新型散热器散热量调节装置的实验的研究.pdfVIP

新型散热器散热量调节装置的实验研究 哈尔滨工业大学市政环境工程学院 董重成 吴斋烨 摘要：本文针对热用户个体调节提出一种基于改变散热器外部散热条件进而调节散热器散热 量的装置。笔者对其在 M132 型、钢制柱式、铝制柱翼型、铸铁柱翼型散热器上使用时的调 节性能进行了实验研究，确定了该装置的实用性，得到了各个散热器加装散热量调节罩之后 的散热量计算公式以及在一定的平均温差下散热量随叶片角度的变化曲线。 关键词：散热量调节装置 调节性能 实验研究 前言 供暖工况时刻在发生着变化，提高系统的可调节性可以有效地降低建筑采暖能耗，调节 的方式包括在热源处的集中调节和对热用户散热器调节。对热用户散热器的调节可以通过控 制散热器内热水温度和流速或散热器外表面空气的流速与温度的方法。控制“散热器外表面 空气的流速”这种方法对水系统的工况影响较小，但是具体的调节设备种类还不是很多。本 文基于第二种调节方法提出一种调节装置。 1 装置介绍 本文所提出的这种散热器热量调节装置(专利申请号200910072024.7)成本低廉，可以在 不影响用户使用的情况下方便的安装在现有的散热器上，具体结构如图1 所示，图中所示装 置的样品安装在M132 型散热器上，该装置是使用导热性较差的材料制作一个罩，罩的顶部 镂空，根据各种散热器的尺寸不同装有数个叶片，叶片可以联动，通过调节叶片的角度改变 镂空部分的空气流通面积，从而 影响空气的对流速度，起到调节 散热器散热量的作用。罩体与叶 片均采用可调式设计，在长度方 向可以调整，以适应不同组数或 型号的散热器。图中所示a、b 、 c 面与散热器紧密接触，当叶片 闭合时在罩内可形成一个较为 封闭的空间，这样调节叶片角度 可以有效的影响散热器被罩覆 盖部分的对流散热，同时由于罩 体材料的导热系数较小，在使用 过程中表面温度比散热器低很 图1 散热器调节装置示意图 多，辐射散热应当会有效减少。 1-装置本体；2-调节手轮；3-百叶；4-百叶联动杆 未被罩覆盖的散热器部分的散热情况与加装罩之前相比外部散热条件没有发生显著变化，散 热量变化量不会大，综合考虑可以预计该散热器热量调节装置会具有一定得调节性能。 2 散热量调节装置是否具有实用价值的界定 散热器调节装置是否具有实用价值体现在散热量调节率η ， Q −Q η = max min % (1) Q max 式中 η —散热量调节率； Qmax —散热器加装上调节装置之后的最大散热量，W ； Qmin —散热器加装上调节装置之后的最小散热量，W 。 以哈尔滨为例，哈尔滨的冬季采暖室外计算温度t 为-26℃，室内计算温度t 为 18℃， w n 对于某采暖房间。在不影响讨论结果的情况下进行适当的简化，假设该房间的围护结构综合 导热系数均为K ，总面积为F ，散热器散热量为Q ，在稳态条件下有， Q KF (tw - tn ) (2) 式中 Q —散热器散热量，W K 2 —维护结构的导热系数，W / （m g ℃） F —房间的总围护结构面积，m2 散热量调节装置如果可以使室内温度调节范围达到6℃，则具有实用价值，考虑到当室 内温度达到16℃时人体会有冷感，设定室内温度调节范围为16℃-22℃。在稳态条件下，设 室内温度 18℃时散热器的散热量为Q0 ，代人式(1)可得室内