复杂热管系统是一种利用气液相变潜热进行低能耗、高密度能量输运的技术,具有节能、高效、可控等特点。在克服传统分离式热管存在的冷凝器和蒸发器安放位置受限、蒸发器供液不足及分液不均、远距离复杂管路中驱动力不够和对变工况的适应性较差等问题上,复杂热管系统优势明显。首先介绍了能量输运技术在节能减排领域的研究和应用背景,接着综述了国内外关于单相流体回路、固液相变储能和气液相变输能技术的研究。作为两相流体回路之一的复杂热管系统,利用溶液循环泵将蒸发段(器)和冷凝段(器)连接起来,并且在热管工质大循环的基础上增设液体工质小循环。本课题组结合具体工程实践搭建了复杂热管系统用于空调冷量回收和能量远距离输运的实验台,并进行了相关实验研究。实验发现,复杂热管系统在技术上切实可行,并且初步表现出了巨大的优越性：在冷量回收中启用一组复杂热管系统,消耗15W的能量,可使制冷量增幅达到约36%,而压缩机耗功增量甚微；同时,制冷系统除湿量也增加了42%。在自身特性方面,复杂热管系统换热量随充液率的增加首先近似线性增加而后趋于平稳不变；在启动和运行方面,复杂热管系统对溶液循环泵在较低出力范围内反应敏感,而运行稳定以后,复杂热管系统的换热能力将不再随驱动装置输出功率的变化而变化。本文对复杂热管系统的可行性、节能性和高效性进行了计算和验证,为后续的深入研究提供支持。
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