基于自然冷却技术应用的数据中心空调节能分析

本文基于数据中心空调系统的选型和节能设计,以风冷直膨式机组、风冷双冷源冷水机组和热管复合式制冷机组为研究对象,建立了三种类型空调系统的能效计算模型;基于DEST提供的广州、上海、北京和哈尔滨四个城市的气象数据,以相同的空调负荷和回风参数为条件,对三类空调的年均能效(AEER)进行计算和对比分析。结果表明:三类机组的年均能效自南向北随着平均气温的降低而逐渐提高,分别为4.07~4.45、4.00~6.84、4.27~8.20;相比前二类机组,热管复合式制冷机组的节能幅度分别为4.8%~46%和6.4%~16.6%;双冷源制冷机组由于能够应用自然冷却替代或部分替代高能耗的压缩制冷,相比风冷直膨式机组节能优势明显;与风冷双冷源冷水机组相比,热管复合式制冷机组的制冷剂输送功小、换热端工作效率高、没有防冻问题等优点,是年均气温较低地区数据中心空调的首选。     

冷水机组能效的理论极限

分析了冷水机组的换热器热平衡,推导了其制冷性能系数极限值的计算方法。在GB/T18430.1—2007及AHRI550/590—2011规定的工况下,分别对水冷冷水机组及风冷冷水机组的制冷性能系数COP的极限值及综合部分负荷性能系数IPLV的极限值进行了计算。结果表明,水冷冷水机组在GB/T18430.1—2007下的满负荷COP的极限值为10.01,IPLV的极限值为14.51,在AHRI 550/590—2011下的相应值分别为10.07及17.30。风冷冷水机组的相应值分别为7.37/10.25及7.30/16.11。风冷冷水机组盘管换热面积的大小及效率的高低会直接影响空气的温升大小,进而决定冷凝温度的高低,如果不能通过改进盘管设计、增大换热面积、提高盘管换热效率的方法,使满负荷下的盘管空气温升低于10℃,风冷冷水机组满负荷COP的极限值只有7.37,IPLV不可能超过10.25。     

地下冷源在制冷空调工程中的应用

本文通过实验的研究,通过数据说明了地冷制冷的可行性。假设在地下水源比较丰富的地区控制地下水温在13℃以下,此时采用地下水供冷空调系统供冷是非常具有经济效益和节能性能的。如果该地区的地下水源比较缺乏,就可以使用水冷冷水机组系统向建筑物进行供冷较风冷冷水机组系统。     

恒温供水风冷冷水机组的研制

本文主要对恒温供水风冷冷水机组的设计原理进行说明,该机组具有恒温供水、节能、结构紧凑等特点,其控制方式为工业控制器与PID调节表相结合。经实际运行结果表明,恒温供水风冷冷水机组具有节能、使用方便、运行状态可靠稳定等优点。     

一体式冷水机组运行能效分析

研究一体式冷水机组的能效对公共建筑的节能具有重要意义。本文针对珠海典型办公楼,通过采用De ST软件和冷水机组全工况性能曲线,对主机分别为永磁同步变频离心机、水冷螺杆机、定频离心机,以及风冷螺杆机等四种不同技术方案进行全年逐时能耗仿真模拟。结果表明,主机为永磁同步变频离心机的一体式冷水机组全年系统综合能效比(EERs)最高,达到了6.54,相对于主机为水冷螺杆机、定频离心机、风冷螺杆机的节能率分别为22.17%、26.84%和51.26%。因此,相同工况下主机为永磁同步变频离心机的一体式冷水机组节能优势明显。     

蒸发冷却与机械制冷相结合的半集中式空调系统的探讨

以西安某多层建筑为实体,进行蒸发冷却与机械制冷相结合的半集中式空调系统设计,系统采用的设备主要包括蒸发冷却冷水机组,风冷热泵,蒸发冷却新风机组,干工况风机盘管,并将设计方案与其他传统空调设计方案进行对比。结果表明,采用蒸发冷却与风冷热泵相结合的半集中式空调系统比传统的半集中式空调系统更节能,降低运行成本,同时这一工程的应用也为蒸发冷却半集中式空调系统在中湿度地区的应用奠定了基础。     

基于逐时温度的冷水机组性能分析

提出冷水机组性能比较应以电冷源综合制冷性能系数(SCOP)为基础,并应在逐时温度工况下进行比较。以某定频风冷螺杆式冷水机组和水冷螺杆式冷水机组为例,计算冷水机组SCOP相等时的室外空气干湿球温度差,并基于广州地区典型年逐时气象数据对冷水机组性能进行分析。结果表明,部分负荷率越低,室外空气湿球温度越高,越有利于风冷式冷水机组获得优于水冷式冷水机组的SCOP,空调冷源方案可考虑采用水冷式冷水机组和风冷式冷水机组组合的型式。     

自然冷却风冷冷水机组的控制方法

设计以进水温度与环境温度的差值作为判断条件的自然冷却风冷冷水机组的控制方法,通过理论分析和试验验证,指出该方法可实现压缩式制冷、自然冷却与压缩式制冷混合制冷、纯自然冷却制冷3种冷源模式的自动切换和最大化利用自然冷源的目标。     

冷水机组过渡季与冬季安全运行时冷凝侧的防范节能措施

分析普通的水冷螺杆式冷水机组在冬季制冷时会出现的问题,提出冷水机组全年制冷的几种方案,并对这几种方案进行详细分析。最后结合某冷水机组全年制冷改造项目对这几种方案进行经济性分析,给出水冷螺杆式冷水机组过渡季与冬季安全运行时冷凝侧的防范节能措施。     

风冷冷水机组在渔业养殖中的应用

分析和探讨了渔业养殖中风冷冷水机组设计的热负荷计算、供冷形式的选择、制冷机组的选配以及机组温控方法,对其温控方法与传统方法作了经济性比较.     

大型风冷冷水机组性能评价系统节能性研究

针对大型风冷冷水机组性能评价系统能耗高的现状,分析评价系统的主要能耗构成,指出传统大型风冷冷水机组性能评价系统的高能耗成因,提出一种新型变容量全回收风冷冷水机组性能评价系统。新型评价系统省去样机恒温水箱、冷冻水箱和换热水泵,将变容量水冷乙二醇冷冻机组与经济器(冷却塔协同功能板换)串入闭式回路实现一级温控,结合变频泵与调节阀实现二级温控。实证表明:相比传统评价系统,应用双级温控的新型评价系统相近工况过渡耗时减少为前者的70%,综合能耗降为传统的75%,运行稳定性良好,节能效果显著。     

Ammonia-water absorption machines for refrigeration: theoretical and real performances

In principle, absorption chillers of the ammonia-water type could work at temperatures well below the usual air-conditioning temperatures, arriving at the range 250–260 K, which can be useful for refrigeration applications. This possibility is studied for an air-cooled machine, comparing the results with the experimental data supplied by a manufacturer that recently commercialized such a refrigerator. The prediction is fair, and the study allows an insight into the internal parameters and into the possible behaviour for more severe conditions than those studied.     

State-of-the-art review on crystallization control technologies for water/LiBr absorption heat pumps

The key technical barrier to using water/lithium bromide (LiBr) as the working fluid in air-cooled absorption chillers and absorption heat-pump systems is the risk of crystallization when the absorber temperature rises at fixed evaporating pressure. This article reviews various crystallization control technologies available to resolve this problem: chemical inhibitors, heat and mass transfer enhancement methods, thermodynamic cycle modifications, and absorption system-control strategies. Other approaches, such as boosting absorber pressure and J-tube technology, are reviewed as well. This review can help guide future efforts to develop water/LiBr air-cooled absorption chillers and absorption heat-pump systems.     

冬季风冷冷水机组运行工况的模糊控制

全年运行的单冷空调系统是按照夏季工况进行设计的，当偏离设计工况后，机组运行会受到一定影响。本文通过安置在冷凝器集液管上的温度传感器作为发信设备，充分考虑该点温度变化率在实际控制中的作用，应用模糊控制方法实现了在冬季对双螺杆单冷机组运行工况的实时控制，达到了较好的运行效果。     

冷水机组不对称设计的可行性分析

通过实例比较,分析了冷水机组对称匹配与不对称匹配对制冷系统能耗的影响。从节能的观点出发,指出了冷水机组不对称设计的可行性。     

冷却水压差对离心式冷水机的影响分析

通过对离心式冷水机组冷凝器构造的分析,按管壳式热交换器Kern方程,由管程压降计算出冷却水流速,而后得出冷凝器的传热系数,进而算出冷凝器的热负荷和冷水机组的制冷量;建立冷却水压差和离心式冷水机组制冷量的关系,对冷水机组的设计和运行提供了一些参考。     

New method for COP optimization in water- and air-cooled single and double effect LiBr-water absorption machines

In this work a new method to optimize the COP in water- and air-cooled single and double effect LiBr/H₂O absorption chillers is proposed. This method determines the effect of condensation temperatures and the solution concentration variation on COP, clearly defining the crystallization limit for different scenarios. This limit is especially important in the design of air-cooled chillers. Taking this into account a simulation program has been developed to calculate the optimum COP. In the case of parallel flow double effect chillers this program estimates not only the optimum COP but also the percentage of refrigerant vapour generated in the high and low temperature desorbers in terms of the condensation temperature. Additionally it provides the mass flow of the solution that should be distributed to each desorber to attain the desired variation in solution concentration.     

Absorption chiller crystallization control strategies for integrated cooling heating and power systems

The concept of an air-cooled absorption chiller system is attractive because the cooling tower and the associated installation and maintenance issues can be avoided. However, crystallization of the LiBr–H₂O solution then becomes the main challenge in the operation of the chiller, since the air-cooled absorber tends to operate at a higher temperature and concentration level than the water-cooled absorber due to the relative heat transfer characteristics of the coolant. This leads to crystallization of the working fluid. The paper focuses on the crystallization issues and control strategies in LiBr–H₂O air-cooled absorption chillers. As a result a novel application opportunity is proposed for the integration of absorption chillers into cooling, heating and power (CHP) systems. This new methodology allows for air cooler operation while avoiding crystallization.     

公共建筑风冷冷水机组的节能策略研究

通过建立机组模型,对变冷凝温度控制和冷凝器变速风扇对风冷式冷水机组性能系数（COP）的改善和节能潜力进行了研究。当这两种技术同时应用时,机组COP能提高达51.8%。利用所建立机组模型,对某典型公共建筑的节能潜力进行分析,机组年度能耗下降了7.7%,节能效果显著。     

带有喷气冷却的R32风冷单元式空调机性能实验研究

针对带喷气冷却和不带喷气冷却的R32风冷单元式空调机进行实验研究。研究发现,虽然采用喷气冷却导致系统的冷凝压力较高且系统性能系数降低,但可以有效提高系统制冷量,降低压缩机的排气温度,有效提高系统的可靠性。