一种新型铝合金散热器节能测试

车文昊 白 莉 牛 萌 刘力铭

(1：吉林建筑大学市政与环境工程学院，长春 130118； 2：吉林建筑大学土木工程学院，长春 130118)

0 引言

电采暖相对于传统的以煤炭或天然气为主的锅炉集中供热，具有升温快、可控性强、节能环保的特点[1].根据相关资料介绍，电采暖与传统的采暖相比节能率达到40%～60%[2]，而且以电作为采暖方式，环保无污染，可减少雾霾的形成.近年来，供暖市场呈现多元化的发展趋势，电采暖的市场占有率逐年提高.据业内人士统计，在东北、西北、华北等地区，已有超过100万m2的公用建筑采用电采暖[3]，我国的电采暖的市场占有率为4%左右，北欧则达到60%，我国电采暖行业争取在未来的5～8年内占据国内采暖市场份额的10%[3].本文主要采用对比实验方法，对一种便携式新型铝1合金采暖散热器(专利号：Zl201120216304.3)的传热性能及节能性能进行了分析.

1 电采暖散热器介绍

1.1 电采暖散热器类型

电采暖散热器可分为直接作用式与蓄热式两种，而直接作用式电采暖散热器可有以下分类[4]：

(1) 按类型分类

① 板式加热器(可充油);② 对流式加热器;③ 风扇式加热器;④ 辐射式加热器;⑤ 可见灼热的辐射式加热器.

(2) 按调节装置分类

① 无调节的加热器;② 可调节输入功率的加热器;③ 可调节气流的加热器(仅为风扇加热器);④ 带环境温度控制器的加热器;⑤ 带程序装置的加热器;⑥ 带降温装置的加热器.

图1 成品铝合金散热器

1.2 电采暖散热器结构及优化依据

本实验研究的铝合金散热器如图1所示.散热器为新型铝制翅片管电采暖散热器，总长78cm，散热部分长68cm,高33cm,散热器为圆柱形，内部光管直径1cm，光管外部套有铝制环肋，肋高2.1cm，套内部填充自制导热油，外壳为半径6cm的铁质网罩，散热器装有温控装置，温控范围30℃～40℃，额定功率为800W.

该铝合金散热器中心圆管为加热管，同时，为了强化圆筒壁的传热，在圆筒壁周围套有高为2.1cm的环肋，环肋不仅增加了有效传热面积，而且减少了金属的消耗量，提高了金属热强度[5].

由传热学公式以肋侧表面积A0为基准的热阻为:

以光侧表面积Ai为基准的热阻为:

综上所述，这是由于其结构独特，使该散热器的传热性能远大于其他类型的散热器.

2 实验测试及结果分析

2.1 实验测试

实验采用对比的方法进行，以优化后带有翅片的散热器(试件1)与未经优化的散热器(试件2)进行实验对比，测试时间为早9∶35至晚18∶00，测试环境及测试仪器如表1所示，实验仪器均达到GB/T 15470-2002《家用直接作用式房间加热器性能测试方法》中的测试仪器精度要求.

表1 测试环境及测试仪器

2.2 试件1和试件2测试结果分析

由图2可知，当试件1和试件2在相同的环境温度下启动时，最终达到75℃时，试件1的耗电量为0.507kW·h而试件2所用耗电量为2.16kW·h，试件2所用耗电量是试件1耗电量的4.3倍，试件1节能效果显著.

图2 试件1和试件2达到相同温度耗电量

图3 试件1和试件2达到相同温度所用时间

由图3可知，试件达到相同温度时，试件1所用时间为40min，试件2为360min，试件2所用时间为试件1时间9倍.由此可知，试件1传热性能远强于试件2.

3 结论

由实验数据计算可得，该散热器平均功率即有效功率为767W,为额定输入功率的96%，符合标准要求，并且经过优化后的散热器其传热性能远强于未经优化的散热器，节能效果是未经优化的4.3倍.

参 考 文 献

[1] 崔明贤,杨秀华.铝合金电暖器传热性能的研究[J].北京市计划劳动管理干部学院学报,2003,11(1):43-45.

[2] 胡必俊,童中平,吴国忠.电供暖的春天已经到来[N].中国建材报,2014-4-9.

[3] 敖 娟.电采暖将驶入发展快车道[N].中国建材报,2014-6-4.

[4] 徐艳容，杨志康，张惠如.家用直接作用式房间加热器性能测试方法(GB/T 15470-2002)[S].北京：中国标准出版社，2002.

[5] 王坤迪,史文学,陶 冶,金 龙,张双喜,张海健.一种新型铝合金电散热器的结构优化[J].建筑节能,2013(5):35-38.

[6] 章熙民.传热学[M].北京:中国建筑工业出版社,2001:461-462.