自然冷却专用小型气泵间隙泄漏特性分析

doi:10.19784/j.cnki.issn1672-0172.2023.02.010

家电科技 ›› 2023, Vol. 0 ›› Issue (2): 62-67.doi: 10.19784/j.cnki.issn1672-0172.2023.02.010

自然冷却专用小型气泵间隙泄漏特性分析

郑波^1,2, 宋宇³, 徐步青³, 王芮敏³, 周峰³, 马国远³

1.空调设备及系统运行节能国家重点实验室广东珠海 519070;
2.珠海格力电器股份有限公司广东珠海 519070;
3.北京工业大学制冷与低温工程系北京 100124

出版日期:2023-04-01 发布日期:2023-06-27
通讯作者: 周峰,E-mail：zhoufeng@bjut.edu.cn。
作者简介:郑波,高级工程师。研究方向：制冷系统优化、数据中心温控技术和储能电池温控技术研究。地址：广东省珠海市香洲区前山金鸡路789号。E-mail：bob0315@126.com。
基金资助:
空调设备及系统运行节能国家重点实验室开放基金项目（ACSKL2021KT03）; 中国制冷学会课题（KT202003）; 北京市教委科技计划一般项目（KM201910005017）

Gap leakage characteristics of miniature booster for free cooling in data centers

ZHENG Bo^1,2, SONG Yu³, XU Buqing³, WANG Ruimin³, ZHOU Feng³, MA Guoyuan³

1. State Key Laboratory of Air-Conditioning Equipment and System Energy Conservation Zhuhai 519070;
2. Gree Electric Appliances, Inc. of Zhuhai Zhuhai 519070;
3. Department of Refrigeration and Cryogenics Engineering, Beijing University of Technology Beijing 100124

Online:2023-04-01 Published:2023-06-27

摘要/Abstract

摘要： 气泵驱动回路热管是数据中心自然冷却的重要系统型式,可有效降低其冷却总能耗,气泵更是其中的关键专有部件。在前期气泵研究工作的基础上,专门针对小型滚动转子式气泵,建立其泄漏间隙模型,对不同间隙泄漏量、制冷剂种类对其泄漏特性的影响展开分析。研究表明：四种气泵间隙泄漏的泄漏量峰值均远低于常规压缩机,其泄漏量波动幅度也远小于压缩机的波动幅度;不同工质在气泵和压缩机中的泄漏量变化趋势基本一致;在轴向间隙泄漏中,R134a和R22工质的泄漏量峰值高于R32和R410A,按照其泄漏量大小排序为R134a>R22>R32>R410A,而在其他三种间隙结构中则相反;总泄漏量中,径向间隙泄漏量和轴向间隙泄漏量占比较大。

关键词: 数据中心, 自然冷却, 气泵, 间隙泄漏, 工质

Abstract: The booster-driven loop heat pipe system, as an important free cooling system in data centers, can reduce the cooling energy consumption of data centers effectively. The booster is the key component to supply the driving force. Based on the former researches by our group, the leakage gap model of a rolling piston booster was established, and the effects of different leakages and refrigerants were studied and compared. The results indicate that the peak leakages of four leakage gaps for the booster are much lower than that of the compressor, as well as the fluctuation ranges. The variations of the leakages for four refrigerants are the same for both the booster and the compressor. For the axial clearance leakage, the peak leakages of R134a and R22 are much higher than those of R32 and R410A. The leakages are ordered as R134a, R22, R32, R410A from large to small in sequence, which are the opposite for the other three leakage gaps. Among total gap leakages the radial and axial gap leakages are the main leakages.

Key words: Data center, Free cooling, Booster, Gap leakage, Refrigerant

中图分类号:

郑波, 宋宇, 徐步青, 王芮敏, 周峰, 马国远. 自然冷却专用小型气泵间隙泄漏特性分析[J]. 家电科技, 2023, 0(2): 62-67.

ZHENG Bo, SONG Yu, XU Buqing, WANG Ruimin, ZHOU Feng, MA Guoyuan. Gap leakage characteristics of miniature booster for free cooling in data centers[J]. Journal of Appliance Science & Technology, 2023, 0(2): 62-67.

参考文献

[1] 周峰, 王绚, 马国远. 数据机房泵驱动自然冷却机组工程运行节能分析[J]. 制冷与空调, 2016, 16(11): 72-76.
[2] 张双. 数据中心用泵驱动两相冷却回路换热特性研究[D]. 北京: 北京工业大学, 2015.
[3] 王飞. 新热管型制冷剂系统设计与实验[J]. 家电科技, 2020, 402(01): 36-39.
[4] 薛佳, 马国远, 戴晗, 等. 旋转气泵的性能特性分析[J]. 制冷与空调(四川), 2021, 35(03): 435-439+443.
[5] 白凯洋, 马国远, 周峰, 等. 全年用泵驱动回路热管及机械制冷复合冷却系统的性能特性[J]. 暖通空调, 2016, 46(09): 109-115.
[6] 李少聪, 马国远, 薛连政, 周峰. 旋转气泵驱动环路冷却机组的工作特性[J]. 制冷学报, 2019, 40(01): 1-7.
[7] 魏川铖. 通信基站散热用气泵驱动回路热管循环性能研究[D]. 北京: 北京工业大学, 2015.
[8] 薛连政, 马国远, 周峰, 等. 气泵驱动冷却机组在某小型数据中心的运行性能分析[J]. 制冷学报, 2019, 40(04): 1-9.
[9] Zhang P L, Li X T, Li R J, et al.Comparative study of two-phase natural circulation and gas-side mechanically driven loop used in air-conditioning systems[J]. Applied Thermal Engineering, 2019(153): 848-860.
[10] 刘鹏. 数据中心自然冷却专用气泵工作特性研究[D]. 北京: 北京工业大学, 2021.
[11] 王飞, 邵双全. 数据中心用气泵驱动热管复合空调节能潜力分析[J]. 制冷与空调, 2021, 21(02): 73-77+90.
[12] 薛佳. 旋转压缩机在特殊工况下的性能特性分析与应用研究[D]. 北京: 北京工业大学, 2021.
[13] 史传民. 滚动转子式压缩机泄漏分析与结构优化[D]. 武汉: 华中科技大学, 2014.
[14] 晏刚, 吴建华, 吴业正, 等. 滚动转子式压缩机内转子径向间隙泄漏的研究[J]. 流体机械, 2005(09): 72-75.
[15] 高永红. 提高旋转式压缩机效率的几种方法[J]. 电机电器技术, 2001(03): 45-48.
[16] 缪道平, 吴业正. 制冷压缩机[M]. 北京: 机械工业出版社, 2001.
[17] JianHua Wu, Ang Chen. A new structure and theoretical analysis on leakage and performance of an oil-free R290 rolling piston compressor[J]. International Journal of Refrigeration, 2015, 49: 110-118.
[18] Cai D H, He G G, Tetsuhide Y.Simulation and comparison of leakage characteristics of R290 in rolling piston type rotary compressor[J]. International Journal of Refrigeration, 2015, 53: 42-54.

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[2]	王飞. 新热管型制冷剂系统设计与实验[J]. 家电科技, 2020, 0(1): 36-39.
[3]	何四发, 徐延辉, 孙士杰, 姚平灵. R290替代R134a在商用制冰机匹配研究[J]. 家电科技, 2018, 0(11): 24-25.