓄热水箱的最优尺寸和其热特性参数等。发现将水环热泵（设置蓄热水箱作为回收废热的手段）空调系统用于餐饮建筑以实现其低品位能量回收的集成利用具有很好的优势和巨大的潜力。

刘金根^[4]（2006）在《热水器领域的第一安全品牌——电磁感应热水器》文中研究表明热水器从进入千家万户后,已有20几年的历史,随着时代的进步和人民生活物质的需求,从燃气热水器、贮水式热水器、太阳能热水器、快热式热水器发展至今,发明出一种利用电磁感应加热原理,实现水电完全分离,保

王永川^[5]（2006）在《相变储热热泵热水器及其关键技术研究》文中认为随着经济的发展和人民生活水平的提高，居民能源消费量迅速增长，其中，生活热水占有很大比重。目前，生活热水通常是用消耗燃气、电力等高品位能源的热水器米获得，对产生生活热水的热水器进行节能研究，对于促进居民生活能源的合理利用与开发以及整个社会的节能与环保有着重要的意义。本文以相变储热热泵热水器为研究对象，开展了理论与实验研究。 改进了以石蜡为相变材料的储热式热泵热水装置试验台，并对此试验系统在不同的进风温度、水流量等工作条件下的性能进行了系统的实验及分析，得到了大量的系统运行特性实验数据，为该系统的进一步改进研究提供了基础数据。 由于相变储热热泵热水器的冷凝设备（储热装置和加热换热器）在工作过程中，储、放热过程并存，集多种换热形式于一体，且换热过程非常复杂，迄今还没有看到有针对此类换热器特性进行研究的文献报导。本文在对其换热机理进行分析研究基础上，建立了该类冷凝设备的数学物理模型，并进行了数值求解。与实验结果比较表明，所提出的模型能够较好地反映该类设备的运行特性。 强化相变材料的传热特性是改进储热式热泵热水器的关键技术。为此，本文重点进行了一系列强化相变材料传热特性的研究，提出了用添加剂的方法来实现强化传热的目的。分别用平板稳态法和热线非稳态法对不同组成的石蜡-气相SiO2体系和石蜡-有机膨润士体系的固态和液态导热系数进行了实验研究。实验结果表明，随着添加物百分含量的增加，体系的液、固导热系数都会有较大的提高。在实验成果的基础上，根据悬浮有毫米级或微米级固体离子的液-固体系导热系数的理论公式，通过改进的Lu and Lin数学方程，将添加气相SiO2体系的导热系数实验值进行回归拟合，得到了适用于纳米级固体离子的液-固体系导热系数的数学模型。 本文还尝试在相变储热材料石蜡中加入不同种类的金属圆环来强化石蜡储热和放热性能。研究结果表明，在石蜡体系中加入镀锌铁环对石蜡储、放热时的传热性能改善不大，而加入金属铜环或者同时加入铜环和纳米材料后会对石蜡的传热性能有较大的改善，储、放热时间分别明显减少，相变储热或放热速率明显提高。 在总结现有研究基础上，本文还对将来可以进行的研究内容提出了展望。

二、磁化水快热节能热水器（论文开题报告）

（1）论文研究背景及目的

此处内容要求：

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例：

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

（2）本文研究方法

调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、磁化水快热节能热水器（论文提纲范文）

（1）基于旋转电磁理论的双转子机电热换能器研究（论文提纲范文）

（2）氮化硅发热体表面防垢技术研究（论文提纲范文）

（3）水环热泵空调系统应用于餐饮建筑的潜力分析（论文提纲范文）

（5）相变储热热泵热水器及其关键技术研究（论文提纲范文）

四、磁化水快热节能热水器（论文参考文献）

• [1]基于旋转电磁理论的双转子机电热换能器研究[D]. 杜海. 哈尔滨工业大学, 2016(02)
• [2]氮化硅发热体表面防垢技术研究[D]. 李志文. 华南理工大学, 2014(01)
• [3]水环热泵空调系统应用于餐饮建筑的潜力分析[D]. 邹敏华. 河北工程大学, 2013(04)
• [4]热水器领域的第一安全品牌——电磁感应热水器[J]. 刘金根. 住宅产业, 2006(08)
• [5]相变储热热泵热水器及其关键技术研究[D]. 王永川. 浙江大学, 2006(12)

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