最新刊期

    2019年第40卷第2期
    • 赵远恒, 郭嘉, 陈六彪, 顾开选, 王俊杰
      2019, 40(2) DOI: 10.3969/j.issn.0253-4339.2019.02.001
      摘要:液氮速冻技术能使食品快速穿过冰晶区实现食品的玻璃化或部分玻璃化,提高速冻食品的品质,在食品冷链中广泛应用。本文概括了食品液氮速冻技术的基本原理和经典传热模型,对比了液氮浸渍冻结、冷气循环冻结和喷淋冻结等速冻方式的特点,总结了速冻食品品质评价的研究进展和液氮速冻技术在食品加工中的应用范围,并展望了液氮速冻技术未来的研究方向。  
      关键词:食品速冻;玻璃化;液氮速冻   
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      发布时间:2024-07-18
    • 张聪哲, 叶芳, 郭航, 马重芳
      2019, 40(2) DOI: 10.3969/j.issn.0253-4339.2019.02.012
      摘要:以纯电动汽车整车热管理系统为研究对象,本文提出纯电动汽车整车热管理方案,研究在夏季工况下的整车热管理性能。电池与乘客舱采用制冷剂并联冷却,利用热管的高导热系数来传递热量,电机采用液冷,并在新欧洲驾驶循环工况下用系统模拟的方法进行测试。结果表明:经过64 s,乘客舱温度从35 ℃降至24 ℃,随后乘客舱始终围绕设定温度24 ℃上下波动;电池温度经过68 s从35 ℃降至25 ℃,然后在整车控制策略下,使其维持稳定温度;电机温度在市内循环缓慢增长,在郊区循环急速增长,但维持在80 ℃以内。  
      关键词:电动汽车;热管理系统;数值模拟;制冷剂;热管   
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      发布时间:2024-07-18
    • 何贤, 邓冬, 苏健, 沙海建, 胡静
      2019, 40(2) DOI: 10.3969/j.issn.0253-4339.2019.02.020
      摘要:电池冷却机组性能的优异对于动力电池在整车上安全、高效、可靠运行至关重要。基于制冷剂直接冷却的方式,本文设计并研制了一套8 kW动力电池冷却机组,并在某纯电动重卡上进行了实验验证及装车验证。结果表明:当电池底部的冷板表面温度在5~10 ℃时,电池芯体的最高温度能够降到35 ℃以下;采用双压缩机联合制冷方式,机组制冷性能达7.8 kW;采用分液头加毛细管的分液方式能够保证15块电池冷板进出口温差维持在5 ℃以内;通过循环充放电实验,在0.8C倍率充电、1C倍率放电的条件下,电芯温度皆可在40 ℃以下;在外界高温环境下,该机组能够在20 min内将电池芯体的平均温度降至28 ℃左右;此外,分析了制冷剂充注量、H型热力膨胀阀开度等因素对机组性能的影响,制定了机组的控制策略并加以评估。  
      关键词:电池冷却;直冷系统;冷板;控制策略;实验研究   
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    • 曾炜杰, 谷波, 李强林
      2019, 40(2) DOI: 10.3969/j.issn.0253-4339.2019.02.028
      摘要:基于分排参数模型,本文建立了圆柱型翅片管换热器的性能仿真计算模型,对换热器的传热性能进行计算,并进行实验验证。结果表明:制冷量的平均相对误差最大,为6.31%;出风干球温度的平均相对误差最小,为0.61%。计算所得各性能参数与实验值吻合良好。根据仿真模型,对不同制冷工况下的换热器进行计算,研究了循环风量、水质量流量、进风干球温度以及进水温度的变化对换热性能的影响。分析换热器的变工况特性可预测其非设计工况下的换热性能,并换热器的运行工况调节提供依据。  
      关键词:圆柱型翅片管换热器;性能仿真;变工况   
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    • 诸凯, 刘泽宽, 何为, 柴祥
      2019, 40(2) DOI: 10.3969/j.issn.0253-4339.2019.02.036
      摘要:如何强化水冷散热器的散热性能以维持计算机芯片的正常工作温度,成为数据中心服务器冷却问题研究的焦点。本文以水冷散热装置的综合系数F和芯片温度为目标参数,采用正交试验法对散热器的基板厚度、槽道(位于基板)位置、槽道数量和槽道宽度进行了优化设计,针对不同的需求得到最佳的组合为F指数和T指数散热器。结果表明:当冷却水体积流量为0.4 L/min,进口温度为20 ℃时,T指数和F指数散热器的散热极限热流密度分别为78 W/cm2,65 W/cm2。并从散热器底板的温度分布和总热阻两个方面分析其散热性能,T指数散热器的底板温度梯度和总热阻均低于F指数散热器,表明T指数散热器优于F指数散热器;但是在不同的体积流量下,F指数散热器的压降要低于T指数散热器。芯片在热流密度为65 W/cm2以下时,F指数散热器槽道内流体的流动效果较好而且可满足数据中心服务器的散热要求,而更高的热流密度应选用T指数散热器进行冷却。  
      关键词:计算机服务器;CPU芯片;芯片散热;水冷散热器;正交设计   
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      发布时间:2024-07-18
    • 盛伟, 兰庆云, 裴阳, 丁国良
      2019, 40(2) DOI: 10.3969/j.issn.0253-4339.2019.02.043
      摘要:为研究结霜对微通道蒸发器内制冷剂分布特性的影响,本文提出了一种制冷剂分布参数(RDP)的评定方法。采用红外热成像及数字图像处理技术,测量结霜工况下微通道蒸发器内制冷剂分布。结果表明:随着蒸发器表面霜层厚度的增加,蒸发器内过热区逐渐缩小,两相区制冷剂分布更加均匀。实验180 min时比实验60 min时制冷剂过热区缩小22.7%,RDP提高17.2%,换热量降低2.34%。研究结果为结霜工况下微通道蒸发器制冷剂分布特性提供了定量测量方法。  
      关键词:微通道蒸发器;结霜;制冷剂分布;红外热成像   
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    • 李庆普, 陶乐仁, 吴生礼, 毛舒适, 张丹亭
      2019, 40(2) DOI: 10.3969/j.issn.0253-4339.2019.02.050
      摘要:实验选用表面传热系数为评价指标,对外径为6.35 mm微肋管内R134a两相流动冷凝换热特性进行研究,除了分析水力工况、测试管结构参数等对管内表面传热系数的影响进行外,实验还选用Cavallini et al.关联式、Miyara et al.关联式和Oliver et al.关联式对微肋管内表面传热系数进行预测,发现Cavallini et al.关联式对微肋管内换热性能的预测能力最好,关联式预测值与实验值的平均误差、标准误差分别为﹣21.47%和21.94%;虽然Miyara et al.关联式预测值与实验值的平均误差、标准误差分别为16.21%、30.65%,但两者之间的误差范围为﹣47.12%~82.32%,说明在部分工况下Miyara et al.关联式对管内换热性能的预测仍存在较大误差;三个关联式中,Oliver et al.关联式的预测能力最差,预测值与实验值之间平均误差高达-54.93%,因此,实验根据现有实验数据对Oliver et al.关联式进行了修正,修正Oliver et al.关联式对管内换热性能的预测能力大大提高,预测值与实验值的平均误差、标准误差分别为﹣2.37%和10.77%。  
      关键词:微肋管;R134a;流动冷凝换热;表面传热系数;压降;修正关联式   
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    • 张浩, 李金波, 赵夫峰, 黄云, 樊超超, 刘浩, 晏刚
      2019, 40(2) DOI: 10.3969/j.issn.0253-4339.2019.02.056
      摘要:针对空调用翅片管换热器,本文研究了4种制冷剂在管内的流动阻力及表面传热系数随换热器管径的变化,并通过模拟计算给出了不同制冷剂所对应的最佳换热器管径。并根据实际空调器系统确定相关参数,计算得到管内流动阻力损失从大到小排列依次为:R22、R290、R410A、R32,表面传热系数从大到小排列依次为R32、R410A、R290、R22。在空调器制冷工况,满足换热量需求的条件下,冷凝器的入口压力(压缩机排气压力)越低,系统的效率越高;根据模拟计算,换热量为2 000 W时,随着换热器管径的增大,不同制冷剂所对应的冷凝器入口压力先降后增,得到R22最适宜的换热器管径为7~7.5 mm,R410A与R32为6~6.5 mm,R290为6.5~7 mm。  
      关键词:匹配特性;制冷剂种类;换热器管径;翅片管换热器   
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    • 宫华耀, 何成军, 杜明龙, 曹锐, 李亚军
      2019, 40(2) DOI: 10.3969/j.issn.0253-4339.2019.02.062
      摘要:本文通过研究制冷剂散热技术用于空调变频基板有效降温的关键问题,包括制冷剂散热板的设计、加工、性能检验方式等,最终实现该技术的实际应用。还研究了在制冷剂散热板应用于空调变频基板时,如何选用合适的导热垫片来辅助散热片与发热体之间进行更好的传热。最后通过实验方式优选出膨胀接头与铜管的配合尺寸,同时设计合理的实验方法来测试散热板的散热性能,测试结果可以判定加工方式的优劣。  
      关键词:空调变频基板;制冷剂散热;胀管加工;界面导热材料   
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    • 黄成达, 许树学, 马国远, 王伟
      2019, 40(2) DOI: 10.3969/j.issn.0253-4339.2019.02.068
      摘要:利用自然冷源过冷能够改善热泵的低温制热性能。本文提出主路过冷和辅助回路过冷两种利用自然冷源过冷的循环原理,对其进行理论分析,并搭建了实验台。针对R32为工质的蒸气压缩式热泵进行实验,研究热泵在主路过冷、辅助回路过冷及单级运行模式下,排气温度、制热量、制热COP等参数的变化规律。结果表明:当过冷体积流量增至0.02 m3/h时,主路过冷系统与辅助回路过冷系统的排气温度分别降低6.8 ℃和8.2 ℃;制热量分别降低6.4%和10%;制热COP分别降低2.5%和5%。  
      关键词:自然冷源过冷;热泵;R32;COP   
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    • 王理楠, 张振宇, 孙强, 陈江平
      2019, 40(2) DOI: 10.3969/j.issn.0253-4339.2019.02.074
      摘要:汽车空调HVAC总成的气动噪声是汽车空调系统主要的噪声来源之一。本文分析了HVAC总成的气动噪声的产生机理,并对某车型HVAC总成的气动噪声表现进行了性能改进。建立了HVAC内部流场仿真模型,并通过修改空调分配箱壳体与鼓风机蜗壳的结构型线,调节模式风门的位置来优化内部流场结果。结果表明:优化后HVAC总成的气动噪声表现明显优于原状态;实车上使用频次较高的吹面、除霜模式下的噪声声压级,相比原状态分别降低2.3 dB(A)、3.3 dB(A),降噪效果显著。  
      关键词:汽车空调;HVAC总成;气动噪声;仿真模型   
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    • 沈九兵, 李自强, 邢子文, 俞越, 葛美才
      2019, 40(2) DOI: 10.3969/j.issn.0253-4339.2019.02.085
      摘要:空气源热泵因性能稳定、使用方便等特点在房间供暖与空调等领域得到广泛应用,冬季室外换热器表面结霜和除霜是影响其系统性能的主要因素。本文概括了空气源热泵系统的结霜条件、无霜化以及各类热力与非热力除霜方法,重点阐述采用相变蓄热装置的各种热泵系统及其除霜方法,对研究报导中所应用的相变材料、蓄热换热器结构进行综述。最后对实现空气源热泵产品的无霜化或除霜高效化和持续供热的研究方向进行展望:可靠的吸附材料及其再生方法研发是通过干燥方法破坏除霜条件的技术需求;高压电场和超声波除霜方法需进一步完善,提高其稳定性和经济性;蓄热除霜有很大的市场潜力,但需优化系统及蓄热换热器设计,并深入相变材料的研究。  
      关键词:空气源热泵;结霜;除霜;相变材料;蓄热   
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      发布时间:2024-07-18
    • 赵瑞昌, 杨永安, 赖锋
      2019, 40(2) DOI: 10.3969/j.issn.0253-4339.2019.02.095
      摘要:为研究压缩机频率与R410A/R410A复叠式制冷系统性能的关系,通过实验分析不同高(低)温级压缩机频率下系统的性能变化。结果表明:在同一工况下,低温级压缩机的频率从50 Hz升至62 Hz时,系统的中间温度升高2.36 ℃,高低温级压缩比的差值降低44.6%;高温级压缩机的频率从50 Hz升至62 Hz时,系统的中间温度降低3.7 ℃,高低温级压缩比的差值增加58.5%。高温级频率变化时系统复叠温差较小,系统性能系数COP高于低温级频率变化下的系统COP。在高(低)温级压缩机频率为53 Hz时,系统复叠温差最小,系统COP最优。  
      关键词:压缩机频率;复叠系统;R410A;COP   
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    • 武健, 解岳, 胡三季
      2019, 40(2) DOI: 10.3969/j.issn.0253-4339.2019.02.100
      摘要:为探求大型自然通风冷却塔热力性能及优化方向,本文对某1 000 MW燃煤机组配用的淋水面积为12 000 m2的大型自然通风冷却塔热力性能进行实验研究,利用气水比和冷却数拟合该塔的热力性能方程式并得到测试塔冷却数的修正系数,给出该塔内实测风温的分布,用不同阻力系数公式计算出塔水温。结果表明:填料等高布置的模拟冷却塔与填料不等高布置的工业塔的修正系数为1.047~1.081;填料不等高布置的工业塔塔内风温均方根误差为0.56~0.67 ℃,其值小于填料等高布置的相应冷却塔,故填料的不等高布置能强化冷却塔的冷却性能;进塔水量大时,可采用阻力经验系数公式快速计算出塔水温,为大型自然通风冷却塔的设计与改造提供参考。  
      关键词:热力性能;现场测试;自然通风冷却塔;风温分布;出塔水温   
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    • 陈彦康, 张华, 王子龙, 张乔丹, 梁浩
      2019, 40(2) DOI: 10.3969/j.issn.0253-4339.2019.02.105
      摘要:蓄热水箱是太阳能热利用系统中的关键部件之一。为提高太阳能热水系统效率,在蓄热水箱中添加八水氢氧化钡相变材料,在初始水温为80 ℃、进水温度为5 ℃的工况下,研究相变材料对蓄热水箱热特性的影响。结果表明:相变材料使蓄热水箱的蓄热量从18.81 MJ提高至19.07 MJ,随着进口体积流量的增大,蓄热水箱混合数先减小后增大,而有效释热效率先增大后减小且在3 L/min时达到峰值92.2%。相变材料的加入能够提高蓄热水箱的有效释热效率,同时能够提高水箱的热分层特性,且位置越靠近进口改善效果越好。  
      关键词:蓄热水箱;相变材料;太阳能;热分层;释热率   
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    • 尚鹏涛, 郭亚宾, 谭泽汉, 陈焕新, 丁新磊
      2019, 40(2) DOI: 10.3969/j.issn.0253-4339.2019.02.113
      摘要:为提高冷水机组故障诊断的准确度,本文提出一种基于EWMA-BN的冷水机组故障诊断策略。EWMA-BN模型通过EWMA控制图进行故障检测,以其控制限为阈值将各性能指标的故障数据分为高、低、正常3种状态,通过概率统计获得条件概率表,将条件概率表和由专家知识获得的先验概率表输入BN进行故障诊断。利用实验数据从输入模型的证据节点数量、顺序及完整性等方面分析该模型的故障诊断特性。结果表明:EWMA-BN方法对冷水机组常见故障的诊断效果显著,后验概率值(故障诊断结果)均大于0.85,且输入模型的证据节点越多,故障诊断结果越准确,但证据节点输入模型的顺序对最终故障诊断结果无任何影响;对不确定、不完整信息的利用进一步提高了模型的故障诊断能力。采用ASHRAE Project提供的数据对EWMA-BN模型进行验证,故障诊断结果良好。  
      关键词:贝叶斯网络;故障诊断;EWMA控制图;条件概率表;冷水机组   
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    • 黄海鸿, 陆月星, 柯庆镝, 吕岩
      2019, 40(2) DOI: 10.3969/j.issn.0253-4339.2019.02.120
      摘要:本文通过提取导流罩的轴向长度及叶顶间隙两个设计参数,构建了矩形流道内轴流风机的流场结构及仿真模型,进行了数值模拟和实验分析。结合仿真模型分析了矩形风道下轴流风机内部和出口流场特性的变化规律,构建了风机设计参数与气动性能之间的映射关系模型。通过风机气动性能实验可得:风机出口静压、体积流量和效率与间隙因子成反比,而与长度因子成正比,对比模拟值和实验值验证了模型的正确性。基于量化映射关系模型得到风机设计参数间隙因子和长度因子的最优值分别为0.8%和12.5%,为风机设计和冰箱风道优化提供量化参考。  
      关键词:间隙因子;长度因子;轴流风机;流场特性;气动性能   
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    • 贾斌广, 王达, 刘芳, 王强
      2019, 40(2) DOI: 10.3969/j.issn.0253-4339.2019.02.129
      摘要:本文建立了三维数学模型对3种不同开孔的蓝莓预冷箱体内蓝莓的预冷过程进行模拟,分析了3种预冷箱体内的蓝莓在不同预冷风速下的预冷时间与不均匀度。考虑不同箱体的承载量,提出密度预冷系数来综合评价箱体内的蓝莓质量与预冷时间。模拟结果表明:预冷时间随风速的增加而减小;在相同预冷风速下,箱体3可多承载1/3的蓝莓质量,7/8预冷时间增加低于5 min,预冷不均匀度提升0.2~0.4,密度预冷系数增加最显著,达到3.09 kg/(m3.min)。综合所考察的影响因素,确定蓝莓预冷的最佳风速为1.5 m/s;虽然箱体3的预冷不均匀度有所增加,但可以有效提升预冷库的利用率。  
      关键词:压差预冷;三维预冷模型;开孔方式;预冷不均匀度;密度预冷系数   
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    • 豆孟柯, 刘宝林, 宋晓燕, 陈州旗
      2019, 40(2) DOI: 10.3969/j.issn.0253-4339.2019.02.135
      摘要:每年疫苗产品损耗的主要因素之一是冷链运输的失效,在运输过程中使用最为普遍的设备是蓄冷箱。影响蓄冷箱保温性能的因素主要包括保温箱体的绝热性能、蓄冷材料的蓄冷能力及保温包装方式的设计。本文综述了蓄冷箱在疫苗冷链中的研究进展,分析了疫苗蓄冷箱常用保温材料及相变蓄冷材料的选择和应用,并讨论了箱体热阻的计算及蓄冷箱温度的监控。在此基础上指出整体包装和开发相变蓄冷材料的研究方向。  
      关键词:蓄冷箱;相变蓄冷;保温包装;疫苗冷链;综述   
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      发布时间:2024-07-18
    • 高洪涛, 孙玮廷, 祖德洲, 洪嘉驹
      2019, 40(2) DOI: 10.3969/j.issn.0253-4339.2019.02.142
      摘要:本文搭建以TFE-TEGDME溶液为制冷工质对的摇摆吸收式制冷实验台,对竖直管降膜吸收器进行可视化实验研究。静止状态下实验表明:当溶液质量流量为0.1~0.2 kg/min时,液膜呈层流和单色波状态;当流量为0.5 kg/min和0.8 kg/min时,液膜表面出现稳定波状流与合并波状流;当质量流量为1.2 kg/min时,液膜出现脱落现象。在不同波形下吸收器的吸收效果差别很大。摇摆状态下实验表明:随着摇摆幅度的增大或摇摆周期的减小,液膜受到的扰动越大,当摇摆幅度达到15°或摇摆周期达到4 s时将出现合并波状流和脱落现象;在同一个摇摆幅度和周期下,液膜在摆幅边缘受到扰动较大,在摆幅中间流动较为平缓;当溶液质量流量为0.28 kg/min时,在摇摆幅度为8°或摇摆周期为10 s时系统的COP最大,而当流量为0.14 kg/min时,COP峰值出现在摇摆幅度10°或摇摆周期8 s时,同时说明溶液质量流量更大时液膜受到摇摆的扰动就更大。  
      关键词:吸收式制冷;摇摆状态;降膜波形;可视化   
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      发布时间:2024-07-18
    • 蒋小强, 梁浩, 何华明, 戴贵龙
      2019, 40(2) DOI: 10.3969/j.issn.0253-4339.2019.02.148
      摘要:为降低溶液除湿系统的生产成本及运行能耗,本文针对基于新型混合盐溶液的溶液除湿设备进行实验研究,构建溶液除湿系统及测试平台,以溴化锂(LiBr)和氯化钙(CaCl2)为混合盐溶液工作介质,对溶液除湿系统除湿模块进出口空气参数、再生模块进出口空气参数、系统功耗等进行测试,分析其除湿能力、制冷能力和除湿性能系数。根据混合盐溶液的初投资及工作性能,以溶液除湿系统全寿命周期的总费用作为衡量溶液综合性价比的指标,进行对比计算,结果表明:采用3:1的LiBr和CaCl2混合盐溶液除湿系统的综合性价比最高,总费用最高可降低14.5%。  
      关键词:混合盐溶液;制冷量;除湿量;寿命周期   
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      发布时间:2024-07-18
    • 周君明, 张小松, 孙博
      2019, 40(2) DOI: 10.3969/j.issn.0253-4339.2019.02.154
      摘要:本文对太阳能溶液除湿空调系统的最新再生技术进行了的综述,并对太阳能光热再生、太阳能光伏再生和太阳能光伏/热(PV/T)再生这3个再生方法进行了模拟对比。结果表明:在理想状态下,光伏/热电渗析(PV/T-ED)再生比光伏电渗析(PV-ED)再生节能40.5%,光伏电渗析再生比热再生节能51.6%。光伏/热电渗析再生系统在理想工况下运行时,对比氯化锂溶液、溴化锂溶液、氯化钙溶液再生分析发现溴化锂溶液的再生进出口浓度差最大,而氯化锂溶液再生后除湿能力最强。  
      关键词:太阳能;溶液再生;电渗析;能耗分析   
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      发布时间:2024-07-18
    • 王铁军, 胡力文, 曾晓程, 杨磊, 沈卫东, 吕继祥, 王俊
      2019, 40(2) DOI: 10.3969/j.issn.0253-4339.2019.02.161
      摘要:本文研发了一种由蒸气压缩制冷和分离式热管集成的自然冷却/蒸气压缩复合制冷空调系统,分别采用第一工质和由液泵驱动的第二工质进行循环。该系统具有蒸汽压缩制冷、复合制冷和自然冷却3种运行模式,高温季节压缩制冷提供全部冷量,过渡季节压缩制冷补充自然冷却不足的制冷量,低温季节自然冷却提供全部冷量。同时,研制了复合制冷系统样机HKF-200FH,其压缩制冷回路由3个独立的制冷单元并联,并与热管环路通过壳管式蒸发冷凝器相连。蒸发冷凝器的管程作为压缩制冷回路的蒸发器,在压缩制冷模式和复合制冷模式下为通过壳程的第二工质提供冷量。对样机性能进行了实验测试,结果显示:随着室外温度降低,复合系统的制冷量变化较小,能效比EER逐渐升高;压缩制冷模式(环境温度35 ℃)和自然冷却模式(环境温度10 ℃)下机组的制冷量分别为197.38 kW和196.89 kW,EER分别为3.5和15.3。2台系统样机自2014年5月在北京某“EB级云存储实验室”空调示范工程安全可靠的运行至今,监测结果显示,相比传统压缩制冷系统年节能率约为45%,节能优势显著。  
      关键词:数据中心空调;自然冷却;复合制冷;节能;热管   
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      发布时间:2024-07-18
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