以CO_2为制冷剂的微通道换热器热管空调性能试验研究

文中设计了一套蒸发器和冷凝器均采用微通道换热器的分离式热管空调系统,以CO_2为制冷剂,研究了充液率以及室内外温差对系统换热量和能效比的影响。试验结果表明:CO_2的最佳充液率为150%。在最佳充液率下,当室内外温差为6℃、8℃、10℃、12℃、14℃和16℃时,空调系统制冷量分别为1298W、1928W、2718W、3233W、3925W和4543W;能效比分别为4.3,6.3,8.9,10.6,12.9和14.9。可见在充液率一定的情况下,随着室内外温差的增大,换热量和能效比也在逐步增大。     

分离式热管在机房空调系统中应用研究进展

介绍了分离式热管应用于数据机房空调系统的工作原理和技术特征,分析了充液率、高度差和温差等因素对分离式热管传热性能的影响,以及分离式热管与常规空调复合使用节能性的研究现状。目前,分离式热管系统提供的冷量只是对机房内的环境进行降温,不能对机房内发热设备直接降温,降低了冷量利用效率。针对这种情况,可以把微通道热管换热器置入发热设备内部,直接对发热设备进行降温。通过这种改进空调设备、优化气流组织的节能方法与手段,达到更加节能的目的。     

以R600A为工质的分离式热管的实验研究

对分离式热管的整体热量传递特性进行了实验研究。以蛇形翅片管作为冷凝段和蒸发段进行热管实验,探讨了蒸发器进风面风温及分离式热管蒸发器与冷凝器之间高度差、工质充注量对分离式热管的影响。实验表明,随着蒸发器进风温度的升高,蒸发器与冷凝器换热系数都是呈现先增大后减小的趋势。在冷凝端进风温度恒定为16.55℃、蒸发端进风温度低于60℃时,以R600A为工质的分离式热管的传热量曲线近似于二次曲线,蒸发端进风温度高于60℃时,其传热量曲线近似于一条直线。加大充液率及增加蒸发器与冷凝器的高度差,分离式热管的传热能力均会得到提高。     

微通道背板热管系统最佳充液率实验研究

为研究不同工况和工质对微通道背板热管系统最佳充液率的影响,设计系统充液率实验,通过分析充液率对换热量、背板竖向出风温度分布、蒸发器及冷凝器进出口工质温度及压力的影响,确定不同条件下的系统最佳充液率。结果表明:1)标准工况下,采用R22工质的系统最佳充液率为65%~75%,背板竖向各位置出风温度最低,蒸发器进出口工质温差达到最小;2)系统最佳充液率随着背板进风温度的上升而增大,进风温度超过40℃后,最佳充液率保持不变;3)系统最佳充液率随冷凝器进水温度的降低而增大;4)R134a系统和R22系统最佳充液率基本一致,最大换热量不同。     

数据机房热管空调系统的实验研究

结合数据机房环境的特点,选取R22和R134a为工质,实验研究了数据机房热管空调系统的换热性能和工质的最佳充液率。结果表明,热管空调系统具有工作温差小、制冷能效比高的特点,随着热负荷的升高,所需排热温差逐渐增大;对比实验发现,工质为R22时空调系统的平均换热能力比R134a为工质时高19.2%,而两种工质的最佳充液率均为80%左右。通过对热管回路中工质温度分布的测量与分析,阐明了充液率过大或过小引起系统换热性能下降的原因。     

热管与蒸气压缩式复合机房空调系统实验研究

搭建了高效利用室外环境空气冷能的分离式热管与蒸气压缩式复合机房空调系统实验台,对系统在热管工况和蒸气压缩式工况的性能进行了实验研究。结果表明:复合空调系统在热管工况下换热量随换热温差、高差、风量的增大而增大;当换热温差进风温差从11.6℃增加到17.4℃,换热量增加了14.4%;风量由2937.4m3/h增加到4196.3m3/h,换热量增加了5.4%;高差由1.1m增大到2.0m,换热量增加了8.3%;该系统的最佳制冷剂充注量为5.4kg。该系统在蒸气压缩式制冷工况下也具有良好的运行效果,且可实现两种模式的灵活切换,表明该复合空调系统是一种的高效可靠机房空调系统。     

低弯头数液氢温区脉动热管的实验研究

为了研究液氢温区脉动热管在冷却Mg B2超导磁体方面的可行性,利用浙江大学制冷与低温研究所现有的实验平台,进一步开展了液氢温区脉动热管的实验研究。在低弯头数(N=2)下,充液率55.8%的脉动热管在加热功率0.1W时可以启动;随着加热功率增大,经历了启动、脉动、极限三个阶段,启动阶段脉动热管传热温差波动很大、传热性能差,而脉动阶段脉动热管传热温差很小、传热性能好。在加热功率0.6W、充液率27.8%时,脉动热管具有最大的传热系数68k W/(m·K),此时蒸发段和冷凝段的温差为0.29K。     

角管脉动热管的结构和尺度效应研究

根据角管毛细管中液体的分布以及汽液同向流动的特点,计算分析了正三角形和等腰直角三角形两种截面脉动热管中几种因素对热管传热性能的影响.计算结果表明,在充液率为 30% 时,两种角管脉动热管的热阻均在 0.1℃/W 以下;在相同加热功率和充液率时,等腰直角三角形截面脉动热管的传热性能优于正三角形截面的;截面形状相同时,水力直径较大的热管热阻值低于水力直径较小的热管;热管热阻值随接触角增大而减小.     

机房自然冷却用CO_2热虹吸管实验与节能分析

数据中心机房自然冷却技术作为一种有效的数据中心节能冷却方法日益受到重视。基于热虹吸管的自然冷却装置具有小温差下优异的传热性能,有着良好的应用前景。本文针对以CO_2为工质的机房自然冷却用热虹吸管进行了实验和节能效果分析研究,并与R22进行了对比。实验结果表明,与以R22为工质相比,CO_2热虹吸管性能受充液率的影响更加明显,最佳充液率为150%,高于R22。对于处于最佳充液率的情况,CO_2和R22热虹吸管的传热量均随室内外温差的增加而增大,且CO_2热虹吸管的传热量高于R22。当充液率或室内外温差较小时,蒸发器上部存在蒸干区,随充液率或温差的增大而逐步消失。节能效果分结果表明采用CO_2工质替代R22可以显著提升数据中心全年的热虹吸自然冷却时间。     

环路热管式空调机组传热特性的实验研究

采用环路热管式空调机组用于新风的预冷及再热,减少了表冷器的冷量及降低再热设备的能耗。文中研究了充液率、倾角对热管蒸发段和冷凝段温差及显热效率的影响。研究表明,环路热管式空调机组,充液率介于55%～75%时,热管蒸发段和冷凝段温差较大;随着倾角的增加,热管蒸发段和冷凝段温差也逐渐增大,显热效率也随之较高。因此,采用环路热管式空调机组可降低能耗,提高人体的热舒适性,可用于热带及亚热带地区,最大限度回收热量。     

组合式热管换热器在热泵系统中的试验研究

采用组合式热管换热器作为生活浊水余热热泵热水器的热管蒸发器,并在试验台上进行了不同污水进口温度和不同污水流量的可视化试验,通过分析试验结果,发现组合式热管上升管和下降管的温差很大的现象,这与热管特性相矛盾。采用理论分析和实验相结合的方法,研究了热管中产生温差的原因。它主要是由于下降管压力损失较大,使热管工质在热管蒸发器中的滞留引起。     

甲醇脉动热管相变蓄热器蓄热实验分析

为了优化脉动热管传热性能,提出了一种脉动热管强化相变材料蓄热的新思路,设计并搭建了一套脉动热管式相变蓄热装置试验平台.以甲醇为工质,八水氢氧化钡为相变材料,分析不同工况下相变材料在蓄热装置中温度随时间的变化.结果 表明,相变材料在蓄热器中的温度和流量越大,装置相变蓄热效果更为显著,但温度与流量不宜过大,否则会影响强化传...     

Characteristics of a gravity-assisted heat pipe-based heat exchanger

An experimental study of the performance of an air-to-air thermosyphon-based heat exchanger utilizing R-22 as the working fluid has been carried out to investigate its behavior under different operating conditions. A test installation has been developed to model a variety of HVAC real life applications. The results reported in this article describe the influence of various parameters such as: supply and exhaust air stream mass flow rates, stream temperatures and exhaust stream moisture content on the effectiveness of the heat exchangers. Heat exchanger heat flow hysteresis has been recognized. Some optimization criteria are presented.     

Performance of shell-and-dimpled-tube heat exchangers for waste heat recovery

This paper presents an experimental study of waste heat recovery shell-and-tube heat exchangers. The exchanger heat duty, overall heat transfer coefficient, effectiveness and tubeside friction factor are investigated as functions of the tube surface geometry (plain or dimpled), the flow type (counter or parallel), the tube Reynolds number and the shellside heat capacity rate. Water and the exhaust gases of a Diesel engine are passed inside the tube and the shell, respectively.The heat transfer characteristics increase with an increase in tube Reynolds number and the shellside heat capacity rate, for all the flow types and the surface geometries examined. The counter-flow, shell-and-dimpled-tube heat exchanger, compared with that exchanger having a plain tube, increases the heat duty and the overall heat transfer coefficient by 80%, and the heat exchanger -effectiveness increases by 35%. For the parallel-flow, shell-and-dimpled-tube heat exchanger, the heat duty, the overall heat transfer coefficient and the effectiveness increase by 30, 55, and 25%, respectively. At the same time the dimpled tube increases the tubeside friction factor by 600% over that of the plain tube. The rate of waste heat recovered from the exhaust gases of the Diesel engine by the counter-flow, shell-and-dimpled-tube heat exchanger is equal to 10% of the maximum brake power of the engine running at 1500 rpm, and the tube Reynolds number equal to 8875.     

径向热管传热的数值计算及结果分析

采用计算流体力学软件首先对无吸液芯径向热管管壁的温度进行数值计算,其次模拟无吸液芯径向热管中蒸汽的层流对流换热的情况,得出其温度场分布和速度场分布,并对结果进行分析。     

Experimental study on the heat transfer characteristics of a new type flat micro heat pipe heat exchanger with latent heat thermal energy storage

An experimental energy storage system has been designed using a new type flat micro heat pipe heat exchanger that incorporates a moderate-temperature phase change material paraffin with a melting point of 58°C. The basic structure, working principles, and design concept are discussed. The heat transfer process during the charging and discharging of the heat exchanger under various operating conditions has been experimentally investigated. Results show that the performance of the new type flat micro heat pipe was steady and efficient during charging and discharging. The average thermal storage power and absorption efficiency have been determined to be approximately 537 W and 92.5%, respectively.     

基于显热回收的分离式热管传热特性的实验研究

针对新风空调机组,采用倾角为15°的分离式热管用于显热回收.研究充液率,迎面风速及空气进口温度对显热效率的影响,分析了其影响规律.研究表明,采用热管空调机组设计风速范围内,充液率介于66％～75％时,其换热效率最高.迎面风速较低时,空气进口温度介于34℃～36℃,其显热效率较高.因此,采用分离式热管机组适合用于高热地区...     

Flow boiling heat transfer of water in microchannel heat sink

The flow boiling heat transfer of water in a microchannel heat sink with variable initial vapor quality at the inlet is investigated. The stainless steel microchannel heat sink contains ten 640 × 2050 μm channels with a length of 120 mm; the wall roughness is 10 μm. The data on the local heat-transfer coefficient distribution in heat sink length are obtained in the range of mass fluxes from 30 to 90 kg/m²s, heat fluxes from 40 to 170 kW/m², and vapor qualities from 0 to 1. The heat transfer instability associated with dry spots resulting from insufficient wetting of channel walls introduces substantial contribution to the heat transfer mechanism and leads to decreasing heat transfer in heat sink length downward the flow. The developed method for calculating the flow boiling heat transfer of water in a microchannel heat sink allows more accurate prediction of heat transfer drop than available methods.     

网翅片换热器换热性能的实验研究

换热器空气侧换热效率低是换热器领域的难点,管翅换热器是目前应用广泛、性能较优的换热器。为了寻求更好的换热器制作材料,以铜网片替代管翅换热器的板翅片,研制三种与市售管翅换热器同等尺寸(40×80×180 mm)的网翅片换热器进行换热性能实验对比,实验结果表明：研制的网翅片换热器相比于管翅换热器,在自然对流下热阻能降低35%;在强制对流下热阻能降低75%,网翅片换热器的温升是管翅换热器的20%。