通讯基站自然冷却用泵驱动回路热管的性能研究

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随着网络化、信息化的不断发展,我国通讯基站数量迅速提升,能耗问题日益突出。其中,空调系统能耗在通讯基站总能耗中排名第二。因此对空调系统进行改进已经成为通讯基站节能的首要任务,由于热管自然冷却系统的高传热性能,其在通讯基站的节能应用中越来越广泛。  本课题主要针对通讯基站自然冷却用泵驱动回路热管的性能进行了分析研究。首先,文章对不同驱动力的回路热管的理论及应用研究进行了总结。根据理论分析提出四种泵驱动两相流的循环模式,选择适宜的传热和压降方程,利用matlab建立泵驱动回路热管换热的一维数学模型,选择储液罐的压力、温度、焓值中任意一值为计算初始值;计算方向选择逆循环(与工质流动方向相反)算法;微元的划分方法选择了直接简单的等长度划分。  其次,理论分析泵驱动回路热管系统各段管路和换热器的阻力特性、工质质量流量特性及换热器匹配特性。连接管阻力的增加使得泵功率增大,且会导致系统换热损失增加。蒸发器阻力和冷凝器阻力的增加,使得系统出现一个最佳换热点。系统阻力会随着工质质量流量的增加而增加,系统阻力的增加对换热具有关键性的影响。换热器匹配特性:蒸发器的换热量主要集中在了蒸发器的两端,增加蒸发器长度和冷凝器长度分别到6m时,再继续增加换热器的长度,对蒸发器换热量增加的影响很小。通过搭建泵驱动两相回路的试验测试平台,实验分析系统流量特性和换热器匹配特性,对理论分析进行验证。通过实验和理论研究得出;蒸发器阻力和冷凝器阻力不宜超过工质饱和温度降为1℃时的压降,连接管阻力不宜超过工质饱和温度降为0.5℃的压降,储液罐到泵进口需要有一定的高度差来满足泵的汽蚀余量,要对储液罐做好绝热保护工作。  最后,应用中国典型气候城市的标准气象年数据,分别对通讯基站自然冷却用整体式热管和泵驱动热管的节能性和静态回收期进行了分析讨论。结果表明:在我国严寒及寒的地区,使用热管换热器节能率较高,回收期短。而在我国夏热冬暖地区,使用热管换热器节能率偏低,回收期较长。
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