Wastewater released from showers, sinks, and washers contains a considerable amount of wasteheat that can be recovered by using a heat exchanger. Conventional metal heat exchangers for wastewater heat recovery have common problems of corrosion, fouling and clogging, which makes it necessary to develop a new type of heat exchanger for such low-grade thermalenergy recovery applications. This study deals with a novel patented polymer heat exchanger (WO2020049233A1) made of soft polyurethane tubes that are capable of oscillation once subjected to external forces. Laboratory tests coupled with theoretical analyses show a stable global heat transfer coefficient of 100-110 W/m2·K, in between the ideal parallel flow and crossflow heat exchangers. The theoretical calculations indicate that the performance of polymer heat exchanger can achieve 62-92% of the performance of titanium, aluminium, and copperheat exchangers with the same dimensions and working conditions. It further reveals that the performance of the soft heat exchanger can be enhanced by 30% when it is under oscillation. In addition, the results of thermal resistance study show that the total thermal resistance issignificantly higher in the model of parallel flow than in crossflow. Moreover, in the parallel flow, the external convective thermal resistance appears to be the dominant one instead of heat conduction through the wall material. / Avloppsvatten som rinner ut från duschar, diskhoar och tvättmaskiner innehåller en betydande mängd spillvärme som kan återvinnas med hjälp av en värmeväxlare. Konventionella metallvärmeväxlare för värmeåtervinning av avloppsvatten har vanliga problem med korrosion, förorening och förstoppning, vilket gör det nödvändigt att utveckla en ny typ av värmeväxlare för applikationer med låg värmeåtervinning. Denna studie behandlar en ny patenterad polymervärmeväxlare (WO2020049233A1) tillverkad av mjuka polyuretanrör som tål vibrationer som ett resultat av yttre krafter. Laboratorietester tillsammans med teoretiska analyser visar en stabil global värmeöverföringskoefficient på 100-110 W/m2·K, mellan det ideala parallella flödet och tvärflödesvärmeväxlarna. De teoretiska beräkningarna indikerar att en prestanda hos polymervärmeväxlare kan uppnå 62-92% av prestanda för titan-, aluminiumoch kopparvärmeväxlare med samma dimensioner och arbetsförhållanden. Det visar sig att den mjuka värmeväxlarens prestanda kan förbättras med 30% när den vibrerar. Dessutom visar resultaten från studien med termisk resistens att det totala värmemotståndet är betydligt högre i modellen för parallellt flöde jämfört med tvärflöde. I det parallella flödet verkar dessutom det externa konvektiva värmemotståndet vara det dominerande i stället för värmeledning genom väggmaterialet.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-280803 |
| Date | January 2020 |
| Creators | Lyu, Sixiang |
| Publisher | KTH, Energiteknik |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-ITM-EX ; 2020:516 |
Page generated in 0.0025 seconds