动力型分离式热管在机房空调中研究与应用

针对数据机房全天候空气调节需求,设计30k W动力型分离式热管模块,在标准焓差法实验室进行动力型分离式热管性能实验,结果表明:(1)屏蔽泵能够为热管系统持续提供足够驱动力,保证热管系统稳定、可靠的运行;(2)当热管系统回气温度与室外环境温度差≥ΔT时,热管系统制冷性能在设定工况下达到设计指标,验证了动力型分离式热管系统合理性和适用性;(3)动力型分离式热管系统的制冷量、COP随着室内外温差近似线性增长,在外界环境温度≤10℃的较宽的温度范围内使用热管系统替代蒸汽压缩式制冷系统,实现数据机房和通讯基站空调系统的低成本运行,大幅度节能减排;(4)针对机房负荷多变情况设计快速精确调节流量控制装置,实现对整个系统实施流量调节和能量控制,为热管系统控制策略设计提供了有价值的数据。

动力型分离式热管换热器冷凝换热研究

在提倡节能环保的今天,各种节能技术逐渐被人所重视并应用,热管技术具有传热系数高、传热温差大、环境适应性强等优点,具有很大的发展潜力。近年来,热管技术作为一种非常有前景的高效节能技术,在多个领域已取得广泛应用,且节能效果显著。

动力型分离式热管MATLAB稳态传热模拟

本文根据动力型分离式热管换热器内工质的流动特性和换热特点,利用MATLAB编制了动力型分离式热管换热器的稳态计算模型。模拟了动力型分离式热管运用在夏季空调工况下,蒸发段进行新风预冷,冷凝段提供送风再热量的运行状态。计算了蒸发段不同进风温度及风量对动力型分离式热管性能的影响,为工程实际提供了一定的设计依据。计算结果显示:动力型分离式热管的换热量及质量流量随着蒸发段外进风温度的增加而增大,进风温度由35℃增加到40℃的过程中,换热量由2.779 kW增加到3.65 kW,增大了31.3%,且蒸发段外送风温度每增长1℃,系统的换热量增加约0.17 kW。随着蒸发段外进风风量的增长,在不同进风温度下,动力型分离式热管系统换热量先增长后保持不变。

分离式动力电池热管理系统设计与性能分析

热管理系统对电动汽车动力电池系统性能有着至关重要的影响,有效的热管理系统能够改善动力电池的工作环境,使动力电池在最佳的温度内工作,保证电动汽车的行驶性能和行车安全。针对目前动力电池热管理系统存在的问题,文章设计一种热管辅助的分离式电池热管理系统,并对所提出的电池热管理系统开展参数化数值模拟。结果表明,相变温度在控制电池温度方面起着重要的作用,相变材料高导热系数使复合相变材料很好地加强了电池组的散热,但当导热系数增大至一定程度时,电池温度下降趋势趋于平缓。较高的对流传热系数有利于释放相变材料的潜热,提高相变材料的利用率,但是过高的对流传热系数并不能进一步提高系统的性能,还会导致成本增加等问题。

电动汽车动力电池热管理系统性能研究与实验测试

针对目前动力电池热管理存在的问题,论文提出一种热管辅助的分离式电池热管理系统,并搭建了动力电池散热温度特性实验平台,对动力电池热管理系统进行了实验研究,分析该系统对电池组温度及温差的控制作用。分别进行了动力电池热管理系统在动力电池以1 C、3 C、4 C和5 C等恒流放电条件下,以及不同的“放电-充电”循环工况下的散热性能。结果表明,与其他冷却方法相比,该系统具有更合适的工作温度,能更好地降低电池组内部的温度不平衡。即使在5C的极高放电率下,最大温差也可以控制在5℃以内,而且可以大大改善单体电池内的温度不平衡。特别是在长时间运行的情况下,各循环的最高温度远低于基于传统相变材料冷却模式,系统的可靠性和性能得到了很大的提高。

热泵与动力热管复合的深井热害控制试验研究

随着矿井开采深度的日趋增加,井下高温热害越来越严重,现阶段应用于矿井中的降温措施主要有非机械式制冷技术和机械式制冷技术,部分方法简单易操作但是降温效果不佳,部分方法降温效果良好但是受地势影响较大且安装成本高。提出并研究了高效制冷和远距离传热的热泵与动力热管复合系统。通过搭建试验平台,模拟井下工作环境,在不同热管长度条件下进行试验和测量,研究了不同长度对系统换热性能的影响。结合实际情况,分析了热泵与动力型分离式热管复合系统用于井下降温时在设计上和性能上的优势,明确了该系统在矿井中应用的可行性。研究表明:系统换热量随着蒸发段温度的升高或冷凝段温度的降低而增加;系统驱动温差越大,换热效率越高,同时所提出的试验系统可以在驱动温差为0或者蒸发段温度低于冷凝段温度时正常使用;工质循环动力泵流量增大,系统换热量先增大后保持不变,系统管路越长到达稳定值需要的动力泵流量越大,管路沿程损失对系统性能有一定的影响。

动力型分离式热管蓄能装置的数值模拟

为了研究动力型分离式热管蓄能装置中相变材料(PCM)的蓄能和释能过程中的传热情况,进行了热管蓄能装置蓄能和释能过程的数值模拟。建立了动力型热管蓄能装置蓄能及释能过程的物理模型,采用Solidification/Melting模型对热管内部的蓄能和释能过程进行了数值模拟分析,得到了动力型分离式热管稳定运行时的温度分布和液相率分布,并探讨了蓄能和释能过程所用的时间以及PCM在各个时间节点的温度值,计算结果与实验结果的对比表明两者吻合性较好。

基于热管输热的矿井地热危害控制试验研究

我国矿山资源需求增大,矿井开采深度不断加深,井下地热危害日趋严重,影响了矿井安全生产。针对现有热害控制技术存在深层矿井工作面降温效果不明显,无法有效控制井下热害的问题,利用热管的高效传热特性,建立了采用动力型热管的热害控制系统并搭建了试验平台,用以模拟井下热源环境以及系统热量、冷量传递输运过程。结合矿井实际环境,测试分析了动力型分离式热管降温系统换热的影响因素。结果表明:在蒸发器和冷凝器迎风风温36.5℃和18℃、冷凝器风速3 m/s、溶液泵频率20 Hz、充液率51%的条件下,蒸发器的吸热量随着风量的增加而升高;在蒸发器迎风风温42.8℃、风速2 m/s、冷凝器风温18.8℃、风速3 m/s、溶液泵频率20 Hz的条件下,最佳充液率取值区间为51%~60%;蒸发器各参数不变,当冷凝器迎风温度为16.5℃、风速为2.5 m/s、充液率为67%时,换热量随着溶液泵频率的增加先升高后稳定不变;两换热器距离为4~10 m时,温度和风速变化对系统换热效率影响很小。研究结果反映出动力型分离式热管降温系统可有效改善深井工作环境,使井下高温热害得到有效控制。