高功率储能相变冷却系统实验研究

发布时间：2021-12-16 07:25

　　本文针对间歇工作的高功率电子设备对冷却系统的特殊需求,研制了一种以蒸气压缩制冷循环为基础的复叠式储能相变冷却系统,理论分析了系统的工作原理和工质选择原则,模拟计算了储能器的运行特性,通过实验测量了系统启动和稳定运行时的冷却能力和运行性能。结果表明:机械泵启动时,系统压力先降低后升高,幅值为30 kPa,热源启动时,系统压力先升高后降低并维持稳定,系统的主要压降发生在冷却器中;储液器在热源启动时,能有效储存系统多余的工质,并间接控制冷却器内的相变温度和压力;储能器在系统运行过程中,满足系统换热需求并维持机械泵入口5℃的过冷度,设计合理;系统的冷却能力随运行时间逐渐降低,当平均热负荷超过10 kW时,系统能稳定运行5 min,满足课题的设计要求。 

【文章来源】：制冷学报. 2020,41(01)北大核心CSCD

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

NH3和H2O物性对比

储能器共有7排盘管叠加而成，其中，4排盘管负责制冷，3排盘管负责释冷，两者交叉排列。一级冷却系统和释冷盘管连接，二级冷却系统和制冷盘管连接。释冷盘管底部两组管路用作储液器过冷换热器的制冷循环。盘管外为整体钎焊波纹翅片，能有效增加释冷过程中管外壁的接触面积。翅片厚度为0.15 mm，翅片间距为3.2～3.4 mm。盘管外径为8 mm，汇总管外径为16 mm，盘管之间的轴心间距为25 mm，翅片外边缘和储能器外壳箱体内壁留有10 mm的空隙;储能器外壳有不锈钢板材制作，整体装水体积约30 L，最大储能量为9 000 kJ。2 系统测量与数据分析

式中:cp为水的定压比热容，取4.2 kJ/(kg·℃);m为热水桶内水的质量，kg;ΔT为系统运行时间内，水桶内水降温温差，℃;Δτ为系统运行时间，s。系统运行过程中，工质经过滤器过滤后进入机械泵，在机械泵里获得能量，压力升高，再经流量计测量流量后进入蒸发冷却器。液态工质在冷却器内吸收热源的热量，部分液态NH3变成气态，循环工质由液态变成气液混合态，相变后的两相工质进入储能器，在储能器中被冷却后经过滤器流入机械泵，完成一个循环。

【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
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本文编号：3537735