随着“大数据”、“5G”、“人工智能”及“云计算”等新兴信息产业的快速发展,作为其基础设施的数据机房的数量不断增加,数据机房高能耗问题日益凸显,节能问题受到极大关注。我国数据机房目前主要的冷却方式为空调送风冷却,这种冷却方式虽然形式简单且成本较低,但能耗较高,其中换热器换热性能不足是导致其能耗较高的重要原因。因此,研究机房空调机组换热器换热性能,优化机房空调换热器的气流组织及换热效果具有重要工程应用价值。本文针对下送风机型机房空调机组中V型翅片管换热器,首先利用FLUENT软件中多孔介质模型及热源模型,对现有V型翅片管式换热器及改进型式后换热器的温度场及速度场进行了数值模拟,对比分析了现有型式及改进型式后换热器的换热效果。随后,在焓差实验室中对V型换热器进行了性能实验测试,测试了在不同工况下换热器的流动与换热特性,综合数值模拟及实验测试结果,给出了V型换热器的优化设计方案。主要研究内容及结论如下:(1)采用FLUENT中多孔介质及热源模型模拟了V型换热器内气流组织及温度分布并对不同夹角下V型换热器的流动及换热性能进行了研究,模拟结果表明,下送风型机组V型换热器中,风速分布存在极大不均匀性,换热器中部区域风速较高,换热效果最好,换热器两侧风速较中间区域低,换热效果较差。风量越大,气流不均匀性越强。此外,在换热区域面积不变的条件下,夹角24°～30°范围内,换热板夹角的增大可有效增加换热器迎风面风速分布的均匀性,从而有效增加换热性能。(2)对下送风型A型及M型换热器的流动与换热特性进行了数值模拟并与V型换热器进行了对比分析,研究结果表明:在框架及换热板尺寸不变的情况下,V型换热器与A型换热器出口截面的温度相差不大。但相比于V型蒸发器,A型换热器需要保温的区域面积远小于V型换热器,其需要覆盖保温材料面积减少约1.85 m~2,能够在一定程度上节约生产成本。在有多个V型换热器时,M型换热器能够在框架不变的前提下增加一侧换热板的放置角度,从而有效改善气流组织分布的不均匀性,从而提升换热器整体换热效果。(3)对不同工况下V型换热器的流动与换热特性进行了实验研究,对比分析了不同工况下换热器的流动与换热特性,同时对增加滤网条件下的换热器特性进行了研究。实验结果表明,换热器迎风面上风速分布存在极大不均匀性,验证了数值模拟的结果。此外,在换热器迎风面加装滤网后,虽阻力有所提升,导致各测量点风速相较于无滤网时均有所减小,但风速的分布更加均匀,总体换热效果更好,制冷量提升2.4%,在一定程度上说明提高风速分布均匀性可有效提升换热器的换热效果。此外,通过测量各制冷剂管路出口温度,发现各制冷剂管路出口温度不同,影响整个蒸发器的换热效果,因此在换热器的管路设计时,应尽量减小各制冷剂管路温度差异。在流路数不变的情况下,改变制冷剂流程分布,在换热效果较好区域布置较短管路,而在换热效果较差区域布置相对较长管路,以保证制冷剂出口过热度满足进入压缩机的要求。