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J-GLOBAL ID：201902283313713438   整理番号：19A1607290

高出力データセンタラックにおける廃熱回収応用のためのコンパクトプレート熱交換器を設計するための最適化アルゴリズム【JST・京大機械翻訳】

An Optimization Algorithm to Design Compact Plate Heat Exchangers for Waste Heat Recovery Applications in High Power Datacenter Racks

著者 (3件)： Amalfi Raffaele L. (Nokia Bell Laboratories, Emerging Materials, Components and Devices Laboratory, 600 Mountain Avenue, Murray Hill, New Jersey, 07974, United States) ,  Cataldo Filippo (Provides Metalmeccanica S.r.l., Via Piave 82, Latina, 04100, Italy) ,  Thome John R. (JJ Cooling Innovation Sa`rl and LTCM-EPFL, Lausanne, Switzerland)
資料名： IEEE Conference Proceedings  (IEEE Conference Proceedings)
巻： 2019  号： ITherm  ページ： 159-166  発行年： 2019年 
JST資料番号： W2441A  資料種別： 会議録 (C)
記事区分： 原著論文  発行国： アメリカ合衆国 (USA)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： データセンタラックにおけるサーバの熱放散は,従来の空気ベースの冷却技術の経済的熱除去限界を破って,ますます増加する傾向に従っている。現在,総データセンタのエネルギー消費の平均40~45%が,サーバを冷却するために必要であり,エネルギー効率を維持するための重要な課題と,米国のOSHA基準内の騒音レベルも示している。本論文では,廃熱回収用途(例えば地域暖房ネットワーク)のためのデータセンタラックから冷却ループへの全熱を消費するマクロ規模熱サイフォンのオーバーヘッド冷凍機-水凝縮器として作用するコンパクトプレート熱交換器(PHE)の最適設計の決定に焦点を当てた。PHEは,従来の管内管およびシェル管熱交換器と比較して,より高い熱伝達性能,目標適用に対するより高い柔軟性,およびより低い圧力降下を提供するので,既に多くの工業的および国内応用(特に中小規模冷凍およびヒートポンプシステム)に対する好ましい解決策である。さらに,PHEの設計に含まれる多数の変数により,プレート数,プレートフットプリントサイズ,コルゲーションパターンの形状(すなわち,シェブロン角度,プレス深さなど),最適化解析および対応するシミュレーションツールは,データセンタラックの目標熱速度に適合するために,これらのユニットの最適設計を見出すことができる。そこで本研究では,広い範囲の運転条件,板形状および作動流体にわたるPHEを正確に評価し,設計するために,局所シミュレータ(ITHERM2018で提示されたものと比較して改良版)を組み込んだ新しい最適化プロセスを提案した。改良シミュレータは局所一次元有効性-NTU手法を用い,質量,運動量およびエネルギー方程式を局所的に実行し,凝縮熱伝達係数および摩擦圧力降下に対する新しい改良法と結合し,PHEの全体的熱-水力性能に対する入口および出口ポート圧力降下を取扱う新しい予測法を用いた。局所シミュレータは,遺伝的アルゴリズムを用いて最適化解析を行う中心関数である。後者は,二相流における熱伝達係数や圧力降下のような多くの高非線形関数を扱うとき,例外的に良く働くことが証明されている。最適化されるPHEの設計を決定する主要な変数はいくつかの制約を受ける。この最適化解析に選んだ目的関数は,マクロスケールラック熱サイフォンの凝縮側における全熱速度と圧力降下である。前者は最大化されるが,後者は高性能指数(圧力降下に対する熱速度の比として定義される)を達成するために最小化される。Copyright 2019 The Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc. All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： *熱交換器 ,  有効性 ,  シミュレータ ,  *最適化 ,  凍結 ,  *廃熱回収 ,  最適設計 ,  冷凍機 ,  エネルギー効率 ,  熱伝達率 ,  凝縮 ,  柔軟性 ,  二相流 ,  圧力損失 ,  *データセンタ

分類 (2件)： 図形・画像処理一般  (JE04010I) ,  熱交換器,冷却器  (PA03020G)

タイトルに関連する用語 (9件)： 高出力 ,  データセンタ ,  ラック ,  廃熱回収 ,  応用 ,  コンパクト ,  熱交換器 ,  設計 ,  最適化アルゴリズム