基于自然冷能利用的氟泵/蒸汽压缩复合制冷系统实验研究

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随着IT行业的飞速发展，数据中心的数量急剧增加，其总能耗也越来越来大。空调系统的能耗占数据中心总能耗约40%，具有很大的节能潜力。在冬季和过渡季节，利用室外自然冷能为数据中心降温可以有效降低其空调系统的能耗。本文设计了一种基于自然冷能利用的氟泵/蒸汽压缩复合制冷系统，对其进行了理论和实验研究。
　　首先基于压焓图理论对比分析了蒸汽压缩循环和氟泵驱动循环的热力特性，计算了氟泵驱动循环的制冷剂工质流量和系统循环阻力。采用EES软件编程计算了制冷剂蒸发器和冷凝器中的摩擦压降，进而确定氟泵系统的阻力，为后续搭建实验台做准备。其次对现有的蒸汽压缩分体空调进行改装，搭建了氟泵/蒸汽压缩复合制冷系统实验样机，对其在不同实验工况的运行性能进行了研究。氟泵驱动循环制冷量随氟泵输入频率的增加先增加后减小，氟泵输入频率为20Hz时，系统制冷量达到最大。通过调节室内机的循环风量可以有效地调节系统制冷量。随着室外温度的升高，氟泵循环的制冷量和能效比随之下降，但其蒸发温度的变化幅度小于冷凝温度的变化幅度。此外，随着室外温度的升高，氟泵循环系统阻力减小，蒸发温度和冷凝温度的差值也逐渐减小。通过对蒸汽压缩循环的系统性能进行实验研究并与氟泵驱动循环作对比，发现氟泵循环的能效比EER要远高于蒸汽压缩循环。室外温度低于-3℃时，氟泵循环制冷量可以100%满足目标制冷量，低于3.2℃时，可以满足80%目标制冷量，低于12℃时，可以满足50%目标制冷量。最后对该复合制冷系统在我国不同气候区的节能效果和适用性进行了研究，发现其在我国不同地区有很好的节能效果和适用性。
　　本文的研究工作为氟泵/蒸汽压缩复合制冷空调系统在数据中心推广使用提供了一定的理论支持和技术储备，推动数据中心的节能降耗。

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作者
张卓;
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作者单位

哈尔滨工业大学;

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授予单位哈尔滨工业大学;
学科供热、供燃气、通风及空调工程
授予学位硕士
导师姓名姚杨;
年度 2016
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类空气调节制冷技术;
关键词
复合制冷空调系统; 自然冷能; 氟泵循环; 蒸汽压缩; 节能降耗;

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