【摘 要】
:
当前数据中心规模不断扩大,高功率水平的电子芯片大量集成,芯片的散热问题不可避免的受到关注。传统风冷散热技术冷却能力较低、能耗较高,在数据中心的应用受到了限制。而两相浸没式液冷系统中液体直接接触电子元件,实现了液体显热以及潜热的双重利用,具有结构紧凑、换热热阻低、散热效率高等优点,在电子元件散热领域有良好的应用前景。目前,针对两相浸没式液冷系统的研究主要集中于池沸腾的强化传热以及液体循环工质的性质,
论文部分内容阅读
当前数据中心规模不断扩大,高功率水平的电子芯片大量集成,芯片的散热问题不可避免的受到关注。传统风冷散热技术冷却能力较低、能耗较高,在数据中心的应用受到了限制。而两相浸没式液冷系统中液体直接接触电子元件,实现了液体显热以及潜热的双重利用,具有结构紧凑、换热热阻低、散热效率高等优点,在电子元件散热领域有良好的应用前景。目前,针对两相浸没式液冷系统的研究主要集中于池沸腾的强化传热以及液体循环工质的性质,对两相浸没式液冷系统中氟化液汽化后在冷凝管外的冷凝传热特性以及冷凝及冷却水循环系统的相关研究较少,而这是两相浸没式液冷系统对电子元件进行稳定和持续散热的基础。因此,本文基于两相浸没式液冷系统,开展冷凝散热与沸腾换热匹配的相关研究具有一定意义。首先,本文搭建了两相浸没式液冷实验平台,以典型的氟化液HFE-7100作为换热介质,测试了其池沸腾曲线,为后续高效、安全的应用两相浸没式液冷系统散热奠定基础。通过实验研究了HFE-7100在不同类型管道的管外冷凝传热性能随冷却水进口温度、冷却水流量的变化规律。实验结果表明,HFE-7100在光滑管外的冷凝传热系数随冷却水进口温度的升高而升高,而三维强化管则与之相反;光滑管和三维强化管的管外冷凝传热系数都随着水流量的增大而增大,但随着水流量增加逐渐趋于稳定。并对HFE-7100在不同形式的冷凝管外的冷凝传热机理进行了分析,为持续强化换热以及系统的冷却水运行参数设置提供参考。然后,实验研究了不同运行工况下单位时间内冷凝及冷却水循环系统换热量与氟化液池沸腾系统的沸腾传热量的匹配度,分析冷凝及冷却水系统散热量明显高于或低于池沸腾系统传热量所带来的不利后果,进而强调系统在传热量匹配条件下运行的重要性。利用性能系数(Coefficient of Performance,COP)及能源利用效率(Power Usage Effectiveness,PUE)对系统能效进行了分析,系统在热量恰好匹配时能获得最高的COP(或最低的PUE)。在系统热量匹配的情况下,系统的COP随着冷却水流量的增加而逐渐减小,而PUE的变化趋势则相反。根据热量匹配条件下的最小冷却水流量,优化冷却水流量可提高系统运行COP。最后,引入(火用)分析方法对系统的可用能进行研究,减少传热过程中的不可逆损失,提高出口冷却水的热回收价值。通过净效率将(火用)效率和标准化平均无故障时间相联系,量化两相浸没式液冷系统在整个运行期间的可用能与理想状态下的可用能的接近程度。基于实验数据研究冷却水运行参数对系统净效率的影响,结果表明,提高冷却水进口温度和流量都有助于提高系统的净效率,其中冷却水进口温度的影响更加显著。然后,分别提出了以PUE和净效率为优化目标的运行策略,并通过经济性分析方法量化不同运行策略下系统的能源成本和(火用)损成本。对于本文所设计的系统,(火用)损成本的降低量显著大于能源成本的增加量,通过增加较小能耗来提高系统整个运行期间的可用能是合理的。
其他文献
近年来,轨道交通系统在城市交通发展中发挥重要作用,但轨道交通地下车站由于其结构紧凑、人口密度高、出入口数量有限等因素,在火灾事故发生后可能会造成严重的人员伤亡、财产损失和社会影响。国内外学者提出运用火灾风险评估模型对轨道交通地下车站的火灾风险进行评判和预估。然而,由于缺乏轨道交通地下车站火灾事故数据,难以建立科学量化的评估模型,目前轨道交通地下车站的火灾风险评估模型大多依据主观经验进行定性分析。同
甲烷浓度低于30%的煤矿瓦斯称为煤矿低浓度瓦斯。目前国内外对爆炸浓度内的煤矿低浓度瓦斯无法实现安全直燃处理,通常将其直接排放到空气中,造成能源浪费和环境污染。金属纤维燃烧器是一种多孔介质燃烧器,适合全预混燃烧,可以安全利用可爆范围内的瓦斯气体,在提高煤矿低浓度瓦斯利用率的同时还可有效减少甲烷排放,具有很好的环保性和经济性。本文设计搭建了煤矿低浓度瓦斯金属纤维燃烧器直燃实验系统,结合理论分析对其燃烧
从工程应用角度出发,建立了一套基于排水管网拓扑关系排水分区识别划分的分布式在线流量监测点优化布局方法。以南方某城镇为研究案例,初步构建区域排水管网拓扑关系,按照管网拓扑关系划分为10个1级排水分区,采用3级布点方法体系初步拟定22个监测点位,并开展为期2个月的水量监测,监测周期涵盖旱天和雨天,通过数据诊断分析后提出了监测点布局优化调整方案,最终确定有效在线监测点共19个,为分布式在线监测的优化布局
目前,在健康人群热感觉预测方面,已取得了较多的研究成果,而针对身体虚弱的病人,由于受疾病和治疗用药的影响,病人生理和心理方面均与健康人存在明显差异,而在病人热感觉预测方面的研究成果还很有限。为更好地设计并营造适宜于普通病人的热环境,有利于病人康复并缓解其痛苦,本文针对普通住院病人的能量代谢与热感觉预测展开了研究。首先,查阅医学领域中与代谢率关系密切的病人能量代谢研究成果,筛选出了37篇国内外的相关
新风能耗为环控系统的主要能耗之一,在建筑空调总能耗中,新风能耗约占30%。为保证室内空气品质,通常采取的做法是增大新风量,但这同时也会导致新风能耗的增加,而现阶段使用高品位的空调冷热水对新风进行预热、预冷会产生较高的能耗。为减少处理新风负荷的能耗,提高系统能效,本文提出了一种新风预处理系统,利用低辐射太阳能、夜空冷辐射与低温相变材料相结合的一种相变蓄能单元原理性装置(相变蓄能单元雏形)预处理新风,
<正>党建工作做实了就是生产力,做强了就是竞争力,做细了就是凝聚力。中国化学赛鼎工程有限公司(以下简称“赛鼎公司”)坚持把党的领导融入公司治理,制定印发《赛鼎公司党建融入生产经营工作方案》,着力构建“学、行、考”三环紧扣的党建工作模式,以学促行、以行促知、以考促学、以考促行,持续推动党建工作融入决策、融入执行、融入监督、融入制度,切实筑牢国有企业的“根”和“魂”。
近年来,随着新型冠状病毒肺炎(COVID-19)、重症急性呼吸综合征(SARS)等呼吸道传染病的爆发,如何有效防控呼吸系统疾病的传播成为公共卫生和建筑环境等领域的主要问题之一。飞沫核是呼吸系统疾病室内传播的最主要载体,而通风是控制飞沫核扩散、降低室内交叉感染风险的主要技术手段,不合理的通风模式会不利于飞沫核的稀释和排除,从而增加交叉感染风险。本课题组创新地提出了一种新型通风模式,即耦合脉动送风和层
近年来,在人口迅速增加、土地资源日益紧张等多方因素的推动作用下,高层、高密度的住宅逐渐成为城市住宅的主要建筑类型。随着社会经济和生活水平的提高,居民对室内环境质量的需求也不断提高,供暖空调能耗急剧增加,与其他类型建筑相比,高层建筑冷负荷更高、能源密度更高。在世界能源紧缺的背景下,被动式超低能耗建筑作为节能型建筑的发展趋势,受到越来越多的关注,同时也为高层住宅的节能提供了方向。自然通风作为被动式节能
随着5G、云计算、人工智能等技术的快速发展,信息化浪潮已席卷全球,数据中心作为各行业信息系统运行的载体,已经成为数字经济发展的重要支点。数据中心规模和数量的不断增加带来了严峻的能耗和环境问题,因此提高其能源利用效率以降低运行能耗势在必行。冷却塔供冷技术作为目前数据中心空调系统应用最广泛的节能手段之一,明确该技术在不同地区的能耗及水耗特性,优化其应用效果至关重要。本文以重庆某数据中心为案例,通过数据