泵驱动环路热管1012魏钏铖

1、泵驱动环路热管2013 - 10 - 12报告人：报告人： 魏川铖魏川铖指导老师：许树学指导老师：许树学燃料电池汽车技术及产业化路径研燃料电池汽车技术及产业化路径研究究应用背景应用背景一一背景意义背景意义1环路热管环路热管2泵驱动环路热管系统介绍泵驱动环路热管系统介绍二二应用及前景应用及前景三三泵驱动环路热管设计泵驱动环路热管设计1机组运行特性分析机组运行特性分析2特色与创新特色与创新3工程应用工程应用1前景及展望前景及展望2主主要要内内容容存在问题存在问题3燃料电池汽车技术及产业化路径研燃料电池汽车技术及产业化路径研究究一、应用背景一、应用背景背景意义背景意义环环境境恶恶化化能能源源紧紧缺缺

2、工业节能工业节能“十二五十二五”规划规划要求要求2015年，数据中心年，数据中心PUE下降下降8%，示范，示范工程工程PUE1.5。IT设备设备46%，空调能耗，空调能耗31%，不，不间断电源间断电源8%，照明，照明4%，其他，其他11%。降低。降低PUE，自然冷却。，自然冷却。燃料电池汽车技术及产业化路径研燃料电池汽车技术及产业化路径研究究一、应用背景一、应用背景数据中心冷却方式数据中心冷却方式直接新风自然冷却直接新风自然冷却间接新风自然冷却间接新风自然冷却转轮换热器转轮换热器冷却塔供冷冷却塔供冷整体式热管换热器整体式热管换热器环路热管换热机组环路热管换热机组乙二醇溶液换热器乙二醇溶液换热器

3、燃料电池汽车技术及产业化路径研燃料电池汽车技术及产业化路径研究究一、应用背景一、应用背景环路热管环路热管航空航天航空航天通讯基站自然冷却通讯基站自然冷却太阳能利用太阳能利用 环路热管换热机组环路热管换热机组高热流密度散热，如高热流密度散热，如LED灯散热，灯散热，CPU散热散热环路热管具有的优良的传热性能，毛细力环路热管无需泵驱动，系统结环路热管具有的优良的传热性能，毛细力环路热管无需泵驱动，系统结构简单，耗功低，目前应用于：构简单，耗功低，目前应用于：随着换热量增大，毛细力环路热管无法提供足够动力，出现了重力驱动随着换热量增大，毛细力环路热管无法提供足够动力，出现了重力驱动和泵驱动环路热管。

4、和泵驱动环路热管。燃料电池汽车技术及产业化路径研燃料电池汽车技术及产业化路径研究究 泵驱动回路热管换热机组泵驱动回路热管换热机组储液罐冷凝器氟泵蒸发器P TP TP TP TP TPTP TPTP TPTP TPTP TP TPT流泵驱动环路热管设计泵驱动环路热管设计二、泵驱动回路热管系统介绍二、泵驱动回路热管系统介绍燃料电池汽车技术及产业化路径研燃料电池汽车技术及产业化路径研究究一、系统简介一、系统简介冷凝器蒸发器氟泵123546123456等温线等熵线hP工质循环工质循环图图工质循环工质循环压焓图压焓图机组运行特性分析机组运行特性分析工质循环特性工质循环特性燃料电池汽车技术及产业化路径研燃

5、料电池汽车技术及产业化路径研究究机组运行特性分析机组运行特性分析当蒸发器与冷凝器垂直高度越大，泵进当蒸发器与冷凝器垂直高度越大，泵进口的压力越大，蒸发器进口过冷度越大；口的压力越大，蒸发器进口过冷度越大；系统阻力与蒸发器进口的过冷度成正比，系统阻力与蒸发器进口的过冷度成正比，1-2段的阻力与其成反比。段的阻力与其成反比。121662- PPPP二、泵驱动回路热管系统介绍二、泵驱动回路热管系统介绍工质循环特性工质循环特性1234等温线等熵线hP2556氟泵相变冷却系统的缺点：氟泵相变冷却系统的缺点：1室内室内外机组高度差受限制；外机组高度差受限制；2 系统阻力系统阻力不能过大。不能过大。燃料电池

6、汽车技术及产业化路径研燃料电池汽车技术及产业化路径研究究机组运行特性分析机组运行特性分析蒸发器进出口温差及显热所蒸发器进出口温差及显热所占比例随系统阻力的变化占比例随系统阻力的变化系统阻力增大，蒸发器过冷度增加，显热系统阻力增大，蒸发器过冷度增加，显热换热比例增大换热比例增大。1）随着系统工质质量流量的降低，管道内）随着系统工质质量流量的降低，管道内工质侧的传热系数先降低后逐渐增大；工质侧的传热系数先降低后逐渐增大；2）随着流量的降低泵的功率迅速下降，）随着流量的降低泵的功率迅速下降，二、泵驱动回路热管系统介绍二、泵驱动回路热管系统介绍工质循环特性工质循环特性燃料电池汽车技术及产业化路径研燃料

7、电池汽车技术及产业化路径研究究机组运行特性分析机组运行特性分析质量流量的减小，蒸发器换热量质量流量的减小，蒸发器换热量几乎没有几乎没有显著显著变化变化。质量流量与换热量关系质量流量与换热量关系二、泵驱动回路热管系统介绍二、泵驱动回路热管系统介绍流量特性流量特性燃料电池汽车技术及产业化路径研燃料电池汽车技术及产业化路径研究究机组运行特性分析机组运行特性分析质量流量的减小，蒸发器换热量几质量流量的减小，蒸发器换热量几乎没有乎没有显著显著变化变化，COP上升。上升。质量流量与质量流量与COP关系关系二、泵驱动回路热管系统介绍二、泵驱动回路热管系统介绍流量特性流量特性燃料电池汽车技术及产业化路径研燃料

8、电池汽车技术及产业化路径研究究机组运行特性分析机组运行特性分析室内外温差与换热量关系室内外温差与换热量关系室内外温差室内外温差与与换热量换热量关系关系二、泵驱动回路热管系统介绍二、泵驱动回路热管系统介绍在一定温差范围内在一定温差范围内室内外温差与换热量成线性关系室内外温差与换热量成线性关系燃料电池汽车技术及产业化路径研燃料电池汽车技术及产业化路径研究究项目项目室内侧室内侧室外侧室外侧泵频率泵频率（HzHz）换热换热量量（kWkW）COPCOP（W/WW/W）室内干球温度室内干球温度（）室内相对湿室内相对湿度（度（% %）室外干球温室外干球温度（度（）工况一工况一25 25 45 45 15 1

9、5 15 15 13.11 13.11 5.88 5.88 工况二工况二25 25 45 45 10 10 15 15 18.79 18.79 8.43 8.43 工况三工况三25 25 45 45 7 7 15 15 23.45 23.45 10.41 10.41 当室内外温差为当室内外温差为10时，机组能效比时，机组能效比COP为为5.88；当室内外温差为当室内外温差为18时，机组时，机组COP可达可达10.41机组运行特性分析机组运行特性分析二、泵驱动回路热管系统介绍二、泵驱动回路热管系统介绍不同实验工况下机组的换热量和能效比不同实验工况下机组的换热量和能效比燃料电池汽车技术及产业化路径

10、研燃料电池汽车技术及产业化路径研究究特色及创新特色及创新节能节能无污染无污染二、泵驱动回路热管系统介绍二、泵驱动回路热管系统介绍氟泵采用变频器控制，可以根据室内外温度调节氟泵采用变频器控制，可以根据室内外温度调节成本低成本低燃料电池汽车技术及产业化路径研燃料电池汽车技术及产业化路径研究究工程应用工程应用三、应用及前景三、应用及前景北京市政府机房改造北京市政府机房改造第一组室内风机第二组室内风机主机柜控制屏电表第一组室外风机第二组室外风机燃料电池汽车技术及产业化路径研燃料电池汽车技术及产业化路径研究究工程应用工程应用三、应用及前景三、应用及前景北京市政府机房改造北京市政府机房改造燃料电池汽车技术及产业化路径研燃料电池汽车技术及产业化路径研究究前景及展望前景及展望三、应用及前景三、应用及前景未来数据中心的散热向着节能的方向发展未来数据中心的散热向着节能的方向发展泵驱动的环路热管换热机组采用相变冷却，换热效率高泵驱动的环路热管换热机组采用相变冷却，换热效率高泵功小，冷却系统的泵功小，冷却系统的COP得到提升得到提