基于拓扑优化的中央空调模块机机架结构设计

为提高中央空调模块机的整体性能和品质,对模块机机架的结构框架进行最优化设计.基于拓扑优化方法,利用HyperWorks建立有限元模型并施加载荷和边界条件;以节点位移为约束条件,以模型体积最小化为目标函数,对模块机机架进行分析和结构优化.结果表明,拓扑优化方法可以获得较优的结构模型,可以改善结构的力学性能,减轻产品质量和降低制造成本.     

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。     

一种多功能换热器的设计与试验

为研发数据机房空气调节用高效制冷机组的需要,设计了一种兼为冷凝蒸发器和储液器的多功能壳管式换热器。换热器的管程为蒸发侧,由数个相互独立的蒸气压缩制冷回路的蒸发管簇组成,通过启停制冷压缩机的工作数量等能量调节技术以适应热负荷的宽幅变化;壳程为冷凝侧,进入的第二制冷工质的干度或过热度随着外界环境温度及热负荷的变化在较宽的范围内波动,通过进液口、均流板和蒸发管簇,被冷凝和过冷后储存在壳管的下半部,通过液泵输送到室内侧蒸发器吸热。该换热器结构紧凑、工作可靠,可通过调节制冷系统的能量输出精确控制供液参数,并通过调节第二制冷工质的供液量快速响应被控对象热负荷变化,工程样机性能试验结果表明该换热器达到了预期设计目标。     

热管复合式制冷机组的研发与应用

研发了一种适用于数据中心等电子设备全天候环境控制的新型高效制冷机组HKF-60FH,其集成蒸气压缩制冷系统、分离式热管系统于一体,具有压缩制冷、复合制冷和热管制冷三种工作模式。压缩制冷单元由4台涡旋式压缩机两两并联构成2个独立的制冷回路,通过变容量控制实现制冷量调节;热管单元使用第二制冷剂,由液泵驱动强制循环;风冷侧采用组合式换热器,其由热管单元的换热器、压缩制冷单元的冷凝器和风机构成。高温季节运行压缩制冷模式,压缩制冷系统的第一制冷剂通过冷凝蒸发器为第二制冷剂提供全部冷量;过渡季节运行复合制冷模式,热管单元满负荷工作,不足冷量由压缩制冷单元提供;低温季节运行热管模式,全部使用自然冷源。HKF-60FH配套应用于某高性能计算机的空调系统,蒸发器设置在服务器桁架内,采用水平送风、闭式循环的气流组织方式,回风温度设定为33℃。性能测试显示:制冷工况(环境温度35℃)和热管工况(环境温度10℃)的制冷量/COP分别为61.3 k W/3.23和59.8 k W/11.3。     

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。