CN106949668B - 一种idc机房热泵制冷发电装置及工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种IDC机房热泵制冷发电装置及工作方法，包括通过管道依次连接的压缩机、冷凝器、过滤器、毛细管、蒸发器、以及半导体温差发电片，在压缩机的作用下，气态的冷媒变成高温高压的过热蒸气，经过压缩机出口的高压排气管流进冷凝器；在冷凝器外部风扇的作用下，冷媒冷却变成高温中压的液体流向过滤器，液态冷媒经过过滤器过滤后进入毛细管；高温中压的液态冷媒变成了低温低压的液体冷媒，低温低压的液体冷媒通过毛细管出口管流向蒸发器，在蒸发器内蒸发形成气态返回压缩机，同时由于蒸发器降温形成了温差带动半导体温差发电片发电。本发明成本低廉，低碳绿色环保，无冷却塔的散热，节约了水资源。降低了IDC机房的运营成本。
Description
技术领域
本发明属于制冷发电领域，具体涉及一种IDC机房热泵制冷发电装置及工作方法。
背景技术
IDC（数据中心）作为互联网行业的支撑平台，其技术的创新能力的强弱直接关系到互联网行业未来的发展。当前我们国家对IDC提出了绿色节能环保的概念，如何打造绿色IDC，节能是关键。IDC在能耗使用方面制冷设备是占到了45%，IT设备占到了30%的耗能，供配电系统是24%，照明和其他的设备占到了1%的份额。可以看出制冷设备的能耗占用比是最大的，减少制冷的能耗我们就离绿色IDC就近了一步。
现在IDC机房将空调房间考虑成一个完整的均匀空间，按现场最大需求量来考虑，采取集中制冷模式。在运营中，人们逐渐认识到按需制冷的必要和集中制冷的弊端，这一技术将成为制冷系统未来发展方向。 何谓“按需制冷”，按需制冷可以理解为按房间各部分热源的即时需要供冷，将冷媒送到最贴近热源的地方，也就是将制冷方式从房间级制冷转变为机柜级制冷，这正是机房制冷的发展趋势。
发明内容
本发明的目的是提出一种应用于IDC机房的制冷发电装置，采用常规环保制冷剂为工作介质，将IDC机房中的废热大量吸收，使其转化为电能的解决方案。高效的利用了废热，减少机房制冷所需的电能，节能环保。
为了解决上述技术问题本发明采用的技术方案是：
一种IDC机房热泵制冷发电装置，包括通过管道依次连接的压缩机、冷凝器、过滤器、毛细管和蒸发器、以及设于蒸发器表面的半导体温差发电片，所述压缩机出口通过高压排气管与冷凝器入口相连，冷凝器出口通过冷凝器出口管与过滤器入口相连，过滤器出口与毛细管入口端相连，毛细管出口端通过毛细管出口管与蒸发器入口相连，所述蒸发器有多级，每一级蒸发器之间通过蒸发器连接管相连，最后一级蒸发器出口通过气体回流管与压缩机入口相连，所述冷凝器上设有用于冷却冷媒的冷却风机，所述蒸发器设于IDC机房内墙面。
作为改进，所述压缩机上设有补充冷媒的检修管。
作为改进，所述气体回流管、毛细管出口管、冷凝器出口管、高压排气管、以及蒸发器连接管均采用铜制管道，且高压排气管和冷凝器出口管均采用焊接与其相应的前后设备相连。
作为改进，所述蒸发器有1-4级，每一级蒸发器之间均通过蒸发器连接管串联。
一种上述IDC机房热泵制冷发电装置工作方法，包括以下步骤：
S1，在压缩机的作用下，气态的冷媒变成高温高压的过热蒸气，经过压缩机出口的高压排气管进入冷凝器；
S2，高温高压的过热蒸气在冷凝器外部风扇的作用下，冷媒在冷凝器中进一步冷却，变成高温中压的液体流向过滤器。
S3，液态冷媒经过过滤器过滤后进入毛细管；
S4，通过细长的毛细管突然缩径带来的节流降压作用，高温中压的液态冷媒变成了低温低压的液体冷媒，低温低压的液体冷媒通过毛细管出口管流向蒸发器；
S5，由于蒸发器的温度高于冷媒的沸点，低温低压的液态冷媒在蒸发器中气化成饱和蒸气；
S6，冷媒气化过程中会吸收大量热量，降低了蒸发器的温度，在给IDC机房冷却降温的同时在蒸发器的表面形成了温差；
S7，在蒸发器的两边排布了半导体温差发电片，半导体温差发电片一面与IDC机房的环境接触，一面贴着蒸发器，由于蒸发器表面存在温差，故半导体温差发电片可源源不断地发电；
S8，在蒸发器内气化形成低压气态的冷媒通过气体回流管进入压缩机入口，进入下一个循环。
作为改进，所述蒸发器设于IDC机房的墙壁内，所述半导体温差发电片有多个，多个半导体温差发电片均分覆盖在蒸发器的表面。
本发明的有益效果是：
降低了IDC机房的用电及制冷能耗。降低了机房制冷设备的成本，经济性好。将制冷与发电结合，可以减少自身耗电量，同时可以吸收机房的废热，降低机房的温度。减少了机房对环境的热排放，低碳，绿色环保。没有冷却塔的散热，节约了水资源。降低了IDC机房的运营成本。
附图说明
图1是本发明的一种IDC机房热泵制冷发电装置结构示意图。
图2是本发明一种IDC机房热泵制冷发电装置工作方法流程图。
图中，1-蒸发器，2-冷凝器，3-压缩机，4-过滤器，5-毛细管，6-装置电控装置，7-气体回流管，8-毛细管出口管，9-冷凝器出口管，10-高压排气管，11-蒸发器连接管，12-半导体温差发电片。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
参考图1，如图1所示，一种IDC机房热泵制冷发电装置，包括通过管道依次连接的压缩机3、冷凝器2、过滤器4、毛细管5和蒸发器1、以及设于蒸发器1表面的半导体温差发电片12，所述压缩机3出口通过高压排气管10与冷凝器2入口相连，冷凝器2出口通过冷凝器出口管9与过滤器4入口相连，过滤器4出口与毛细管5入口端相连，毛细管5出口端通过毛细管出口管8与蒸发器1入口相连，所述蒸发器1有多级，每一级蒸发器1之间通过蒸发器连接管11相连，最后一级蒸发器1出口通过气体回流管7与压缩机3入口相连，电控装置6用于控制整个装置的开关与定时。所述冷凝器上设有用于冷却冷媒的冷却风机，所述蒸发器1设于IDC机房内墙面。
所述压缩机3上设有补充冷媒的检修管。
所述气体回流管7、毛细管出口管8、冷凝器出口管9、高压排气管、以及蒸发器连接管11均采用铜制管道，且高压排气管和冷凝器出口管9均采用焊接与其相应的前后设备相连。
本实施例的蒸发器1有2级，两级级蒸发器1之间通过蒸发器连接管11串联，蒸发器1级数可根据实际需求改变，具体的1-4级能达到比较好的冷却IDC和发电同时兼顾效果。
所述压缩机3中的冷媒是乙二醇。
实施例2
参考图2，如图2所示，一种IDC机房热泵制冷发电装置工作方法，包括以下步骤：
S1，在压缩机3的作用下，气态的冷媒变成高温高压的过热蒸气，经过压缩机3出口的高压排气管10进入冷凝器2；
S2，高温高压的过热蒸气在冷凝器2外部风扇的作用下，冷媒在冷凝器2中进一步冷却，变成高温中压的液体流向过滤器4。
S3，液态冷媒经过过滤器4过滤后进入毛细管5；
S4，通过细长的毛细管5突然缩径带来的节流降压作用，高温中压的液态冷媒变成了低温低压的液体冷媒，低温低压的液体冷媒通过毛细管出口管8流向蒸发器1；
S5，由于蒸发器1的温度高于冷媒的沸点，低温低压的液态冷媒在蒸发器1中气化成饱和蒸气；
S6，冷媒气化过程中会吸收大量热量，降低了蒸发器1的温度，在给IDC机房冷却降温的同时在蒸发器1的表面还形成了温差；
S7，在蒸发器1的两边排布了半导体温差发电片12，半导体温差发电片12一面与IDC机房的环境接触，一面贴着蒸发器1，由于蒸发器1表面存在温差，故半导体温差发电片12可源源不断地发电；
S8，在蒸发器1内气化形成低压气态的冷媒通过气体回流管7进入压缩机3入口，进入下一个循环。
所述蒸发器1设于IDC机房的墙壁内，所述半导体温差发电片12有多个，多个半导体温差发电片12均分覆盖在蒸发器1的表面。
将除蒸发器1以外的其他部件安装于IDC机房的一个小角落或者靠近机房的室外某处。
本发明降低了IDC机房的用电及制冷能耗，降低了机房制冷设备的成本，经济性好，将制冷与发电结合，可以减少自身耗电量，同时可以吸收机房的废热，降低机房的温度，减少了机房对环境的热排放，低碳，绿色环保。没有冷却塔的散热，节约了水资源，降低了IDC机房的运营成本。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种IDC机房热泵制冷发电装置，其特征在于：包括通过管道依次连接的压缩机、冷凝器、过滤器、毛细管和蒸发器、以及设于蒸发器表面的半导体温差发电片，所述压缩机出口通过高压排气管与冷凝器入口相连，冷凝器出口通过冷凝器出口管与过滤器入口相连，过滤器出口与毛细管入口端相连，毛细管出口端通过毛细管出口管与蒸发器入口相连，所述蒸发器有多级，每一级蒸发器之间通过蒸发器连接管相连，最后一级蒸发器出口通过气体回流管与压缩机入口相连，所述压缩机内装有冷媒，所述冷凝器上设有用于冷却冷媒的冷却风机，所述蒸发器设于IDC机房内墙面。
2.根据权利要求1所述一种IDC机房热泵制冷发电装置，其特征在于：所述压缩机上设有补充冷媒的检修管。
3.根据权利要求1所述一种IDC机房热泵制冷发电装置，其特征在于：所述气体回流管、毛细管出口管、冷凝器出口管、高压排气管、以及蒸发器连接管均采用铜制管道，且高压排气管和冷凝器出口管均采用焊接与其相应的前后设备相连。
4.根据权利要求1所述一种IDC机房热泵制冷发电装置，其特征在于：所述蒸发器有1-4级，每一级蒸发器之间均通过蒸发器连接管串联。
5.一种IDC机房热泵制冷发电装置工作方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，在压缩机的作用下，气态的冷媒变成高温高压的过热蒸气，经过压缩机出口的高压排气管进入冷凝器；
S2，高温高压的过热蒸气在冷凝器外部风扇的作用下，冷媒在冷凝器中进一步冷却，变成高温中压的液体流向过滤器；
S3，液态冷媒经过过滤器过滤后进入毛细管；
S4，通过细长的毛细管突然缩径带来的节流降压作用，高温中压的液态冷媒变成了低温低压的液体冷媒，低温低压的液体冷媒通过毛细管出口管流向蒸发器；
S5，由于蒸发器的温度高于冷媒的沸点，低温低压的液态冷媒在蒸发器中气化成饱和蒸气；
S6，冷媒气化过程中会吸收大量热量，降低了蒸发器的温度，在给IDC机房冷却降温的同时在蒸发器的表面形成了温差；
S7，在蒸发器的两边排布了半导体温差发电片，半导体温差发电片一面与IDC机房的环境接触，一面贴着蒸发器，由于蒸发器表面存在温差，故半导体温差发电片可源源不断地发电；
S8，在蒸发器内气化形成低压气态的冷媒通过气体回流管进入压缩机入口，进入下一个循环。
6.根据权利要求5所述一种IDC机房热泵制冷发电装置工作方法，其特征在于，所述蒸发器设于IDC机房的墙壁内，所述半导体温差发电片有多个，多个半导体温差发电片均分覆盖在蒸发器的表面。
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