熱管復(fù)合式制冷機(jī)組的研發(fā)與應(yīng)用

王鐵軍　趙 麗　呂繼祥　趙紹博　劉廣輝　王景暉　夏興祥

(1合肥工業(yè)大學(xué)機(jī)械與汽車工程學(xué)院　合肥　230009； 2滁州揚(yáng)子空調(diào)器有限公司　滁州　239000；3 曙光信息產(chǎn)業(yè)(北京)有限公司　北京　100094)

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熱管復(fù)合式制冷機(jī)組的研發(fā)與應(yīng)用

王鐵軍1趙 麗1呂繼祥1趙紹博2劉廣輝3王景暉1夏興祥1

(1合肥工業(yè)大學(xué)機(jī)械與汽車工程學(xué)院合肥230009； 2滁州揚(yáng)子空調(diào)器有限公司滁州239000；3 曙光信息產(chǎn)業(yè)(北京)有限公司北京100094)

研發(fā)了一種適用于數(shù)據(jù)中心等電子設(shè)備全天候環(huán)境控制的新型高效制冷機(jī)組HKF-60FH，其集成蒸氣壓縮制冷系統(tǒng)、分離式熱管系統(tǒng)于一體，具有壓縮制冷、復(fù)合制冷和熱管制冷三種工作模式。壓縮制冷單元由4臺(tái)渦旋式壓縮機(jī)兩兩并聯(lián)構(gòu)成2個(gè)獨(dú)立的制冷回路，通過(guò)變?nèi)萘靠刂茖?shí)現(xiàn)制冷量調(diào)節(jié)；熱管單元使用第二制冷劑，由液泵驅(qū)動(dòng)強(qiáng)制循環(huán)；風(fēng)冷側(cè)采用組合式換熱器，其由熱管單元的換熱器、壓縮制冷單元的冷凝器和風(fēng)機(jī)構(gòu)成。高溫季節(jié)運(yùn)行壓縮制冷模式，壓縮制冷系統(tǒng)的第一制冷劑通過(guò)冷凝蒸發(fā)器為第二制冷劑提供全部冷量；過(guò)渡季節(jié)運(yùn)行復(fù)合制冷模式，熱管單元滿負(fù)荷工作，不足冷量由壓縮制冷單元提供；低溫季節(jié)運(yùn)行熱管模式，全部使用自然冷源。HKF-60FH配套應(yīng)用于某高性能計(jì)算機(jī)的空調(diào)系統(tǒng)，蒸發(fā)器設(shè)置在服務(wù)器桁架內(nèi)，采用水平送風(fēng)、閉式循環(huán)的氣流組織方式，回風(fēng)溫度設(shè)定為33 ℃。性能測(cè)試顯示：制冷工況(環(huán)境溫度35 ℃)和熱管工況(環(huán)境溫度10 ℃)的制冷量/COP分別為61.3 kW/3.23和59.8 kW/11.3。

數(shù)據(jù)中心空調(diào)；熱管復(fù)合式制冷機(jī)組；研發(fā)；應(yīng)用

信息技術(shù)在商業(yè)、金融、通信、工業(yè)、軍事、教育和科學(xué)研究等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用推動(dòng)了數(shù)據(jù)中心建設(shè)規(guī)?？焖僭鲩L(zhǎng)，ICT research統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2014年我國(guó)數(shù)據(jù)中心保有量約5萬(wàn)個(gè)，總面積1300萬(wàn)m2。數(shù)據(jù)中心是典型的大規(guī)模、高密度電子設(shè)備集成區(qū)，發(fā)熱量大，為維持熱平衡空調(diào)系統(tǒng)必須全天候運(yùn)行。中國(guó)數(shù)據(jù)中心的PUE普遍在2.0以上，相對(duì)于先進(jìn)數(shù)據(jù)中心的PUE值1.2[1]，空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能潛力巨大。高效空調(diào)技術(shù)研發(fā)是綠色數(shù)據(jù)中心建設(shè)的重要工作，高效利用自然冷源是數(shù)據(jù)中心空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能的最佳技術(shù)路徑[2]。典型案例有：適合干燥氣候地區(qū)的蒸發(fā)冷卻空調(diào)系統(tǒng)[3-4]，水資源豐富地區(qū)的具有水冷經(jīng)濟(jì)器的雙冷源冷水系統(tǒng)，應(yīng)用區(qū)域較為廣泛的風(fēng)冷雙冷源冷水系統(tǒng)[5-6]，適用于基站和小型機(jī)房的重力型分離式熱管的復(fù)合空調(diào)系統(tǒng)[7-9]等，應(yīng)用自然冷卻技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能減排已成為業(yè)內(nèi)共識(shí)。近年來(lái)，熱管復(fù)合制冷空調(diào)技術(shù)的研究成為熱點(diǎn)，清華大學(xué)石文星等[10]研發(fā)的重力型熱管/蒸氣壓縮空調(diào)機(jī)組、中國(guó)科學(xué)院理化技術(shù)研究所張海南等[11]研發(fā)的機(jī)械制冷/回路熱管一體式機(jī)房空調(diào)系統(tǒng)，能效指標(biāo)先進(jìn)。筆者針對(duì)某高性能計(jì)算機(jī)系統(tǒng)大功率、高熱密度閉式機(jī)柜的空調(diào)需求，在全天候?qū)挏貛Ь軠囟瓤刂葡到y(tǒng)[12]研究的基礎(chǔ)上，以節(jié)能、小型化、高可靠性和良好的調(diào)節(jié)性能為目標(biāo)，提出了熱管/蒸氣壓縮復(fù)合制冷的機(jī)房空調(diào)技術(shù)方案[13-14]，進(jìn)行了熱管復(fù)合式機(jī)組的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用研究工作。

1 熱管復(fù)合式制冷機(jī)組

1.1 熱管復(fù)合式制冷機(jī)組結(jié)構(gòu)原理和特點(diǎn)

熱管復(fù)合制冷系統(tǒng)(見(jiàn)圖1)由蒸氣壓縮制冷單元與分離式熱管單元通過(guò)蒸發(fā)冷凝器耦合構(gòu)成。制冷單元以壓縮機(jī)、冷凝器、節(jié)流機(jī)構(gòu)、蒸發(fā)冷凝器的蒸發(fā)通道等構(gòu)成第一制冷劑的循環(huán)回路。鑒于可靠性和調(diào)節(jié)性的要求，制冷單元為2個(gè)以上獨(dú)立制冷回路冗余配置的并聯(lián)、變流量系統(tǒng)，具備能量調(diào)節(jié)、輪值運(yùn)行、故障自鎖、安全保護(hù)等自動(dòng)功能。熱管單元以室內(nèi)換熱器、主電磁閥、風(fēng)冷換熱器、蒸發(fā)冷凝器的冷凝通道、儲(chǔ)液器和液泵等構(gòu)成第二制冷劑主回路；在室內(nèi)換熱器的出口與蒸發(fā)冷凝器冷凝通道的入口之間設(shè)置了以電磁閥控制的旁通支路，即第二制冷劑的支回路。控制系統(tǒng)可根據(jù)室外環(huán)境溫度、被調(diào)對(duì)象熱負(fù)荷狀況，運(yùn)行蒸氣壓縮制冷、蒸氣壓縮/熱管復(fù)合制冷和熱管制冷3種工作模式。

1壓縮機(jī) 2風(fēng)機(jī) 3冷凝器 4節(jié)流機(jī)構(gòu) 5蒸發(fā)冷凝器(5-1蒸發(fā)通道，5-2冷凝通道) 6儲(chǔ)液器 7液泵 8室內(nèi)換熱器 9主電磁閥 10風(fēng)冷換熱器 11旁通電磁閥 圖1 熱管復(fù)合式制冷機(jī)組原理圖Fig.1 Principle of composite refrigeration unit with heat pipe

熱管復(fù)合式制冷機(jī)組能量管理規(guī)劃如圖2所示，將環(huán)境溫度由低至高分為3個(gè)溫區(qū)。A0～A1溫區(qū)運(yùn)行熱管制冷模式，壓縮制冷單元不運(yùn)行，通過(guò)調(diào)節(jié)熱管單元的換熱能力實(shí)現(xiàn)制冷量與熱負(fù)荷的匹配；A1～A2溫區(qū)運(yùn)行復(fù)合制冷模式，熱管單元滿負(fù)荷運(yùn)行，不足冷量由壓縮制冷單元提供；A2～A3溫區(qū)運(yùn)行壓縮制冷模式，熱管單元不運(yùn)行，第二制冷劑通過(guò)旁通支路，由壓縮制冷單元提供所需冷量。

圖2 熱管復(fù)合式制冷機(jī)組能量規(guī)劃Fig.2 Energy planning of compound refrigeration unit with heat pipe

以額定熱負(fù)荷Qe為例分析不同類型空調(diào)的能耗變化。傳統(tǒng)機(jī)房精密空調(diào)能耗隨室外環(huán)境溫度的變化為W1-W2-W3-W4，壓縮制冷與熱管制冷不兼容運(yùn)行的熱管復(fù)合式機(jī)組的能耗變化為W1-W2-W3-W6-W7。圖1所示制冷系統(tǒng)的特征是壓縮制冷與熱管制冷可以兼容運(yùn)行，如M工況點(diǎn)，二者所提供的制冷量分別為Q1和Q2，其能耗的變化為W1-W2-W5-W6-W7。根據(jù)用戶所在地氣候條件的差異，A1～A2溫區(qū)的年度時(shí)數(shù)占比約為1/4～3/4，熱管與壓縮制冷兼容運(yùn)行技術(shù)可有效擴(kuò)大熱管的運(yùn)行溫區(qū)，提升系統(tǒng)的綜合效率。

1.2 熱管復(fù)合式制冷機(jī)組研制

1.2.1 總體設(shè)計(jì)

熱管復(fù)合式制冷系統(tǒng)研發(fā)工作主要包括：熱力循環(huán)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、循環(huán)過(guò)程模擬研究、關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)與選型、換熱器優(yōu)化設(shè)計(jì)、輔助設(shè)備設(shè)計(jì)與選型、控制系統(tǒng)研發(fā)和系統(tǒng)集成等。

依據(jù)制冷循環(huán)熱力計(jì)算和循環(huán)過(guò)程模擬分析，蒸氣壓縮制冷單元配置4臺(tái)5匹渦旋式壓縮機(jī)，兩兩并聯(lián)構(gòu)成2個(gè)獨(dú)立的制冷回路，以充分利用兩器的換熱面積，提高制冷系統(tǒng)的可靠性、調(diào)節(jié)性和效率。根據(jù)用戶所在地的空氣質(zhì)量，風(fēng)冷側(cè)可采用管片式或平行流式換熱器；蒸發(fā)冷凝器可采用板式或殼管式換熱器，以優(yōu)化機(jī)組的性能和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；根據(jù)環(huán)保、傳熱和安全要求選擇R410A或其他制冷劑；鑒于可靠性要求，配置2臺(tái)屏蔽泵作為液泵，一用一備。研發(fā)的HKF-60FH熱管復(fù)合式制冷機(jī)組如圖3(a)所示。

圖3 HKF-60FH熱管復(fù)合式制冷機(jī)組Fig.3 HKF-60FH heat pipe compound refrigeration unit

1.2.2組合式風(fēng)冷換熱器

基于結(jié)構(gòu)緊湊和氣流組織的需要設(shè)計(jì)了風(fēng)冷組合式換熱器總成，實(shí)驗(yàn)樣機(jī)的風(fēng)冷側(cè)均采用平行流式換熱器[15-16]，充分發(fā)揮其換熱系數(shù)高、結(jié)構(gòu)緊湊、質(zhì)量輕、制冷劑充灌量小、成本低的優(yōu)點(diǎn)，熱管單元的風(fēng)冷換熱器和壓縮制冷單元的冷凝器分別設(shè)置在進(jìn)風(fēng)側(cè)和出風(fēng)側(cè)，平行流式冷凝器的規(guī)格參數(shù)：長(zhǎng)×高×厚度為932 mm×1000 mm×25.4 mm。

1.2.3 蒸發(fā)冷凝器

采用殼管式換熱器作為蒸發(fā)冷凝器[17]，如圖4所示，換熱器的管程為蒸發(fā)側(cè)，由2個(gè)相互獨(dú)立的蒸氣壓縮制冷回路的蒸發(fā)管簇組成，通過(guò)調(diào)節(jié)制冷壓縮機(jī)的排量以適應(yīng)熱負(fù)荷的寬幅變化；殼程為冷凝側(cè)，進(jìn)入殼程的第二制冷劑的熱工參數(shù)隨著外界環(huán)境溫度及空調(diào)熱負(fù)荷的變化在較寬的范圍內(nèi)波動(dòng)，通過(guò)進(jìn)液口、均流板和蒸發(fā)管簇，被冷凝和過(guò)冷后儲(chǔ)存在殼體內(nèi)的儲(chǔ)液區(qū)。其主要功能是：1)高、中溫季節(jié)將壓縮制冷單元的制冷量傳遞給第二制冷劑，滿足空調(diào)對(duì)象熱負(fù)荷和設(shè)定供液參數(shù)的要求；2)兼為儲(chǔ)液器，滿足第二制冷劑動(dòng)力循環(huán)的儲(chǔ)液量要求，維持適量的過(guò)冷度和蓄冷能力，提升系統(tǒng)的安全性。

1殼體 2視液管 3儲(chǔ)液器 4第二制冷劑出口 5蒸發(fā)管簇 6均流板 7第二制冷劑進(jìn)口圖4 殼管式換熱器Fig.4 Shell and tube heat exchanger

2 性能實(shí)驗(yàn)

2.1 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)

熱管復(fù)合式制冷機(jī)組的性能實(shí)驗(yàn)在安徽滁州揚(yáng)子空調(diào)器有限公司的焓差法實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)如圖3所示。制冷機(jī)組置于室外側(cè)，室內(nèi)側(cè)布置直接蒸發(fā)式空氣冷卻器，室、內(nèi)外側(cè)環(huán)境條件由各自的工況機(jī)組提供。

2.2 實(shí)驗(yàn)方案

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)兼顧了應(yīng)用對(duì)象某高性能計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的環(huán)控要求，其服務(wù)器的CPU集成密度大，設(shè)計(jì)熱負(fù)荷60 kW，具有熱流密度大、熱負(fù)荷變化幅度大及變化頻繁的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)空調(diào)回風(fēng)溫度為33 ℃。實(shí)驗(yàn)依據(jù)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《蒸氣壓縮/熱管復(fù)合式制冷機(jī)組》QB1.03.015—2014進(jìn)行，第二制冷劑飽和溫度設(shè)定值為17 ℃±1 ℃，定供液量，回風(fēng)干/濕球溫度設(shè)定為33 ℃/24 ℃，蒸發(fā)器出口靜壓恒定，被測(cè)機(jī)組工作在自動(dòng)控制狀態(tài)，調(diào)整室外側(cè)環(huán)境溫度，分別測(cè)量和記錄第一制冷劑蒸發(fā)溫度(壓力)、回氣溫度，第二制冷劑回氣(或氣液混合狀態(tài))總管溫度、儲(chǔ)液溫度和壓力及機(jī)組輸入功率等，通過(guò)測(cè)量室內(nèi)側(cè)空氣冷卻器的進(jìn)出口焓差和風(fēng)量計(jì)算制冷量，并考核蒸發(fā)冷凝器和控制系統(tǒng)的工作性能。

2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

圖5所示為熱管復(fù)合式制冷機(jī)組在室內(nèi)側(cè)空氣冷卻器進(jìn)口風(fēng)量和溫度不變條件下制冷性能隨室外環(huán)境溫度的變化。在室外環(huán)境溫度>35 ℃時(shí)，隨著環(huán)境溫度提高，冷凝溫度上升，致使制冷量和COP呈下降趨勢(shì)。在室外環(huán)境溫度≤35 ℃的溫區(qū)，制冷量在60 kW附近小幅波動(dòng)。其中，在10 ℃≤環(huán)境溫度≤35 ℃的溫區(qū)，通過(guò)調(diào)節(jié)壓縮機(jī)的排量控制制冷量的輸出；在環(huán)境溫度<10 ℃的溫區(qū)，通過(guò)調(diào)節(jié)室外風(fēng)機(jī)的風(fēng)量(熱管的換熱能力)控制制冷量的輸出。在環(huán)境溫度小于16 ℃區(qū)間，熱管復(fù)合式制冷機(jī)組的COP隨著環(huán)境溫度的下降而加速上升。

圖6所示為熱管復(fù)合式制冷機(jī)組熱管單元獨(dú)立工作的制冷性能，此時(shí)空調(diào)機(jī)組的耗能部件主要有：室外風(fēng)機(jī)、液泵、電控系統(tǒng)和室內(nèi)側(cè)風(fēng)機(jī)。根據(jù)環(huán)控對(duì)象技術(shù)要求，設(shè)定室外環(huán)境溫度10～16 ℃為復(fù)合區(qū)，熱管單元滿負(fù)荷運(yùn)行，機(jī)組的制冷量和COP隨室外環(huán)境溫度的降低快速上升，10 ℃時(shí)分別為59.8 kW和11.3。隨著室外環(huán)境溫度的進(jìn)一步降低，室外風(fēng)機(jī)逐級(jí)卸載，維持制冷量穩(wěn)定，COP小幅增大，室外環(huán)境溫度為-5 ℃時(shí)，制冷量和COP分別為61.4 kW和15.5，此時(shí)室外風(fēng)機(jī)的功率幾乎減半。

圖5 制冷性能隨室外環(huán)境溫度的變化Fig.5 Refrigeration performance versus outdoor temperature

圖6 熱管制冷量和COP隨環(huán)境溫度的變化Fig.6 Refrigeration capacity and COP of heat pipe versus outdoor temperature

分析圖5和圖6的性能曲線可知，熱管復(fù)合式制冷技術(shù)的節(jié)能優(yōu)勢(shì)主要在于低溫和過(guò)渡季節(jié)利用自然冷源替代或部分替代蒸氣壓縮制冷，這一特性尤其適用于數(shù)據(jù)中心、基站等全天候運(yùn)行的電力電子設(shè)備的環(huán)控。性能實(shí)驗(yàn)結(jié)果同時(shí)表明：筆者研發(fā)的熱管復(fù)合式制冷機(jī)組能夠響應(yīng)運(yùn)行環(huán)境的變化，自動(dòng)調(diào)節(jié)工作模式和制冷量輸出，在寬溫區(qū)內(nèi)穩(wěn)定、可靠和節(jié)能運(yùn)行。

3 應(yīng)用分析

大連市某高校數(shù)據(jù)中心的高性能計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(見(jiàn)圖7(a))使用HKF-60FH熱管復(fù)合式制冷機(jī)組作為空調(diào)冷源，采用熱損和輸送功均較小的閉式循環(huán)、水平送風(fēng)的氣流組織方式(見(jiàn)圖7(b))，空氣處理裝置的蒸發(fā)器如圖4所示，回風(fēng)溫度設(shè)定為33 ℃。熱管復(fù)合式制冷空調(diào)系統(tǒng)于2014年7月啟用，截至2015年10月已安全、可靠地自動(dòng)運(yùn)行了15個(gè)月。

圖7 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及內(nèi)部氣流組織Fig.7 Computer system and its internal air flow organization

根據(jù)DEST隨機(jī)氣候模型，統(tǒng)計(jì)了大連市全年溫度逐時(shí)變化數(shù)據(jù)，如圖8所示，經(jīng)分析得到熱管復(fù)合式制冷空調(diào)系統(tǒng)壓縮制冷、復(fù)合制冷和熱管制冷三種工作模式的運(yùn)行時(shí)間占比分別為38.1%，15.9%和46.0%，圖8中線段A-A以下均為熱管運(yùn)行時(shí)區(qū)，全年61.9%的時(shí)間熱管制冷單元運(yùn)行。

圖8 大連全年干球溫度的變化Fig.8 Annual dry bulb temperature of Dalian

年綜合能效的計(jì)算式為:

(1)

式中：ti為數(shù)據(jù)中心空調(diào)運(yùn)行期間大連逐時(shí)溫度的小時(shí)數(shù)；COPi為逐時(shí)溫度所對(duì)應(yīng)的COP。

根據(jù)HKF-60FH熱管復(fù)合式制冷機(jī)組的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算得：熱管復(fù)合式數(shù)據(jù)中心空調(diào)系統(tǒng)全年綜合能效比為7.9。

4 結(jié)論

基于數(shù)據(jù)中心空氣調(diào)節(jié)需求，以節(jié)能、小型化、高可靠性和良好的調(diào)節(jié)性能為目標(biāo)，本文提出了壓縮制冷系統(tǒng)與分離式熱管系統(tǒng)一體化和雙系統(tǒng)兼容運(yùn)行的技術(shù)方案，研發(fā)了熱管復(fù)合式制冷機(jī)組，通過(guò)性能實(shí)驗(yàn)和應(yīng)用考核，得到以下主要結(jié)論：

1)自主研發(fā)的熱管復(fù)合式制冷機(jī)組及機(jī)房空調(diào)系統(tǒng)，解決了分離式熱管系統(tǒng)與蒸氣壓縮制冷系統(tǒng)兼容運(yùn)行、能量調(diào)節(jié)和自動(dòng)運(yùn)行控制等問(wèn)題，有效地拓寬了熱管系統(tǒng)的工作溫區(qū)，提高了自然冷源的利用率。

2)熱管復(fù)合式制冷機(jī)組的性能測(cè)試顯示：制冷工況(環(huán)境溫度35 ℃)和熱管工況(環(huán)境溫度10 ℃)的制冷量/COP分別為61.3 kW/3.23和59.8 kW/11.3。

3)HKF-60FH熱管復(fù)合式制冷機(jī)組采用多臺(tái)制冷壓縮機(jī)和多個(gè)獨(dú)立制冷回路的技術(shù)，提高了制冷系統(tǒng)的可靠性和部分負(fù)荷的能效；采用液泵驅(qū)動(dòng)熱管循環(huán)，熱管運(yùn)行穩(wěn)定，能量調(diào)節(jié)性好，可實(shí)現(xiàn)冷量遠(yuǎn)距離輸送。機(jī)房空調(diào)應(yīng)用示范工程已運(yùn)行15個(gè)月，高效、可靠的特性明顯。

4)熱管復(fù)合式制冷技術(shù)及其空調(diào)系統(tǒng)高效、可靠，廣泛適用于數(shù)據(jù)中心、高性能計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、通信基站等全天候運(yùn)行的電子和能源設(shè)備的環(huán)境控制。

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About the corresponding author

Wang Tiejun, male, professor, The Head of Refrigeration and Air Conditioning Institute, +86 13905510159， E-mail: wtj555@sina.com. Research fields: conservation and utilization of energy in refrigeration and air-conditioning system.

Research and Application of Compound Refrigeration Unit with Heat Pipe

Wang Tiejun1Zhao Li1Lü Jixiang1Zhao Shaobo2Liu Guanghui3Wang Jinghui1Xia Xingxiang1

(1. School of Mechanical and Automotive Engineering, Hefei University of Technology, Hefei, 230009，China; 2. Chuzhou Yangzi Central Air-conditioning Co., Ltd.，Chuzhou, 239000，China；3.Sugon Information Industry(Beijing) Co., Ltd.，Beijing ,100094，China)

HKF-60FH, a compound refrigeration unit with heat pipe for data center and other electronic equipment has been researched and developed. It contains three work modes: vapor compressing refrigeration, compound refrigeration and refrigeration with heat pipe respectively. Two independent cooling loops are formed by four scroll compressors where two of them are parallel. In this way, this unit can regulate cooling capacity by changing volume of compressors. Heat pipe unit uses the second refrigerant, which is driven by a liquid pump. In the air-cooled side, a combined heat exchanger was used, which contains the heat exchanger of heat pipe unit, condenser of compressing refrigeration unit and fan. Vapor compressing refrigeration begins to work when the ambient temperature is high. In this work mode, the first refrigerant provides total cooling capacity for the second refrigerant by heat transfer in the evaporator-condenser. Compound refrigeration mode works in transition seasons under full load operation of the heat pipe unit and compression refrigeration unit remedies the cooling capacity. When the ambient temperature is low, heat pipe unit operates and makes full use of the natural cold source. HKF-60FH unit is applied to high performance computer system, the evaporators are established in the truss and its internal air-flow distribution uses the method of horizontal air supply and closed circulation. The recirculating air temperature of the evaporators is set to 33 ℃. According to the above parameters, the refrigeration capacity and COP of vapor compressing refrigeration mode can reach 61.3 kW and 3.23(the ambient temperature is 35 ℃). Furthermore, the capacity and COP of heat pipe mode achieve 59.8 kW and 11.3(the ambient temperature is 10 ℃).

data center air-conditioning; compound refrigeration unit with heat pipe; research and development; application

0253- 4339(2016) 04- 0065- 06

10.3969/j.issn.0253- 4339.2016.04.065

2015年10月9日

TB657；TK172.4

A

簡(jiǎn)介

王鐵軍，男，教授，合肥工業(yè)大學(xué)制冷與空調(diào)技術(shù)研究所所長(zhǎng)，13905510159，E-mail：wtj555@sina.com。研究方向：制冷空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能與能源綜合利用。