高性能计算机用热管复合制冷系统设计研究

根据高性能计算机全天候温控的需要,提出了综合应用蒸气压缩和动力型分离式热管制冷技术的复合冷源方案。在冬季及春、秋过渡的低温季节,运行热管循环不仅大幅降低环控装置的能耗,而且可以避免在低温环境运行压缩式制冷易发生的冷启动、回油润滑等问题。提出了蒸气压缩制冷、蒸气压缩/热管复合制冷和热管制冷的分区工作模式,引入复合制冷模式有效拓宽了热管运行温区,大幅提高了制冷系统的综合COP。模拟分析了在北京地区应用热管复合制冷技术的节能性能,相比常规的压缩制冷节能率高达40%。研究表明:热管复合制冷系统具有显著的节能减排优势,特别适用于全天候工作的机房、基站等高热密度电子集成系统的温控。     

一种带有酯基并键合电子给体的新型Ru(bpy)3的设计、合成及光谱和电化学性能

设计、合成了一种新型Ru(bpy)3类的光敏染料,利用ESL-MS和1D,2D-NMR(gCOSY,HSQC和HMBC)对化合物的结构进行了鉴定,并通过UV-vis、荧光光谱、闪光光解及电化学对其光谱和氧化还原特性进行了研究．结果表明：四个酯基及给电子配体的引入,改变了配合物的光谱特性和氧化还原电位,使其蚴带的最大吸收波长与[Ru(bpy)3]^2 相比发生了红移,拓宽了光谱的吸收范围,提高了对太阳能的利用效率;^3MLCT激发态寿命长,有利于发生分子内电子转移;在较宽的电位范围内具有很好的氧化-还原可逆性,且氧化电位Ru^3 ／Ru^2 与[Ru(bpy)3]^2 相比提高了～360mV,增强了电子传递的驱动力,说明该染料是一种潜在的太阳能电池的光敏剂．     

一种PS给体模型化合物的合成和性能

为了模拟植物光系统的给体部分,设计、合成了配合物2.在该模型化合物中,配体的邻位被2个{[2-羟基-3-(吗啉基-4-甲基)-5-叔丁基-苄基](吡啶-2-甲基)胺基-甲基}取代的苯酚通过酰胺键与光敏体[Ru(bpy)3]2+共价相连.利用ESI-MS和1D,2DNMR(gCOSY,HSQC和HMBC)对化合物结构进行了鉴定,并通过UV-Vis、荧光发射光谱、闪光光解及电化学对其光化学性能和氧化还原特性进行了研究.结果表明,化合物的吸收波长发生红移;激发态寿命长;可螯合双核高价Mn()原子;且Ru3+/Ru2+的氧化电位比Phenol+/Phenol和Mn(,)/Mn()的高,满足自然界PS电子转移的基本要求,可用于PS给体部分的初步研究.     

Mn(Ⅲ,Ⅲ)配合物及含酚配体[N4O3]3--Ru(bPy)3模型化合物的性能研究

为了对绿色植物光系统Ⅱ给体部分进行模拟,合成了1个新的高价双核配合物[Mn2(Ⅲ,Ⅲ)L(μ-OAc)2]*PF6 (2a),其中H3L为2,6-二{[(2-羟基-5-叔丁基苄基)(吡啶-2-亚甲基)胺基]亚甲基}-4-甲基苯酚.与目前的PSⅡ模型化合物[Mn2(Ⅱ,Ⅱ)-(bpmp)(μ-OAc)2]*ClO4 (1) [Hbpmp 2,6-二{[N,N-二(吡啶-2-亚甲基)胺基]亚甲基}-4-甲基苯酚]相比,配合物2a中增加了2个酚羟基及2个叔丁基,由此带来的改进使新模型更接近于自然界四核锰簇(OEC)的真实结构.在此基础上,我们将该配体通过酰胺键与[Ru(bPy)3]2+相连设计了光诱导电子转移模型化合物2b.其中[Ru(bPy)3]2+具有良好的光电性能,用于模拟PSⅡ中酶P680.通过紫外可见、红外、荧光发射光谱及电化学对化合物进行了光、电性能研究,结果表明配合物2b具有良好的光物理性质,而且2b中Ru3+/Ru2+的氧化还原电位比Phenol+/Phenol和Mn(Ⅲ,Ⅳ)/Mn(Ⅲ,Ⅲ)的高,说明2b配位金属Mn后可满足自然界PSⅡ电子转移的基本要求,是用来模拟PSⅡ给体部分较理想的模型.     

一种PS给体模型化合物的合成和性能

为了模拟植物光系统 的给体部分 ,设计、合成了配合物 2 .在该模型化合物中 ,配体的邻位被 2个{[2 -羟基 -3 -(吗啉基 -4-甲基 ) -5 -叔丁基 -苄基 ](吡啶 -2 -甲基 )胺基 -甲基 }取代的苯酚通过酰胺键与光敏体[Ru( bpy) 3]2 + 共价相连 .利用 ESI-MS和 1 D,2 D NMR( g COSY,HSQC和 HMBC)对化合物结构进行了鉴定 ,并通过 UV-Vis、荧光发射光谱、闪光光解及电化学对其光化学性能和氧化还原特性进行了研究 .结果表明 ,化合物的吸收波长发生红移 ;激发态寿命长 ;可螯合双核高价 Mn( )原子 ;且 Ru3+ /Ru2 + 的氧化电位比 Phenol+ /Phenol和 Mn( , ) /Mn( )的高 ,满足自然界 PS 电子转移的基本要求 ,可用于 PS 给体部分的初步研究 .     

平行流冷凝器的传热计算与应用研究

针对数据中心用蒸汽压缩/热管复合型环控机组系列产品研发的需要,在分析国内外学者相关研究成果的基础上,建立了平行流换热器的计算模型,设计了外侧为热管冷凝器、内侧为制冷冷凝器的组合式平行流换热器,建立了30kW热管复合型制冷模块实验系统,进行了室外侧环境温度为35℃、10℃和16℃的压缩式制冷、热管制冷和热管复合制冷的工作性能实验。结果表明,所设计的组合式冷凝器达到预期指标,验证了设计计算模型的可靠性,为平行流冷凝器在大型热管复合环控机组中的工程应用提供了依据。     

动力型分离式热管在机房空调中研究与应用

针对数据机房全天候空气调节需求,设计30k W动力型分离式热管模块,在标准焓差法实验室进行动力型分离式热管性能实验,结果表明:(1)屏蔽泵能够为热管系统持续提供足够驱动力,保证热管系统稳定、可靠的运行;(2)当热管系统回气温度与室外环境温度差≥ΔT时,热管系统制冷性能在设定工况下达到设计指标,验证了动力型分离式热管系统合理性和适用性;(3)动力型分离式热管系统的制冷量、COP随着室内外温差近似线性增长,在外界环境温度≤10℃的较宽的温度范围内使用热管系统替代蒸汽压缩式制冷系统,实现数据机房和通讯基站空调系统的低成本运行,大幅度节能减排;(4)针对机房负荷多变情况设计快速精确调节流量控制装置,实现对整个系统实施流量调节和能量控制,为热管系统控制策略设计提供了有价值的数据。