数据中心用太阳能与热泵互补转轮除湿蒸发冷却系统性能研究

针对数据中心蒸发冷却技术受限于环境湿球温度的问题,文章构建了一种太阳能与热泵互补转轮除湿蒸发冷却系统,该系统利用光伏组件发电余热提供的热能,与热泵系统互补驱动转轮除湿再生。系统根据室外气象条件可实现新风、蒸发冷却和除湿+蒸发冷却3种运行模式。应用TRNSYS软件模拟上海、广州和昆明3个典型地区数据中心的系统热力、电力及能耗特性。结果表明:在上海、广州和昆明地区典型日除湿+蒸发冷却模式下,转轮除湿预处理分别使空气湿球温度平均降低了10.9,11.6,10.3℃。在上海、广州和昆明地区典型月系统平均COP值分别为4.9,5.1,3.6,最大瞬时COP达到12.1,11.4,8.1。

蓄能型太阳能溶液除湿蒸发冷却空调系统研究

以实验的方法对采用填料塔式再生器的溶液除湿蒸发冷却空调系统的再生性能进行研究,得出了再生器热源温度在55.5℃工况下的传质系数和热源温度对出口参数有影响的结论.同时发现传质系数平均值约为032mg/(m2·Pa·s),根据实验数据提出提高填料塔式再生器再生性能的方法.同时提出一种蓄能密度高的相变潜能蓄能模式,并在理论上对其进行定量分析,结果表明该种蓄能模式的蓄能密度一般在1000MJ/m3以上,这表明该蓄能方法比常规蓄能方法更为有效.

管式蒸发冷却下LiCl-CaCl_(2)混合溶液降膜除湿特性分析

针对绝热型溶液除湿器性能低下的问题,设计了一种管式蒸发冷却型溶液除湿器,并采用具有较高经济性的LiCl-CaCl_(2)混合溶液作为除湿剂.基于理论模型,数值模拟了混合溶液中LiCl、CaCl_(2)两组分混合质量比、溶液参数和空气参数对蒸发冷却及绝热工况下除湿器热湿传递特性的影响.结果表明,除湿器在蒸发冷却工况下的单位面积除湿率高于绝热工况,最高可提升41.5%,且溶液中LiCl质量分数越小,其性能优势越显著.蒸发冷却除湿优势受溶液温度影响显著,单位面积除湿率与除湿空气流量呈正相关,与溶液流量呈负相关.不同的LiCl-CaCl_(2)混合质量比下蒸发冷却除湿特性主要受溶液温度影响,且在溶液温度较低时降低LiCl质量分数对除湿性能影响较小.2种运行工况下空气流量对除湿器单位面积除湿率的正向提升率可达136.9%~168.1%,而溶液流量对其影响较弱.

太阳能驱动的中空纤维膜溶液除湿复合蒸发冷却系统的性能研究

提出了太阳能驱动的中空纤维膜溶液除湿复合蒸发冷却系统。为避免空气流中携带干燥剂液体造成室内环境污染,首先建立了规则排布式中空纤维膜组件模型,利用FORTRAN语言将模型编译成模块嵌入TRNSYS平台,并搭建模拟系统,建立实验台对模块进行实验验证。然后模拟分析了系统在广西地区的4个典型气候城市的送风参数、热舒适性指标PMV、PPD和系统性能系数COP,并且与传统冷冻除湿系统进行了能耗和经济性对比分析。研究表明:该系统在4个城市的室内平均送风温度为22~24℃,含湿量为6.6~12.7 g/kg,PMV稳定在0~0.5之间,PPD均低于11%;该系统的COP为冷冻除湿系统的2.23倍,最低静态回收期为1.74年。

热湿气候下蒸发冷却式冷凝器系统的节能特性对比研究

为评估和提高蒸发冷却式冷凝器系统(MVC-EC)在热湿气候条件下的应用潜力,提出了一种结构优化的两级蒸发冷却式双冷凝器系统(MVC-TSEC),并基于详细的能耗分析模型进行了性能对比研究。首先,建立了各系统中所有组件的分布式参数模型,并进行了实验数据验证。其次,分析了室外空气温度和相对湿度及房间显冷负荷对2种系统COP和节能率的影响。最后,评估了2种系统在典型热湿城市的节能潜力。结果显示:相较于MVC-EC系统,MVC-TSEC系统在高温、中高湿度和高负荷工况下具有更好的节能优势,节能率约提高4.3%~10.9%,并且可提高制冷剂系统适应温度约0.8~1.9℃;在广州市和长沙市夏季6—8月,MVC-TSEC系统的节能率分别为12.7%和21.1%,高于MVC-EC系统(8.5%和14.9%)。

新疆地区太阳能烟囱复合蒸发冷却通风降温系统

提出了太阳能烟囱复合蒸发冷却系统,对复合系统模型进行了理论分析及计算,得出通风量与烟囱高度、宽度及太阳辐射强度之间的关系。结果表明,太阳能烟囱的自然通风量随太阳能辐射强度及烟囱高度的增加而增加;在计算条件下,当宽度取1m时通风量取得最大值。在此基础上分析得到太阳辐射照度400W/m2、烟囱高度3m、宽度1m时,太阳能烟囱复合蒸发冷却系统应用于乌鲁木齐建筑时烟囱的理论通风量为0.21kg/s,该通风量基本满足乌鲁木齐夏季通风设计工况下,蒸发冷却降温时所需动力(0.23kg/s),且室内通风换气次数达到10次/h以上,是一种节能环保的自然通风降温技术。

太阳能驱动的转轮除湿蒸发冷却空调系统理论研究

为了响应国家节能政策的要求,降低建筑的能耗需求以及避免传统空调系统CFCs对臭氧层的破坏,本文试图提出一种太阳能驱动的转轮除温蒸发冷却空调系统,并以办公室为例,从理论上分析了该系统的性能,为该系统的下一步优化设计及实验提供理论参考。

太阳能供暖与蒸发冷却技术适用性分析

根据设计规范提供的室外气象参数 ,分析了在冬季采暖和夏季空调设计条件下 ,太阳能供暖与蒸发冷却技术在我国各地应用的可行性 ,由此选择了一种既节能又节省投资的空调方案 .指出了利用天然能源 ,冬季供暖、夏季供冷 ,是最大限度地节约能源、保护环境、改善室内空气品质的重要举措 .

利用太阳能的被动蒸发冷却技术

概述了节能的必要性及建筑物能耗的主要影响因素.考虑到太阳能是一种可再生、无污染的能源,而蒸发冷却具有节能环保的优势,故提出了将蒸发冷却与太阳辐射能的收集利用有效结合的方法,同时讨论了各种应用方式及其利弊。比较了太阳能被动蒸发冷却所分的两类问题(一类是自由水面的蒸发冷却问题,另一类是多孔材料蓄水蒸发冷却问题)对于室内空气温降的不同影响,并根据各个地区气象条件的不同讨论了该地区更适合哪一类太阳能被动蒸发冷却。

一种基于太阳能与蒸发冷却的新型新风处理机组

新风负荷约占空调能耗的30%,减少新风处理能耗对降低空调能耗有重要作用。本文提出了一种将太阳能空气集热器与间接蒸发冷却器相结合的新型新风处理机组,夏季采用间接蒸发冷却器对新风预冷,喷淋水以循环水为主,利用冷凝水作为其补充水,降低了喷淋水的水温,并利用室内排风作为间接蒸发冷却器的二次空气,提高了换热效率;冬季采用太阳能空气集热器对新风预热,并利用间接蒸发冷却器作为一次空气与二次空气的显热换热器来承担部分冬季新风负荷,从而大大减少了新风处理机组的能耗。能耗计算分析结果表明,与传统新风处理机组相比,新型新风处理机组夏季节能36.9%,冬季节能64.0%,静态投资回收期为3.7年,动态投资回收期为4.7年。

立管间接蒸发冷却器与机械制冷复合空气处理机组干湿工况运行模式能耗分析

在达到同样送风要求的前提下,为了研究立管间接蒸发冷却与机械制冷复合机组在数据中心运行时干湿两种模式的运行能耗,搭建了实验台,在室外干球温度为3-7℃范围内,对其不同干湿模式的运行能耗进行了测试并分析。实验结果表明,在达到同样送风要求的前提下,且干湿模式产生的制冷量相同的情况下,湿模式的能效比明显大于干模式的能效比,建议加大湿模式的运行时长。

溶液除湿蒸发冷却系统及其蓄能特性初步研究

针对除湿蒸发冷却系统的优势和特点 ,对利用太阳能或其他低位热源作为再生热源的系统进行了研究 ,并就该系统的蓄能特性进行了初步的理论分析 .与传统的冰蓄冷相比 ,其同体积的蓄能能力要高 3～ 5倍 ,其空调系统理论ηCOP值达到 1 .2 1 。

一种低碳太阳能PV/T溶液除湿空调新风系统设计与性能分析

为了解决溶液除湿空调系统溶液再生过程能耗高的问题,提出了一种新型低碳太阳能溶液除湿空调新风系统,将PV/T太阳能光伏/光热与空气源热泵结合作为驱动能源,采用间接蒸发冷却内冷型溶液除湿器对空调新风冷却除湿,并给出了系统中主要设备的设计选型和计算方法,最后以寒冷地区的某一公共建筑为例,进行系统设计、设备选型和系统性能模拟计算分析。结果表明,在空调新风风量为150 m^(3)/h时,系统除湿量为0.360 g/s,除湿效率为44.70%,再生量为0.360 g/s,再生效率为35.00%。设计工况下,PV/T太阳能光伏/光热系统在运行一天共产生电量4.1 kW,产生热量21.8 kW,而系统所需电量为3.5 kW,所需热量为21.2 kW,系统产能量能够覆盖系统用能量,能够实现能源供应自给自足和零碳排放。研究结果可为太阳能PV/T溶液除湿空调的设计提供参考。

太阳能烟囱强化自然通风与蒸发冷却复合系统的分析

介绍了太阳能烟囱强化自然通风的工作原理及其研究现状,并针对干燥地区夏季炎热气候,提出一套太阳能烟囱与蒸发冷却复合通风系统。分析表明,该系统可合理利用太阳能解决室内通风降温问题,与传统通风空调系统相比,大大节省了投资和运行费用,节能环保效果显著。

太阳能制冷与露点蒸发冷却耦合的空调系统

为提高能源利用率并克服单一制冷技术的缺点,提出一种低品位能源驱动的新型复合制冷空调系统——太阳能制冷与露点蒸发冷却耦合空调系统。以南京某工程为例,分别计算露点蒸发冷却子系统和太阳能喷射制冷子系统的制冷量、耗电量、性能系数等参数。通过与间接蒸发冷却-喷射制冷空调系统的性能系数对比,发现新型复合系统的系统性能提升了6.38%,节约电能约6%。与传统机械式压缩制冷系统相比,该新型复合系统的性能系数提高70%以上,耗电量减少44%。对该复合系统的初投资和运行费用进行经济性分析,结果表明,该系统每年可节约476.5元,投资回收期约为6 a,兼顾经济性和环保性。

蓄能型溶液除湿蒸发冷却空调系统中除湿器研究

对蓄能型液体除湿蒸发冷却空调系统中的除湿器进行了深入的研究 ,发现不同类型的除湿器的除湿效率相差很大 ,而除湿器是空调系统的主要部件 ,因此系统性能受除湿器选型的影响很大 .本文针对除湿器的除湿原理 ,提出了一种以水蒸汽分压力差作为判据的方法 ,分别对顺流、逆流和叉流三种型式的除湿器进行了理论分析 ,同时建立了等温吸收的数学模型 .用计算机进行了求解和模拟分析 ,对三种型式的除湿器进行了评价和比较 ,得出了影响其性能的主要原因 。

溶液除湿蒸发冷却系统构建及其性能

在直接蒸发冷却和间接蒸发冷却(IEC)优化组合的基础上构建了溶液除湿蒸发冷却系统(LDCS),该系统通过IEC对排风进行全热回收,并能够提供高质量的空调送风.研究表明:用LDCS进行空气调节是完全可行的,可有效利用太阳能、工业废气余热、燃气发动机余热等低品位热源,且系统能源利用效率较高,在热源温度为70℃时可达0.8;具有优异的蓄能特性,蓄能密度一般大于1 000MJ/m3,与常规蓄能模式相比,有显著的优势;在设定工况下,系统热力系数为0.94.

太阳能溶液除湿制冷技术研究进展

比较系统介绍了太阳能溶液除湿制冷系统国内外研究历史及现状.提出一种新型太阳能空气预处理溶液集热/再生流程,相对传统集热/再生器理论计算发现其溶液浓度差可提升90%,蓄能密度增加50%.从理论上构建了太阳能驱动溶液除湿与辐射供冷复合空调系统的工艺流程,并对填料塔除湿和再生器进行实验研究得到其传质系数的表达式.从热力学角度找出溶液除湿冷却系统理论再生效率和理论性能系数的表达式.当溶液浓度较低时,理论再生率可大于1.0;当环境温度为35℃,热源温度由60℃升到100℃时,理论性能系数提高1.0.

中等湿度地区蒸发冷却空调的冷却效率分析和验证

对中等湿度地区实际工程中的蒸发冷却空调系统,在不同季节开启不同功能段时的冷却效率进行了实验测试及分析。结果表明,无论在过渡季还是夏季,管式间接蒸发冷却器冷却效率的最大值超过80%;制取相同冷量,蒸发冷却空调机组的EER是机械制冷空调机组的3倍以上,只要运行合理,机组能耗可以降低50%左右。

包覆在椭圆管式间接蒸发冷却器上功能性吸湿材料的理论与试验研究

分析和研究了椭圆管式间接蒸发冷却器对功能性吸湿材料的要求以及纤维的性能和织物的结构对蒸发冷却能力的影响。在由一种纤维制成的吸湿材料实现不了多种功能的情况下 ,提出了采用复合不同纤维的方法获取具有多种功能的吸湿材料 ,用异形涤纶实现吸水、快湿、快干的功能 ,用Lanseal纤维实现管外壁润湿和与管外壁良好接触的功能 ,并且当使管外壁完全润湿的吸湿材料表面凹坑结构为菱形时才能达到加快蒸发冷却的目的。最后通过单管试验证实了理论设计出的功能性复合吸湿材料的优越性能。