数据中心冷却系统研究及应用进展

为加速实现数据中心节能降耗的目标,在合理、高效、最大化地利用自然冷源的同时,更不能忽视机械制冷系统本身能效的提升。加强自然冷却与机械制冷的协同,降低数据中心PUE,充分发挥安全稳定、高效运行的数据中心冷却系统自身能效至关重要。本文通过对气流组织、供/回水温度和冷却系统部件及形式3个方面的研究梳理,总结分析数据中心冷却系统节能提效有关技术研究与应用进展,从而为绿色、高效数据中心冷却系统的研发提供参考和借鉴。

岩土热物性对深埋管换热性能的影响

建立深度为2500m的地埋管-岩土耦合换热模型,对地埋管换热进行2880h(4个月)模拟计算,分析岩土导热系数和地温梯度对地埋管换热特性和岩土温度的影响,探究地埋管累计换热量与影响半径的关系。结果表明:岩土导热系数的增大会提升地埋管的换热能力,但随着导热系数的增大提升速率减缓,导热系数为1 W/(m·K)和4 W/(m·K)时,地埋管在2880h内的平均换热量分别为216.17kW和495.92kW;地温梯度增大同样可以提升地埋管换热能力,且提升速率基本不变,地温梯度为20℃/km和35℃/km时,地埋管在2880h内的平均换热量分别为310.15kW和485.55kW;在换热条件确定时,地埋管累计换热量与受到影响的岩土体积线性相关。

空调器冷凝器结构参数对其制冷剂积存量及系统性能的影响

在保持R290空调器系统性能的前提下,为降低冷凝器中制冷剂积存量,建立冷凝器性能综合评价模型,对冷凝器不同支路数流程的结构参数进行优化研究。结果表明:管径减小使得制冷剂积存量下降、COP下降;管间距和翅片厚度增大以及翅片间距减小均使得制冷剂积存量下降、COP升高;对冷凝器的制冷剂积存量和系统COP进行多目标优化,得到最优设计结构参数为四支路流程,管径5.74 mm,管间距19.67mm,翅片间距1.43mm,翅片厚度0.092mm。本研究可为R290房间空调器减少制冷剂充注量提供参考。

空气源热泵除霜技术研究进展

综述国内外空气源热泵除霜技术的研究进展,针对目前对快速除霜和除霜兼顾制热能力等需求以及近些年相变蓄能技术的发展,介绍常规除霜方法的改进措施及目前研究热点,如补气除霜、不停机除霜、超声波除霜和智能除霜等技术。研究发现,研究人员对常规除霜技术的完善一直没有停止,目前在兼顾室内舒适度的同时,空气源热泵除霜效率的提高与系统复杂度、技术要求、成本以及能耗等方面增加的矛盾仍然有待解决。快速除霜和制热不停机除霜是空气源热泵未来除霜技术的发展方向。

R32/润滑油在微通道蒸发器内的滞油特性及其毛细管流动特性试验研究

基于R32家用空调系统搭建R32/润滑油在平行流微通道蒸发器内的滞油特性及其毛细管流动特性测试平台。采用拆除称量法,测试不同入口油质量分数、质量流量及干度下的平行流微通道蒸发器内的滞油体积率,基于理论分析,建立能够反映流动特征的微通道蒸发器内的滞油量预测模型,并通过试验验证该仿真模型的准确性。另外,建立R32/润滑油毛细管内绝热流动的数学模型,经适当简化得到毛细管长度的计算公式,并通过试验测得不同尺寸、工况下的毛细管流量,验证模型的精度。最后,基于仿真模型得到的大量数据点,绘制R32毛细管诺模图。研究结果对R32毛细管的设计应用具有参考价值。

涡旋压缩机径向柔性机构动力学仿真分析

以偏心滑块式径向柔性机构为研究对象,从机构学角度对机构的避让功能进行分析,确定了机构限位范围;利用ADAMS软件对柔性机构转子系统的动态特性进行了仿真分析,得到动涡旋质心的运动轨迹,确定机构限位参数对动涡盘质心运动规律之间的关系,优化主轴承受力,为空调涡旋压缩机的振动分析和性能提升奠定基础。

汽车空调涡旋压缩机排气孔优化研究

针对汽车空调涡旋压缩机排气孔处气体流动变化产生的流动损失问题,对排气孔结构进行优化,以期降低流动损失并提高排气压力。通过三维动网格模型对不同排气孔结构的涡旋压缩机排气过程进行瞬态仿真,发现腰果形排气孔更大的截面积使其拥有更好的开启特性,可有效降低排气损失,提高排气稳定性。在对腰果形排气孔采取进一步扩压式优化后,发现其可以更加有效地降低排气速度并提高排气压力。

水环热泵系统辅助热源容量设计与调控策略

提出采用工况分析法设计水环热泵系统辅助热源容量,利用循环水能量变化量逆推建立辅助热源容量模型,并以天津地区某办公建筑群为实例,设计3种辅助热源容量方案,采用负荷与水温2种热量调控方案分析辅助热源对系统运行的影响,并采用负荷能耗分析法分析控制方案。测试结果表明:3种辅助热源容量方案均能够保证系统正常运行,按55%负荷率选取设计容量时,系统能效最高;优化中低负荷的供热量、实现机组与辅助热源能量平衡是提升系统能效的关键技术;相比负荷控制,水温调节更适宜水环热泵系统。

温和地区某数据中心暖通工程设计

文章主要介绍位于温和地区贵阳某数据中心暖通空调工程的设计,设计内容包含数据中心的负荷计算、机房区和其他区域空调系统设计、气流组织设计及模拟,冷热源选择,气灭后通风系统设计、水系统设计以及暖通空调系统的运行策略。冷热源方案充分考虑温和地区气候和资源条件,过渡季节和冬季条件允许时通过冷却塔利用自然冷源,夏季使用中温冷水机组提供冷水和数据机房设置热通道封闭等节能技术,整体降低空调系统的能耗,数据中心电能利用率(PUE)为1.39。

中压补气对R404A冷冻系统性能特性研究

针对纯电动冷藏车冷冻系统在低温工况下出现的排气温度过高、制冷效能较低等问题,研发并搭建了一套采用变频换热风机的微通道换热器新型冷冻系统,研究车厢外环境温度持续增长时,中压补气技术对冷冻系统性能的影响。结果表明:当压缩机转速为4200r/min,库外温度为32℃,库内温度为-15℃,车内换热器风量为80%时,通过试验数据对比分析发现主阀的过热度和补阀的开度分别为5K和25%时冷冻系统制冷性能最佳;当冷冻系统主补阀开度为最佳时,变化库外环境温度发现,与不补气系统对比,系统采用中压补气时,排气温度降低了12.53%~33.80%,制冷量提高了8.38%~16.73%,压缩机功率增加了5.71%~13.07%,COP值上升了2.94%~4.17%。

光储直柔空调系统运行控制策略研究

为解决常规光储空调系统光伏利用率和储能利用率低的问题,提出一种光储直柔空调系统方案。该系统电网侧AC/DC、储能侧DC/DC、电机侧DC/AC统一在直流侧连接控制,可以简化系统连接,能够保障光伏寻优以及系统在并网和离网条件下储能充放电控制策略的实施。通过仿真建模验证该控制方案能够实现并网和离网下光储直柔空调系统的稳定运行。

地埋管换热系统改造项目关键技术节点施工工艺研究

天津某管业公司建筑原采用常压燃气热水锅炉供热和分体式空调供冷,现拟以浅层地热能为基础能源对原供热制冷系统进行改造,施工前首先通过现场岩土热响应试验、地下管线探测等查明施工场地岩土体结构和换热能力,掌握地下综合管线的分布,并对建筑单位冷热负荷指标校正。重点阐述地埋管换热系统施工过程的关键技术节点,即竖直换热孔钻进、下管、回填及水平管线连接等,为类似改造项目提供参考。

湖北省冷链物流现状调研与分析

为分析湖北省冷链物流现状及发展趋势,从农产品、医药、冷链运输及装备、仓储等方面入手,调研并梳理湖北省冷链物流发展现状,指出存在的主要问题,提出在未来的冷链物流发展中,应积极推动数字化和工业化融合发展,推进冷链物流重点工程建设,加强相关标准制定与完善,提升信息化水平,打造全国冷链物流核心枢纽基地。

间接蒸发冷却技术在数据中心节能改造中的应用

将间接蒸发冷却技术、大温差高温冷冻水技术及动态冰蓄冷技术运用于某老旧数据中心的节能改造,并实际运行测试,结果表明:经过节能改造后,该数据中心PUE由改造前2.00降至改造后的1.25,数据中心空调系统耗电量降低75%。

采用非共沸制冷剂的双喷气增焓两级压缩热泵循环研究

提出一种采用非共沸制冷剂的双喷气增焓两级压缩热泵循环(DVIC),该循环在普通喷气增焓循环(VIC)的基础上采用分液冷凝技术,并增加一组闪蒸器,减少系统不可逆损失,改善热力性能。采用R290/R1336mzz(Z)非共沸制冷剂,对DVIC进行研究,并与VIC进行比较。结果表明:在设定工况下,DVIC比VIC拥有更优的循环性能,系统COP和(火用)效率分别提高5.82%和8.41%,压缩机功耗降低6.39%;在较低蒸发温度或较高冷凝温度的运行工况下,DVIC性能的改善效果更加明显。

电动汽车动力电池热管理系统设计

针对电动汽车各系统温度调控体系,设计一套电动汽车动力电池热管理系统,包含电机冷却回路、乘员舱热管理回路以及电池热管理回路。在计算系统热量、确定电池温度采用逻辑门限值控制、乘员舱温度采用模糊控制的基础上,利用Comsol和Simulink分别建立动力电池模型和乘员舱及控制系统模型,利用二者进行联合仿真。结果表明:基于标准城市路况条件及大连气候,模拟环境温度35℃下,系统运行3276s时,电池单体最高温度可由40.00℃降至29.05℃,且乘员舱温度维持在25℃左右;模拟环境温度-10℃下,系统运行3276s时,电池单体最低温度可由-10.00℃升至23.19℃,且乘员舱温度满足模糊控制器设定的控制需求。

蒸发冷却空调的热舒适评价方法综述及展望

在绿色节能的新形势下,蒸发冷却空调相比于传统空调更具有节能减排的优势。目前关于蒸发冷却空调的研究仍集中于系统性能和能效上,而忽略了其所营造的室内环境的热舒适情况。准确预测蒸发冷却空调的热舒适对其发展同样起着不可忽视的作用。文章介绍了国内外蒸发冷却空调的热舒适研究现状并综述了其采用的热舒适评价方法,分析了蒸发冷却空调采用适应性热舒适评价的可能性和必要性。针对蒸发冷却空调所营造的室内热环境特点,提出了蒸发冷却系统的适应性热舒适模型框架。

太阳能吸收式制冷系统及其蓄能技术研究

在分析国内外现有太阳能吸收式制冷系统的基础上,从太阳能集热器、蓄能形式、辅助热源、吸收式冷水机组以及太阳能集热器与吸收式冷水机组的匹配等方面详细阐述太阳能吸收式制冷系统及其蓄能技术的发展现状,并对太阳能制冷空调系统的控制策略、优化分析及理论研究进行总结,最后指出太阳能吸收式制冷系统及其蓄能技术的发展方向。

新型还原氧化石墨烯空气过滤材料对甲醛静态吸附特性的研究

研究了新型还原氧化石墨烯空气过滤材料的甲醛吸附性能。考察了不同甲醛浓度、空气温度和湿度对新型还原氧化石墨烯空气过滤材料甲醛吸附容量的影响并分析其吸附机理,采用升温脱附和置换脱附探究其循环使用性能。结果显示:该新型过滤材料对甲醛有较好的吸附性能,在起始浓度8 mg/m^(3)、温度26℃、湿度50%的条件下,材料对甲醛吸附容量为0.217mg/g;但随着温度的升高吸附容量会降低;湿度对吸附容量的影响呈现出先增高而后降低的趋势,在相对湿度60%左右吸附容量达到最大;采用Langmuir模型对材料吸附等温线的拟合程度更好。其次,采用置换脱附的效果好于升温脱附,循环5次后,其脱附率分别可达85%和52%。

小波分析辐射波动下光伏冷库压缩机结霜特性及诊断

针对光伏直驱蒸气压缩制冷(VCR)冷库系统的压缩机结霜故障,基于小波分析开展其诊断及特性的理论和试验研究,对比测试了市电、光伏直驱压缩机未结霜与结霜的声音振动信号特性。结果表明,市电与光伏直驱压缩机结霜相比,未结霜的制冷性能分别衰减了12.86%和5.35%,当市电驱动压缩机声压级信号的功率谱以1~5dB的降幅下降至-15dB以下,光伏直驱压缩机声压级信号的功率谱以10~15dB的降幅下降至-20dB以下时,意味着压缩机将要结霜。这时可以在市电驱动下将压缩机频率调至22Hz以上和光伏直驱下将压缩机频率调至28Hz以下来避免压缩机结霜。