论文部分内容阅读
当今社会能源形势日益严峻,通信基站机房中散热能耗占总能耗的比重很大,为了降低能耗,在春秋过渡季节及冬季采用气泵驱动环路热管换热机组为通信基站散热,具有很大的节能潜力。 首先通过建立气泵驱动环路热管中蒸发器、冷凝器、气泵以及连接管路的数学模型从而得到系统的一维稳态分布参数模型,通过编写MATLAB程序对模型进行求解,发现相同温差下蒸发器处换热量随着气泵入口体积流量逐渐增加,当增加到一定值后受空气侧热阻的限制不再变化;当体积流量和室内外温差固定不变时,换热量随蒸发器及冷凝器空气流速先增加,当参与循环的工质在蒸发器和冷凝器中能够完全相变后,继续增加空气流速换热量基本保持不变,此时可以通过增加体积流量来提高换热量;可以将室内外温差、气泵的转速以及蒸发器、冷凝器的进风空气流速作为气泵驱动环路热管的控制参数。 其次根据气泵驱动环路热管循环机理对其实际循环进行分析,设计样机,搭建分离式热管与气泵驱动环路热管对比实验台,并在焓差实验室进行测试,对其循环性能进行研究,研究发现随着气泵驱动环路热管系统内工质充液率的改变系统换热量先增加后降低,系统存在一个最佳充液率,最佳充液率应为换热器中相变换热所占比例最大时,实验样机最佳充液率为70%左右;两种系统的换热量都随着室内外温差的增大而增加,在同一换热温差下气泵驱动换热机组的换热量相对于分离式热管有所提高,表明气泵具有强化换热的作用,但是效果提高不大,当分离式热管系统管路阻力增大时,工质流量降低,换热量下降很多,而气泵驱动环路热管由于气泵的存在仍然能够维持参与循环的工质流量,因此能够适应复杂的管路;气泵驱动环路热管系统中气液分离器与蒸发器入口之间存在一个最小高度差,当两者高度差大于最小高度差时,系统才能正常运行,此时改变高度差对系统换热量几乎没有影响。 最后根据气泵驱动环路热管的性能实验进行节能性分析,建立一个热负荷为20kW的通信基站模型,根据机组EER随室外温度或者室内外温差的变化关系拟合出二次曲线,统计北京、西安、上海以及广州处于每个温度区间的小时数及天数,在建立的基站模型基础上计算出四个城市在室外温度小于17℃时采用气泵驱动环路热管进行散热与单独采用空调散热年节能率分别为:北京45.26%,西安42.94%,上海35.93%,广州16.33%。