智能隔离式空气换热器的性能

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1、智能隔离式空气换热器的性能与节能分析来源：互联网　时间：2009-4-2217:22:26摘要：通信机房内设备散热量大且集中，用于维持机房内温度的空调系统的电费支出在机房电费支出中占有很大比例。通信机房空调节能替代品——智能隔离式空气换热器就是在这样的背景下产生的。本文对该设备的热工性能、阻力特性等进行了实验研究，并采用逐时分析法对通信基站采用隔离式空气换热器间歇代替空调运行的地区适用性及节电效果进行了分析研究，结合工程实例对其节能效益进行了分析。初步结果表明该装置的使用，不仅有显著的节能、节电效果，可以大幅度

2、降低电信行业的运行管理成本，还有助于环境保护，促进通信行业的可持续发展，增强企业市场竞争力等。总之，此类设备的推广应用将有非常重要的经济效益和社会效益。关键字：通信机房 空气换热器 热工性能 节能效益1 引言  　　通信机房是通信系统的重要组成部分，其内部温湿度和洁净度等环境参数不仅直接影响着通信设备的可靠运行和使用寿命，更关系到通信的顺畅与安全[1]。机房的空调降温、空气净化及其运行管理始终是通信维护部门的工作重点之一。通信机房现行利用的空调设备具有以下特点[2]：设备散热量大、散热量集中。同时，由于机房内没

3、有特定的湿源，湿量主要来自于工作人员以及渗入机房的室外空气，因此湿量很小；空调送风焓差小，风量大；机房内部设备属于全年不间断高负荷运行，即使在冬季，也可能存在需要供冷的情况。因此空调机在全年的大部分时间均须运行，某些情况下须全年运行，运行周期较长，空调耗能大。　　因此在目前能源状况较为紧张的形势下，能源的有效利用和节能成为通信机房设计中必须考虑的问题之一。适应于以上背景研制开发了通信机房空调节能的替代品——空气换热器。目前有下列两种方式：　　⑴ 自然通风新风系统　　当室外空气温度较低时，直接将室外低温空气送至室

4、内，为室内降温；当室外温度高，不足以带走室内热量时，则开启空调。　　缺点：自然通风新风系统直接引入室外的空气，机房环境将受外界的影响。因此如何保证机房的温度、湿度、洁净度等满足通信设备的要求是一个需要探讨的问题。　　⑵ 热交换新风系统　　采用隔绝换热方式。只将室外新风作为冷源带走热量，室外空气并不直接进入室内；室内空气通过换热冷却后再被送回室内。　　鉴于自然通风新风系统的缺点，本文主要研究了热交换式新风系统的空气换热器（以下简称空气换热器或换热器）。2 空气换热器的工作原理　　空气换热器的本体由换热芯体、室内侧

5、风机、室外侧风机三个主要部分构成，还包括金属保护外壳以及送风管道等附件。换热器内部由100块平薄铝板压制而成，单块铝板面积为495×495（ ），总换热面积为495×495×98（ ）。换热器外部包有金属外壳。接口和接缝处用密封胶密封。换热器两侧空气进口段分别设置静压箱。图 1 空气换热器工作示意图　　工作原理[3]：利用室内外温差使室内外两侧气体进行热量交换，从而降低室内温度。工作示意图见图1，从室外侧的角度看，室外空气在室外侧风机的作用下从室外侧送风口进入装置本体，然后通过换热芯体进行换热，从室外侧排风口又

6、被排出至室外；从室内侧的角度看，室内空气在室内侧风机的作用下由室内侧送风管进入装置本体，然后通过换热芯体进行换热，再由室内侧回风管重新回到机房内。3 实验测试内容及方法3.1 实验测试内容　　本实验对换热器的以下几个方面的性能进行了实验研究：该空气换热器的换热效率，传热系数；换热量随风量和传热换热温差的变化规律以及换热器阻力随风量的变化规律。3.2 实验方法 　　实验温度测点布置图2。实验温度测点共10个，其中 、 、 、 、 用于测量室内温度值， 用于测量室外温度值， 、 用于测量换热器室内侧进出口空气温度，

7、 、 用于测量换热器室外侧进出口空气温度。　　压力测量的工具是毕托管和斜管微压差计。压力测点4个[4]，布置见图3 ， 、 用于测量换热器室外空气侧全压值，静压值和动压值，并且可以测量换热器室外空气侧的阻力。 、 用于测量换热器室内空气侧全压值，静压值和动压值，并且可以测量换热器室内空气侧的阻力。图3 实验压力测点布置图3.3 实验结果分析[5][6]3.3.1 热交换效率　　热交换效率是衡量换热器热交换完善程度的重要指标，也是换热器设计优化的重要依据。图4中所示的a)给出了换热效率随风量的变化关系，从图中可以

8、看出随着风速的增加，换热效率逐渐降低。这主要是因为，随着风速的增加，空气在热换热器中停留时间相对缩短，造成冷、热空气在热交换器中还没有进行充分的能量交换即被排出，从而引起了换热效率的下降。实测结果表明，换热器热交换效率在额定风量条件下为0.58～0.62，达到了目前国内空气换热器性能的先进水平，通过对换热器结构的进一步优化，其热交换效率可进一步得到提高。3.3.2 换热量随风量的变化