01背景介紹

隨著互聯(lián)網(wǎng)的突飛猛進(jìn)和 數(shù)據(jù)中心規(guī)模的不斷擴(kuò)大，5G、大數(shù)據(jù)等新興技術(shù)走進(jìn)人們的日常生活。數(shù)據(jù)中心的規(guī)模和數(shù)量也在不斷增加，能源消耗急劇增加。因此，節(jié)能降耗已成為人們的關(guān)注焦點(diǎn)。然而， 空調(diào)制冷系統(tǒng)的能耗占整個數(shù)據(jù)中心能耗的40%以上。因此，新型 冷卻系統(tǒng)既要滿足數(shù)據(jù)中心散熱的要求，又要盡可能降低能耗。

環(huán)路熱管（LHP）采用重力分離式，具有高導(dǎo)熱率和高度可調(diào)結(jié)構(gòu)的協(xié)同優(yōu)勢。同時，LHP裝置根據(jù)蒸發(fā)器和冷凝器相對分離的特點(diǎn)，將密閉柜體與外界環(huán)境隔離，避免灰塵、濕氣等外部環(huán)境因素的干擾，保證內(nèi)部運(yùn)行的穩(wěn)定性。最重要的是，將環(huán)路熱管應(yīng)用于數(shù)據(jù)中心的 熱管理，可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)風(fēng)冷散熱抗干擾能力弱、空調(diào)制冷能耗高的缺點(diǎn)。此外，微通道平行流換熱器具有結(jié)構(gòu)緊湊、制冷劑充注量少、傳熱性能好的優(yōu)點(diǎn)，目前主要應(yīng)用于汽車空調(diào)、小型制冷設(shè)備等。因此，采用微通道并流換熱器作為LHP的蒸發(fā)段和冷凝段是一種新型高效的散熱方式，具有良好的散熱效果。在 充電站、數(shù)據(jù)中心等封閉機(jī)柜散熱領(lǐng)域具有較高的應(yīng)用前景。

02成果掠影

近期，東南大學(xué)能源與環(huán)境學(xué)院陳振乾教授團(tuán)隊提出了三維分布參數(shù)模型并結(jié)合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，研究了填充率、高度差、換熱器結(jié)構(gòu)和運(yùn)行參數(shù)對MCLHP系統(tǒng)傳熱性能的影響。研究團(tuán)隊特別提出了泵輔助MCLHP來提高傳熱能力。分布參數(shù)模型與響應(yīng)面法相結(jié)合的模擬表明，最大傳熱能力為1.402 kW，填充率為79.7%。雖然改變結(jié)構(gòu)參數(shù)會提高傳熱能力，但它將通過增加空間結(jié)構(gòu)和空氣阻力來補(bǔ)償。研究所提出的泵輔助MCLHP系統(tǒng)可以穩(wěn)定運(yùn)行，傳熱能力高達(dá)4kW，在充電樁和數(shù)據(jù)中心等高熱通量冷卻中具有潛在的應(yīng)用前景。相關(guān)研究成果以“Application of distributed parameter model in thermal management of microchannel loop heat pipe”為題發(fā)表于《Applied Thermal Engineering》。

03圖文導(dǎo)讀

圖1 (a) MCLHP系統(tǒng)；(b)微通道平行流換熱器的結(jié)構(gòu)和控制體積；(c)換熱器中的流體流體路徑和壓降

圖2 CV數(shù)量對MCLHP系統(tǒng)模擬傳熱容量和偏差的影響

圖3 (a)實(shí)驗(yàn)MCLHP系統(tǒng)；(b) MCLHP系統(tǒng)，部分黃色，測試泵輔助MCLHP系統(tǒng)的傳熱性能

圖4 結(jié)構(gòu)參數(shù)對傳熱能力的影響：(a)填充比和高度差；(b)填充比和平管高度；(c)填充比和散熱片間距；(d)高差和平管高度；(e)高度差和散熱片間距；(f)扁管高度和散熱片間距

來源:Applied Thermal Engineering

本文標(biāo)題：分布式參數(shù)模型在微通道環(huán)路熱管熱管理中的應(yīng)用

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