双翅片矩形相变储能单元蓄热性能实验研究

以双翅片矩形相变储能单元为研究对象,开展不同边界温度下(50℃、55℃、64℃、69℃、73℃)相变材料熔化过程的可视化实验,通过观察相变材料固液相变界面、温度和液相率变化分析储能单元内相变材料的熔化行为和传热规律,探究不同边界温度对储能单元蓄热性能的影响。研究表明:熔化后期储能单元内出现的熔化死角极大延长了蓄热时间,熔化死角用时比均大于30%;边界温度增加,固液相界面形状无明显变化,相变材料内温度分布及变化趋势相似,但固液相界面演化进程加快,自然对流加强,相变材料内温度分布不均匀性最大增加60%,相变温度最大增加2.9℃;边界温度从50℃提高至73℃时,完全熔化时间缩短510 min,且边界温度越低时(Fo)/(Ste)越大,表明在边界温度较低时,增加边界温度对相变材料的强化传热效果更明显。

基于相变材料蓄热的5G通信基站柜体优化

针对5G通信基站散热性能不佳、能耗高、过热风险大、冷却效率低等问题,本工作从优化基站柜体的角度出发,探究了相变材料相变温度(16~30℃)、相变材料安装位置以及相变通风对5G基站能耗的影响。以长沙地区为例,设计了20种不同相变温度、不同相变材料安装集成的相变柜体模型以及2种通风柜体模型,采用EnergyPlus软件模拟不同模型下的能耗。结果表明:传统基站年耗电量为3469.92 kWh,夏季典型日基站柜体温度由外壁至内壁呈下降趋势,冬季反之,基站全年72.75%时间均处于放热状态,基站柜体优化时需更注重冬季和过渡季节散热能力的设计,兼顾夏季隔热性能的优化;基站加入相变材料时,外侧布置均优于内侧布置;相变温度为25℃相变材料、相变材料外侧布置时基站节能效果最佳,全年耗电量可降低124.75 kWh,其1月份节能率最大为16.87%;在此基础上引入通风,基站年能耗由3469.92 kWh降低至2316.87 kWh,年节能率达33.22%,且1~4月和11~12月,月节能率均超过50%;相较于未加入相变材料通风,加入相变材料通风在12月份节能率最大,可达17.78%。