磁力泵驱动两相冷却复合制冷系统特性分析和实验研究

为降低数据中心制冷系统的能耗,搭建了一种磁力泵驱动的两相冷却复合制冷装置,并对其进行了实验研究。结果表明,室外温度15℃时,泵循环模式的EER随冷凝器迎面风速先增大后减小,当风速为1 m/s时EER获得最大值。在热负荷为7.3 k W条件下,实验获得了两种运行模式的最佳转换温度;最后以哈尔滨和石家庄地区为例,模拟计算出泵驱动模式的全年最佳运行时间比。     

数据中心热管背板空调系统试验研究

介绍数据中心热管背板空调系统的工作原理、试验装置以及数据处理方法,并对不同高差和环境温度对系统制冷量的影响进行试验研究。结果表明:随着环境温度的降低,系统制冷量增大;随着高差的减小,系统制冷量减小;当室外环境温度为8℃,10℃,12℃和14℃时,系统的制冷量和高差的关系符合二次函数关系;800 mm高差时,相比环境温度为5℃时的制冷量,环境温度为8℃,10℃,12℃和14℃对应的制冷量分别下降10.98%,17.89%,20.15%和25.56%。     

两种动力型分离式热管系统的试验研究

针对数据中心自然冷却需求,研究气体动力型分离式热管与液体动力型分离式热管,设计10kW复合空调样机,在标准焓差法试验室进行性能试验。结果表明:当室内外温差达到20℃时,即可利用气体动力型分离式热管替代蒸气压缩式制冷系统(相同制冷量),实现节能8%~10%;当室内外温差达到30℃时,液体动力型分离式热管系统制冷量可以达到设计指标,能效比EER为8.3,气体动力型分离式热管系统能效比EER为7.4;动力型分离式热管可以改善制冷剂在系统中的分布状态,液体动力型分离式热管可以提高蒸发温度,降低蒸发侧换热温差,气体动力型分离式热管可以提高冷凝温度和冷凝侧换热温差。     

数据中心专用内循环式露点蒸发冷却空调机组的研发与应用

为了降低干燥地区数据中心的运行能耗,研发一种内循环式露点蒸发冷却空调机组。通过建立室内外双工况试验平台,对样机性能进行测试,结果表明,内循环式露点蒸发冷却空调机组主要受室外空气湿球温度的影响,湿球温度越低其制冷量越大。根据该机组在兰州地区的应用分析发现:当室外空气湿球温度低于14℃时,可以采用内循环式露点蒸发冷却空调机组代替机械压缩制冷机组满足数据中心的降温需求;当室外空气湿球温度在14~18℃时,内循环式露点蒸发冷却空调机组基本能够满足数据中心降温需求,部分时间需要传统机械压缩制冷设备辅助制冷;当室外空气湿球温度高于18℃时,内循环式露点蒸发冷却空调机组的能效偏低,此时宜停用。综合分析表明,在干燥地区引入内循环式露点蒸发冷却空调机组,年节能率可达64%。     

极端气候条件下家用空调性能研究

本文通过实验与仿真手段研究极端气候条件下家用空调的性能。文中首先采用RefProp软件建立了家用空调的理想性能模型,利用焓差室对家用空调在极端气候条件下的性能进行测试,再通过实验数据来修正模型。在修正后的空调模型中,空调的制冷/制热量、COP和电功率的平均误差都小于10%。通过实验数据与仿真计算可知,在夏季工况下,室外温度的上升将严重降低空调的能效,当室外温度为50℃时,产生相同冷量所需要的电量将是室外温度30℃时的210%左右;在冬季工况下,室外温度的下降将严重降低空调的能效,当室外温度为-5℃时,产生相同热量所需要的电量将是室外温度10℃时的170%左右。     

热泵驱动热管式辐射供热装置的实验研究

本文提出热泵驱动热管式辐射供热装置的循环原理,基于1 HP压缩机研制出一套样机,并在焓差室测试了样机在室内温度为18～22℃,室外温度为-15～0℃的工况下的运行特性。结果表明:热管散热器启动迅速、表面温度分布均匀,热管工质的最佳充注比率为0.1,当室内温度为22℃,室外温度为-15～0℃时,制热COP最高可达4.1。     

分离式热管空调对机房温度控制效果的试验研究

为进一步研究用于数据中心机房节能减排的技术手段,利用热管原理,开发配套机柜使用的分离式热管空调。通过控制机柜的热负载功率,在实际应用场所测试分离式热管空调的出风温度和回风温度以评估其制冷效果,要求当每个机柜的热负载不大于7 kW时,机柜出风温度不高于27℃。测试数据显示:此类空调在控制机房温度上的效果显著,为该类产品的进一步开发提供依据。     

CO2分离式热管在数据中心的应用

本文通过实验研究了应用于数据中心的CO2分离式热管系统,对比分析了CO2热管与R22热管的最大传热能力、总传热热阻和驱动温差,结果表明:在相同充液率下,CO2热管的最大传热能力明显大于R22热管,当上升管和下降管管径为9 mm时,CO2热管和R22热管的最大传热能力分别为3300 W和1500 W,当管径为12 mm时,CO2热管和R22热管的最大传热能力分别为5400 W和2200 W;CO2热管的正常负荷范围大于R22热管,但总传热热阻小于R22热管;不同传热量下,与R22热管相比,CO2热管所需的驱动温差平均低4℃,即相同条件下CO2热管系统所需的冷源温度可以提高4℃。以小型数据机房为例,结合上海气候条件计算得出,采用CO2热管系统的年耗电量比R22热管系统减少7.425×105 kW·h,比集中送风空调系统减少3.182×106 kW·h。     

利用冷凝水喷雾冷却冷凝器的实验研究

采用空调冷凝水对冷凝器进行喷雾冷却,研究不同室外温度和不同喷淋量对空调节能效果的影响。研究结果表明:将雾化冷凝水喷淋至冷凝器表面,可以提高空调机组制冷量和COP,且室外干球温度越高提升越明显。实验喷雾量范围内(6.72L/h～33.54L/h),室外干球温度分别为30℃、35℃和40℃工况下,COP最大值与未喷雾状态下相比分别提高了11.0%、15.2%和17.9%。     

泵驱动两相冷却机组及其节能效果实验研究

当气温较低时,泵驱动两相冷却机组较之传统的蒸气压缩式空调能耗更低,EER更高,在数据中心节能降耗方面具有很大的应用潜力。但粗糙的控制策略不仅阻碍了冷却机组性能的提高,还严重影响了室内温控精度,对其实际应用极为不利。为了使其更好的应用于小型数据中心,本文研制了相应的控制系统,研究了其在某小型数据中心中实际应用时的运行性能,拟合了换热特性曲线,并进行节能性分析。结果表明:当室内温度设定为22℃、室外温度低于10℃时,采用此机组对数据中心机房进行散热能够满足室内负荷要求,与采用空调散热相比节省电能至少26.77%,具有良好的节能效果。     

数据中心冷却用动力型热管的实验研究

为研究用于数据中心的动力型热管系统性能,本文在焓差法实验室对三类压缩机性能进行了实验研究,结果表明:1)带气泵功能的压缩机具备低压缩比运行能力,可根据室外环境温度以及室内负荷不同分别切换不同工作模式,简化系统配置,具有很好节能效益,其中变频转子压缩机COP可以超过20,变频涡旋压缩机COP接近20,可以较好的替代液泵; 2)中小型机房空调领域,综合利用气相动力型热管与压缩制冷技术,拓宽了自然冷却利用时间,全年能效比AEER远高于常规机房空调,配合运用地域性风冷、水冷、蒸发冷等节能方式,为现代数据中心节能减排提供了新的思路; 3)大型数据中心空调领域,磁悬浮压缩机COP超过20,具有较高的节能效益,但与液泵相比仍具有一定差距,同时离心式压缩机作为气泵运用存在循环不畅的现象,需要液泵进行压头补偿。     

椭圆形套管-管翅式蒸发式冷凝器传热性能实验研究

本文搭建了蒸发式冷凝器性能测试系统,采用控制变量法实验研究了迎面风速、喷淋密度、湿球温度、循环水温度、冷却水流量各参数变化对椭圆形套管-管翅式蒸发式冷凝器传热性能的影响。实验结果表明：该冷凝器实验系统的最佳迎面风速和喷淋密度分别为3.1 m/s和0.005 6 kg/(m·s),冷凝器管外空气压降随迎面风速的增大而迅速增加;随着空气湿球温度升高,冷凝器外传热过程的热流密度(即外热流密度)降低67.5%,而内传热过程的热流密度(即内热流密度)增大47.5%,依靠内传热过程的增强,冷凝器性能良好;随着循环水温度升高,冷凝器的内热流密度降低率高达64.6%,传热性能急剧下降;随着冷却水流量增大,冷凝器的内热流密度大幅提高2.92倍,总热流密度增大21.1%,传热性能显著增强;该冷凝器在低湿球温度、低循环水温度、大冷却水流量的工况下传热性能较优。     

蒸发冷却式冷凝器用于房间空调器的性能研究

针对采用蒸发冷却式冷凝器的房间空调器性能进行理论分析和对比实验研究。研究结果表明:蒸发冷却可有效提高翅片管式冷凝器的冷却效果和空调器的性能;采用厚度为70mm的CELDEK5090型纸质填料且淋水量为0.053kg/s,当环境温度为35℃时,空调器的能效比EER值提高了15.3%;当环境温度为39℃时,空调器的能效比EER值提高了11.5%。     

Experimental study on cooling performance of air conditioning system with dual independent evaporative condenser

Evaporative condenser is an energy efficient and environmentally friendly air conditioning equipment. This paper proposed an air conditioning system using dual independent evaporative condenser and investigated the cooling performance. Many factors, such as evaporator water inlet temperature, compressor frequency, air dry-bulb temperature, air velocity and water spray rate, which influenced the cooling performances of air conditioning system with evaporative condenser have been investigated. The results indicated that cooling capacity and coefficient of performance (COP) increased significantly with the increasing of evaporator water inlet temperature (12–25 °C), the air velocity (2.05–3.97 m s⁻¹) and the water spray rate (0.03–0.05 kg m⁻¹ s). However, COP decreased with the increasing ambient air dry-bulb temperature (31.2–35.1 °C) and the compressor frequency (50–90 Hz). Furthermore, the heat transfer coefficient (K₀) was 232–409 W m⁻² K⁻¹ in different air velocity and water spray rate.     

露点间接蒸发冷却器的应用分析

论述露点间接蒸发冷却器的原理和空气流程,并对冷却器进行实验室应用测试分析及其与机械制冷结合应用的实际工程测试,得出以下结论：在西安地区可使送风温度降低7～10℃,冷却效率达85％以上,在3000m^3／h风量下压降只有185Pa;在浙江地区使用露点间接蒸发冷却与机械制冷相结合技术的空调机组,可使蒸发冷却段送风温度降低6～8℃,空调系统节能14．3％;相同测试条件下,露点式比管式或热管式的冷却效率高10％以上。     

干燥地区蒸发冷却空调系统运行效果及能耗分析

介绍了蒸发冷却空调系统的形式,并进行了简单的分类.提出蒸发冷却空调系统分别从冷源侧、输配侧、末端侧的耗电量计算方法.通过对新疆某医院采用空气—水蒸发冷却空调系统和干燥地区某机场配餐中心采用全空气蒸发冷却空调系统的室内温湿度及整体耗电量实测数据对比分析,来评价蒸发冷却空调系统的运行效果及能耗,得出实测的室内平均温度均为2...     

动力型分离式热管设计与试验研究

为了研发数据机房用蒸气压缩/热管复合型环控系统,进行动力型分离式热管模块的设计和性能试验。热管系统采用平行流冷凝器和管片式蒸发器,由屏蔽泵提供循环动力,并由调节阀控制供液量。在标准焓差法试验室进行热管模块的制冷性能试验,结果表明：1热管系统在设定工况的制冷性能达到设计指标,验证热管系统参数匹配的合理性和实用性;2热管模块的制冷量、EER与室内外温差近似为线性关系;3液泵驱动的动力型分离式热管系统运行稳定、可靠,解决了重力型分离式热管的运行稳定性问题,简化了系统的安装,易于实施流量调节和能量控制。     

露点蒸发冷却装置性能评价指标的研究

本文通过搭建逆流式露点蒸发冷却装置,实验研究了空气入口温度、湿度和风速对露点效率、湿球效率、?效比等各性能评价指标的影响,提出了能够反映湿通道潜热交换的强弱和装置性能的适用于露点蒸发冷却的评价指标——换热放大系数.研究结果表明:进口温度为33、相对湿度为22％时,当风速从1 m/s增至3 m/s,制冷量从29.5 kW...     

Hybrid vapor compression refrigeration system with an integrated ejector cooling cycle

A refrigeration system was developed which combines a basic vapor compression refrigeration cycle with an ejector cooling cycle. The ejector cooling cycle is driven by the waste heat from the condenser in the vapor compression refrigeration cycle. The additional cooling capacity from the ejector cycle is directly input into the evaporator of the vapor compression refrigeration cycle. The governing equations are derived based on energy and mass conservation in each component including the compressor, ejector, generator, booster and heat exchangers. The system performance is first analyzed for the on-design conditions. The results show that the COP is improved by 9.1% for R22 system. The system is then compared with a basic refrigeration system for variations of five important variables. The system analysis shows that this refrigeration system can effectively improve the COP by the ejector cycle with the refrigerant which has high compressor discharge temperature.