HKF-60FH制冷机组研发与应用研究

发布时间：2017-09-23 19:29

  本文关键词：HKF-60FH制冷机组研发与应用研究

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【摘要】：数据中心是典型的大规模、高密度电子设备集成系统,随着现代科学技术的快速发展,总热负荷和热流密度急剧上升,空调设备作为其重要支撑子系统,全年耗能约为数据中心总耗能的35%～45%,因此降低空调耗能成为数据中心节能减排的关键。基于目前国内外数据中心热管空调系统制冷剂输送距离较近,压缩制冷系统部分负荷时能耗高、润滑回油的问题,以及制冷机组体积庞大等问题,本文做了如下工作：(1)收集资料,了解国内外学者对数据中心用热管制冷的理论研究现状、实验分析及热管技术在数据中心及机房具体应用情况的研究,为设计提供设计思路和实验指导；(2)基于对适用于数据中心等电子设备全天候环境控制的新型高效热管复合式制冷机组的研究,确定采用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,可根据室内外温差自动进行模式切换的制冷系统,对压缩制冷系统则采用压缩机两两并联构成独立的制冷回路,通过压缩机开启台数控制实现机组制冷量多级调节；风冷侧组合式换热器由热管换热器与制冷冷凝器构成,采用V型排列且共用风机结构,其中冷凝器均采用铝制平行流式,结构紧凑高效；(3)对HKF-60FH机组进行设计,其中包括：系统热力计算,并根据压缩制冷系统热力计算结果进行压缩机的选型配备；对制冷单元的冷凝器及末端进行设计计算等；(4)在焓差法实验室内对热管复合式制冷机组进行性能实验。结果显示：在环境温度为35℃的压缩制冷工况,其制冷量和COP分别为61.3kW、3.23W/W,环境温度为10'C的热管工况则分别为59.8kW、11.3W/W；研发的60kW热管复合式制冷机组配套应用于某高性能计算机的空调系统,综合能效比7.8 W/W。性能实验和应用表明：研发的热管复合式制冷机组能充分利用室外自然冷源,大幅降低能源消耗,可靠、高效的优良性能凸显。
【关键词】：数据中心空调 热管复合式制冷机组 研发 应用
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB657
【目录】：

• 致谢7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-15
• 第1章 绪论15-23
• 1.1 课题研究的背景15-16
• 1.2 国内外机房空调研究现状16-21
• 1.2.1 国内外机房及数据中心空调发展状况16-17
• 1.2.2 国内外热管技术研究进程17-18
• 1.2.3 数据中心及机房用热管制冷研究现状18-21
• 1.3 课题的主要研究内容21-23
• 第2章 热管复合式制冷机组结构原理23-32
• 2.1 热管复合式制冷机组结构及工作原理23-27
• 2.1.1 系统结构简述23-25
• 2.1.2 系统工作原理及运行模式25-27
• 2.2 热管复合式制冷机组节能原理27-30
• 2.2.1 机组能量规划节能27
• 2.2.2 机组设备设计节能27-30
• 2.3 热管复合式制冷机组控制原则30
• 2.4 本章小结30-32
• 第3章 60KW热管复合式制冷机组设计32-47
• 3.1 总体设计方案32-33
• 3.2 设计计算33-36
• 3.2.1 压缩制冷系统热力计算33-34
• 3.2.2 压缩机选型34-35
• 3.2.3 热管单元热力计算35-36
• 3.3 冷凝器设计36-40
• 3.3.1 热管制冷单元冷凝器设计38-39
• 3.3.2 压缩制冷单元冷凝器设计39-40
• 3.4 机组末端设计计算40-46
• 3.5 本章小结46-47
• 第4章 HKF-60FH机组性能实验47-58
• 4.1 实验目的47
• 4.2 实验方案47-49
• 4.3 实验设备与仪器49-52
• 4.4 实验数据及分析52-57
• 4.4.1 热管制冷工况实验结果分析52-54
• 4.4.2 压缩制冷工况实验结果分析54-55
• 4.4.3 整机制冷性能实验结果分析55-56
• 4.4.4 压缩机双机并联实验结果分析56-57
• 4.5 本章小结57-58
• 第5章 热管复合式制冷机组应用58-65
• 5.1 工程应用概况58-61
• 5.1.1 应用对象58-60
• 5.1.2 换热气流组织循环方式60-61
• 5.2 应用结果分析61-64
• 5.2.1 机组节能分析61-63
• 5.2.2 应用拓展63-64
• 5.3 本章小结64-65
• 第6章 工作总结与展望65-67
• 6.1 总结65-66
• 6.2 展望66-67
• 参考文献67-70
• 攻读硕士学位期间的学术活动及成果70

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本文编号：907115