一種新型鋁合金散熱器節(jié)能測(cè)試

車文昊 白 莉 牛 萌 劉力銘

(1：吉林建筑大學(xué)市政與環(huán)境工程學(xué)院，長(zhǎng)春 130118； 2：吉林建筑大學(xué)土木工程學(xué)院，長(zhǎng)春 130118)

0 引言

電采暖相對(duì)于傳統(tǒng)的以煤炭或天然氣為主的鍋爐集中供熱，具有升溫快、可控性強(qiáng)、節(jié)能環(huán)保的特點(diǎn)[1].根據(jù)相關(guān)資料介紹，電采暖與傳統(tǒng)的采暖相比節(jié)能率達(dá)到40%～60%[2]，而且以電作為采暖方式，環(huán)保無(wú)污染，可減少霧霾的形成.近年來(lái)，供暖市場(chǎng)呈現(xiàn)多元化的發(fā)展趨勢(shì)，電采暖的市場(chǎng)占有率逐年提高.據(jù)業(yè)內(nèi)人士統(tǒng)計(jì)，在東北、西北、華北等地區(qū)，已有超過(guò)100萬(wàn)m2的公用建筑采用電采暖[3]，我國(guó)的電采暖的市場(chǎng)占有率為4%左右，北歐則達(dá)到60%，我國(guó)電采暖行業(yè)爭(zhēng)取在未來(lái)的5～8年內(nèi)占據(jù)國(guó)內(nèi)采暖市場(chǎng)份額的10%[3].本文主要采用對(duì)比實(shí)驗(yàn)方法，對(duì)一種便攜式新型鋁1合金采暖散熱器(專利號(hào)：Zl201120216304.3)的傳熱性能及節(jié)能性能進(jìn)行了分析.

1 電采暖散熱器介紹

1.1 電采暖散熱器類型

電采暖散熱器可分為直接作用式與蓄熱式兩種，而直接作用式電采暖散熱器可有以下分類[4]：

(1) 按類型分類

① 板式加熱器(可充油);② 對(duì)流式加熱器;③ 風(fēng)扇式加熱器;④ 輻射式加熱器;⑤ 可見(jiàn)灼熱的輻射式加熱器.

(2) 按調(diào)節(jié)裝置分類

① 無(wú)調(diào)節(jié)的加熱器;② 可調(diào)節(jié)輸入功率的加熱器;③ 可調(diào)節(jié)氣流的加熱器(僅為風(fēng)扇加熱器);④ 帶環(huán)境溫度控制器的加熱器;⑤ 帶程序裝置的加熱器;⑥ 帶降溫裝置的加熱器.

圖1 成品鋁合金散熱器

1.2 電采暖散熱器結(jié)構(gòu)及優(yōu)化依據(jù)

本實(shí)驗(yàn)研究的鋁合金散熱器如圖1所示.散熱器為新型鋁制翅片管電采暖散熱器，總長(zhǎng)78cm，散熱部分長(zhǎng)68cm,高33cm,散熱器為圓柱形，內(nèi)部光管直徑1cm，光管外部套有鋁制環(huán)肋，肋高2.1cm，套內(nèi)部填充自制導(dǎo)熱油，外殼為半徑6cm的鐵質(zhì)網(wǎng)罩，散熱器裝有溫控裝置，溫控范圍30℃～40℃，額定功率為800W.

該鋁合金散熱器中心圓管為加熱管，同時(shí)，為了強(qiáng)化圓筒壁的傳熱，在圓筒壁周圍套有高為2.1cm的環(huán)肋，環(huán)肋不僅增加了有效傳熱面積，而且減少了金屬的消耗量，提高了金屬熱強(qiáng)度[5].

由傳熱學(xué)公式以肋側(cè)表面積A0為基準(zhǔn)的熱阻為:

以光側(cè)表面積Ai為基準(zhǔn)的熱阻為:

綜上所述，這是由于其結(jié)構(gòu)獨(dú)特，使該散熱器的傳熱性能遠(yuǎn)大于其他類型的散熱器.

2 實(shí)驗(yàn)測(cè)試及結(jié)果分析

2.1 實(shí)驗(yàn)測(cè)試

實(shí)驗(yàn)采用對(duì)比的方法進(jìn)行，以優(yōu)化后帶有翅片的散熱器(試件1)與未經(jīng)優(yōu)化的散熱器(試件2)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)對(duì)比，測(cè)試時(shí)間為早9∶35至晚18∶00，測(cè)試環(huán)境及測(cè)試儀器如表1所示，實(shí)驗(yàn)儀器均達(dá)到GB/T 15470-2002《家用直接作用式房間加熱器性能測(cè)試方法》中的測(cè)試儀器精度要求.

表1 測(cè)試環(huán)境及測(cè)試儀器

2.2 試件1和試件2測(cè)試結(jié)果分析

由圖2可知，當(dāng)試件1和試件2在相同的環(huán)境溫度下啟動(dòng)時(shí)，最終達(dá)到75℃時(shí)，試件1的耗電量為0.507kW·h而試件2所用耗電量為2.16kW·h，試件2所用耗電量是試件1耗電量的4.3倍，試件1節(jié)能效果顯著.

圖2 試件1和試件2達(dá)到相同溫度耗電量

圖3 試件1和試件2達(dá)到相同溫度所用時(shí)間

由圖3可知，試件達(dá)到相同溫度時(shí)，試件1所用時(shí)間為40min，試件2為360min，試件2所用時(shí)間為試件1時(shí)間9倍.由此可知，試件1傳熱性能遠(yuǎn)強(qiáng)于試件2.

3 結(jié)論

由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算可得，該散熱器平均功率即有效功率為767W,為額定輸入功率的96%，符合標(biāo)準(zhǔn)要求，并且經(jīng)過(guò)優(yōu)化后的散熱器其傳熱性能遠(yuǎn)強(qiáng)于未經(jīng)優(yōu)化的散熱器，節(jié)能效果是未經(jīng)優(yōu)化的4.3倍.

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 崔明賢,楊秀華.鋁合金電暖器傳熱性能的研究[J].北京市計(jì)劃勞動(dòng)管理干部學(xué)院學(xué)報(bào),2003,11(1):43-45.

[2] 胡必俊,童中平,吳國(guó)忠.電供暖的春天已經(jīng)到來(lái)[N].中國(guó)建材報(bào),2014-4-9.

[3] 敖 娟.電采暖將駛?cè)氚l(fā)展快車道[N].中國(guó)建材報(bào),2014-6-4.

[4] 徐艷容，楊志康，張惠如.家用直接作用式房間加熱器性能測(cè)試方法(GB/T 15470-2002)[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2002.

[5] 王坤迪,史文學(xué),陶 冶,金 龍,張雙喜,張海健.一種新型鋁合金電散熱器的結(jié)構(gòu)優(yōu)化[J].建筑節(jié)能,2013(5):35-38.

[6] 章熙民.傳熱學(xué)[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2001:461-462.