028_新型散热器散热量调节装置的实验研究

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1、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

2、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装置介绍图1散热器调节装置示意图1-装置本体；2-调节手轮；3-百叶；4-百叶联动杆本文所提出的这种散热器热量调节装置(专利申请号4.7)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

3、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多，辐射散热应当会有效减少。未被罩覆盖的散热器

4、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，%(1)式中—散热量调节率；—散热器加装上调节装置之后的最大散热量，；—散热器加装上调节装置之后的最小散热量，。以哈尔滨为例，哈尔滨的冬季采暖室外计算温度为-26℃，室内计算温度为18℃，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

5、散热量为，在稳态条件下有，(2)式中—散热器散热量，W—维护结构的导热系数，—房间的总围护结构面积，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，代人式(1)可得室内温度为16℃-22℃时对应的范围为，根据式(1)可得散热量调节率至少应达到14%。当室外温度升高时，对于同样的室内温度，调节率会发生变化，如当室外温度为-10℃时，调节率为17%。3散热量调节装置的热工测试3.1

6、实验平台为了确定本文提出的散热量调节装置的调节性能，笔者利用哈尔滨工业大学市政环境工程学院的低温热水散热器热工性能实验台进行了实验。该实验台的测量、控制精度均符合《采暖散热器散热量测定方法》中的要求。3.2实验方法为了研究本文提出的散热量调节罩的适用性，分别对M132、钢制柱式、铝制柱翼式、铸铁柱翼式等型号的散热器进行实验，实验步骤如下：(1)不安装散热量调节罩，供回水温度调整为95/70℃，此时的流量作为标准流量。(2)系统稳定后安装散热量调节罩，将叶片角度依次调整为0°、30°、60°、90°，对于叶片的每个角度状态待

7、系统稳定后按照《采暖散热器散热量测定方法》的规定测定室内温度、供回水温度和流量。(3)保持标准流量，将供水温度调整为75℃，系统稳定后测定室内温度、供回水温度和流量，然后重复步骤(2)。(4)保持标准流量，将供水温度调整为65℃，系统稳定后测定室内温度、供回水温度和流量，然后重复步骤(2)。3.3实验结果由于测试数据量很大，限于篇幅，仅列出M132的具体测试数据如表1所示，其他组散热只给出结论。M132散热器测试数据表1叶片角度平均温差△T(℃)流量(Kg/h)散热量(W)叶片角度平均温差△T(℃)流量(Kg/h)散热量(

8、W)0°65.8742.53103130°65.0242.65111649.9542.4074349.2542.5481038.6341.9853238.1842.0758460°64.5242.43115190°64.342.34117449.0742.4683648.8342.6185037.774