CN113532901A - 基于数字服务器热能回收系统的碳减排检测装置及方法 - Google Patents

基于数字服务器热能回收系统的碳减排检测装置及方法 Download PDF

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CN113532901A CN202110838047.5A CN202110838047A CN113532901A CN 113532901 A CN113532901 A CN 113532901A CN 202110838047 A CN202110838047 A CN 202110838047A CN 113532901 A CN113532901 A CN 113532901A
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Abstract

本发明提出了基于数字服务器热能回收系统的碳减排检测装置及方法。碳减排检测装置适用于数字服务器热能回收系统，数字服务器热能回收系统包括热能交换柜，碳减排检测装置位于热能交换柜上；碳减排检测装置包括主控模块、流量传感器和温度传感器；流量传感器用于获取热能交换柜的出水量；温度传感器用于检测热能交换柜的进水温度和出水温度；主控模块根据出水量、进水温度和出水温度计算等效二氧化碳减排量。本发明提出的碳减排检测装置通过检测热能交换柜的出水量、出水温度和进水温度，获取回收的热能，并最终转换为碳减排量，建立了一套完整的热能回收检测机制，利用碳减排量直观评价数字服务器热能回收系统的回收效率。

Description

基于数字服务器热能回收系统的碳减排检测装置及方法
技术领域
本发明涉及碳减排领域，特别涉及一种基于数字服务器热能回收系统的碳减排检测装置及方法。
背景技术
随着全球气候变暖，减少二氧化碳的排放量，缓解人类的气候危机，已然是世界各国能源战略发展重点。资源循环再利用是碳减排措施中的重要一环，靠循环再利用的方法来减少材料循环使用，可以减少生产新原料的数量，从而降低二氧化碳排放量。
随着电子信息系统高密度的集成化，解决设备散热日渐趋高的现象受到了强烈关注。根据统计数据显示，数据中心的冷却占总功耗的40％左右。随着半导体技术按照摩尔定律在飞速提升，服务器的运算能力也得以呈指数级增长，功耗也在急剧提高，随之而来的服务器散热问题已经成为制约服务器发展的重要因素。
而现有技术中关于服务器冷却的相关方案往往存在大量弊端。现有技术中服务器运行产生热能，多数是直接或者通过空调等设备排放到大气中，不仅无法实现回收利用，还需花费巨额成本来进行散热处理，不利于节约资源和环境保护。此外，即使存在热能回收利用，也缺乏一种标准将能量回收通过碳排放量直观的表示出来，难以建立一个碳排放指标以评价能源回收的效率。
因此，急需一种关于热能回收与碳排放指标检测相结合的方案来解决上述问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提出了基于数字服务器热能回收系统的碳减排检测装置及方法，具体方案如下：
一种基于数字服务器热能回收系统的碳减排检测装置，适用于数字服务器热能回收系统，所述数字服务器热能回收系统包括热能交换柜，所述碳减排检测装置位于所述热能交换柜上，所述热能交换柜设置有进水管和出水管；
所述碳减排检测装置包括主控模块、流量传感器和温度传感器；
所述流量传感器连接所述出水管，用于获取所述热能交换柜的出水量；
所述温度传感器连接所述进水管和所述出水管，用于检测所述热能交换柜的进水温度和出水温度；
所述主控模块连接所述流量传感器和所述温度传感器，用于根据所述出水量、所述进水温度和所述出水温度计算等效二氧化碳减排量。
在一个具体实施例中，所述主控模块计算所述等效二氧化碳减排量具体包括：
根据所述进水温度和所述出水温度计算水温差；
根据所述水温差和所述出水量计算所述热能交换柜的产热量；
根据所述产热量和预设产热系数计算所述等效二氧化碳减排量。
在一个具体实施例中，所述产热系数的获取过程包括：
获取所述热能交换柜的能量转换效率；
根据热能公式计算预设质量的水升高预设温度需要吸收的第一能量；
根据所述第一能量和能量转换效率计算在所述热能交换柜中将预设质量的水升高预设温度所需的供热电能；
获取节约特定量度的电能与特定二氧化碳减排量之间的比例系数，根据所述比例系数和所述供热电能计算所述产热系数。
在一个具体实施例中，所述热能交换柜包括机架和至少一个热能交换芯；
所述热能交换芯包括冷却液循环管道、水循环管道、板式换热芯以及设置有冷却液的内胆，所述服务器设置在所述内胆中；
所述板式换热芯用于通过水对被加热的冷却液进行降温处理；
所述冷却液循环管道连接所述内胆和所述板式换热芯，用于使所述内胆中被加热的冷却液传递至所述板式换热芯，并使所述板式换热芯中被降温处理的冷却液传递至所述内胆中；
所述水循环管道分别连接所述板式换热芯、所述进水管和所述出水管。
在一个具体实施例中，所述数字服务器热能回收系统还包括供暖装置、储热水箱和至少一个冷却水塔；
所述储热水箱连接所述供暖装置，用于与所述供暖装置进行热交换；
所述进水管连接所述供暖装置，用于使所述供暖装置中被冷却后输出的供暖回水传递至所述热能交换柜；所述出水管连接所述储热水箱，用于将所述热能交换柜中被加热的水传递至所述储热水箱；
所述冷却水塔连接所述供暖装置和所述进水管，用于对所述供暖回水进行二次冷却，并将二次冷却后的供暖回水传递至所述热能交换柜。
在一个具体实施例中，还包括云管理平台；
所述云管理平台连接所述主控模块，用于将所述出水量、所述进水温度、所述出水温度和所述等效二氧化碳减排量上传到所述云管理平台并对进行数据分析。
在一个具体实施例中，所述等效二氧化碳减排量的表达式为：
Figure BDA0003177853460000041
其中，C表示等效二氧化碳减排量，Go表示热能交换柜的出水量，To表示热能交换柜的出水温度，TI表示热能交换柜的进水温度，K表示预设产热系数；
和/或，所述预设产热系数为0.01247。
一种基于数字服务器热能回收系统的碳减排检测方法，适用于数字服务器热能回收系统，所述数字服务器热能回收系统包括热能交换柜，所述热能交换柜设置有进水管和出水管；
所述碳减排检测方法具体包括：
流量传感器通过监测所述出水管，获取所述热能交换柜的出水量，并发送给主控模块；
温度传感器通过监测所述进水管和所述出水管，获取所述热能交换柜的进水温度和出水温度，并发送给所述主控模块；
所述主控模块根据所述出水量、所述进水温度和所述出水温度计算等效二氧化碳减排量。
在一个具体实施例中，“根据所述出水量、所述进水温度和所述出水温度计算等效二氧化碳减排量”具体包括：
根据所述进水温度和所述出水温度计算水温差；
根据所述水温差和所述出水量计算所述热能交换柜的产热量；
根据所述产热量和预设产热系数计算所述等效二氧化碳减排量。
在一个具体实施例中，所述产热系数的获取过程包括：
获取所述热能交换柜的能量转换效率；
根据热能公式计算预设质量的水升高预设温度需要吸收的第一能量；
根据所述第一能量和能量转换效率计算在所述热能交换柜中将预设质量的水升高预设温度所需的供热电能；
获取节约特定量度的电能与特定二氧化碳减排量之间的比例系数，根据所述比例系数和所述供热电能计算所述产热系数。
有益效果：
本发明提供了一种基于数字服务器热能回收系统的碳减排检测装置及方法，针对现有技术中无法准确、有效评价热能回收系统回收效率的弊端，利用碳减排作为评价指标，来评价热能回收的效率，将数字服务器热能回收系统在运行过程中回收的热能，转化为二氧化碳减排量，建立了一套能量回收与碳减排量相结合的检测装置。通过检测热能交换柜的出水量、出水温度和进水温度，获取回收的热能，并最终转换为碳减排量，建立了一套完整的热能回收检测机制，利用碳减排量直观评价数字服务器热能回收系统的回收效率，解决了现有技术中无法准确、有效评价热能回收系统回收效率的弊端。
附图说明
图1是本发明实施例提出的碳减排检测装置示意图；
图2是本发明实施例提出的数字服务器热能回收系统示意图；
图3是本发明实施例提出的热能交换柜整体示意图；
图4是本发明实施例提出的抽拉式热能交换柜示意图；
图5是本发明实施例提出的滑轨示意图；
图6是本发明实施例提出的热能交换芯正面剖视图；
图7是本发明实施例提出的热能交换芯侧面剖视图；
图8是本发明实施例提出的热能交换芯模块示意图；
图9是本发明实施例提出的热能交换柜主视图；
图10是本发明实施例提出的碳减排检测方法流程图。
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
附图标记：1-热能交换柜；2-碳减排检测装置；3-供暖装置；4-冷却水塔；5-调节水泵；6-水软化处理装置；7-储热水箱；8-配电装置；9-云管理平台；10-温控装置；11-热能交换芯；12-机架；13-服务器；14-进水管；15-出水管；16-冷却液；21-流量传感器；22-主控模块；23-温度传感器；111-冷却液循环管道；112-水循环管道；113-内胆；114-外胆；115-板式换热芯；116-壳体；51-变频控制柜。
具体实施方式
在下文中，将更全面地描述本发明公开的各种实施例。本发明公开可具有各种实施例，并且可在其中做出调整和改变。然而，应理解：不存在将本发明公开的各种实施例限于在此公开的特定实施例的意图，而是应将本发明公开理解为涵盖落入本发明公开的各种实施例的精神和范围内的所有调整、等同物和/或可选方案。
在本发明公开的各种实施例中使用的术语仅用于描述特定实施例的目的并且并非意在限制本发明公开的各种实施例。如在此所使用，单数形式意在也包括复数形式，除非上下文清楚地另有指示。除非另有限定，否则在这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明公开的各种实施例所属领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。所述术语(诸如在一般使用的词典中限定的术语)将被解释为具有与在相关技术领域中的语境含义相同的含义并且将不被解释为具有理想化的含义或过于正式的含义，除非在本发明公开的各种实施例中被清楚地限定。
实施例1
本发明实施例1公开了一种基于数字服务器热能回收系统的碳减排检测装置，通过建立碳减排检测装置，将循环的能量转化为碳减排指标。碳减排检测装置的整体结构图如说明书附图1所示，具体方案如下：
一种碳减排检测装置2，用于检测数字服务器热能回收系统所回收的热能。数字服务器热能回收系统的各模块示意图如说明书附图2所示。数字服务器热能回收系统设置有至少一个热能交换柜1，热能交换柜1设置有进水管14和出水管15，服务器13位于热能交换柜1中。在本实施例中，碳减排检测装置2位于热能交换柜1上，连接热能交换柜1的进水管14和出水管15，具体结构如说明书附图1所示。
数字服务器热能回收系统包括供暖装置3、储热水箱7和至少一个热能交换柜1。储热水箱7连接供暖装置3，能够与供暖装置3进行热交换。热能交换柜1设置有进水管14和出水管15，出水管15连接储热水箱7，进水管14连接供暖装置3。数字服务器热能回收系统还包括至少一个冷却水塔4，冷却水塔4连接供暖装置3和进水管14，用于对供暖回水进行二次冷却，二次冷却后的供暖回水会进入热能交换柜1循环利用。数字服务器热能回收系统的结构示意图如说明书附图2所示。
热能交换柜1内部设置有服务器13，服务器13运行会产生大量的热量，通过热能交换柜1内部的装置，将热能置换到水中形成热水，通过出水管15将热水储存在储热水箱7中，通过供暖装置3进行热能回收，通过进水管14将冷却后的水再传递至热能交换柜1，实现热能和水的循环利用。在热能交换柜1中构建冷却液16循环，在系统构建热能循环和水循环。碳减排检测装置2通过检测热能交换柜1的出水量、进水温度和出水温度，获取产热量，再转换为碳排放量，实现热能回收系统的标准化检测。热能交换柜1的整体结构示意图如说明书附图3所示。
碳减排检测装置2位于热能交换柜1上，具体位置如说明书附图3所示。碳减排检测装置2主要包括主控模块22、流量传感器21和温度传感器23。流量传感器21连接出水管15，用于检测热能交换柜1的出水量。温度传感器23连接进水管14和出水管15，用于检测热能交换柜1的进水温度和出水温度。主控模块22连接流量传感器21和温度传感器23，用于根据出水量、进水温度和出水温度计算等效二氧化碳减排量。
服务器13运行产生的大量热量被冷却液16吸收，冷水吸收被加热的冷却液16中的热量形成了热水，流出热能交换柜1的热水通过出水管15进入了储热水箱7。流量传感器21通过检测出水管15的出水量，结合进水管14的进水温度和出水管15的出水温度，计算出热能交换柜1产生的热能，具体为服务器13运行产生的、且被水吸收的热量，该热量经数字服务器热能回收系统被循环利用。本实施例通过将该热量等效转化为碳减排量，建立了能量回收的检测机制。
其中，出水量为水的流速，即在特定时间内流出水的质量，可直接由流量传感器21检测获得。进水温度为进水管14传递的冷水的温度，即供暖回水的温度，供暖装置3吸收热水中的热能后，生成供暖回水，将冷却后的供暖回水传递至热能交换柜1，实现水的循环利用。出水温度为出水管15流出的热水的温度，热水会进入储热水箱7进行热能交换。通过获取出水量、进水温度和出水温度，即可获取特定出水量中的热能，即服务器13运行产生、且被水吸收的热能。
具体地，主控模块22计算等效二氧化碳减排量的过程包括：根据进水温度和出水温度计算水温差；根据水温差和出水量计算热能交换柜1的产热量；根据产热量和预设产热系数计算等效二氧化碳减排量。
其中，热水量(产热量)＝出水量*出回水温差/10。当流量为0.8T，温差为15℃，产热量＝0.8*15/10＝1.2T；当流量为0.8T，温差为5℃，产热量＝0.8*5/10＝0.4T。
而产热系数的获取过程包括：获取热能交换柜1的能量转换效率；根据热能公式计算预设质量的水升高预设温度需要吸收的第一能量；根据第一能量和能量转换效率计算在热能交换柜1中将预设质量的水升高预设温度所需的供热电能；获取节约特定量度的电能与特定二氧化碳减排量之间的比例系数，根据比例系数和供热电能计算产热系数。
例如，出水温度为To，进水温度为Ti，水温差T即为(To-Ti)。
根据热能公式Q＝CMΔt，其中Q为热能，单位焦耳(J)；C为比热容，单位焦耳/千克·摄氏度(J/Kg·℃)，水的比热容C＝4.1868*103J/Kg·℃；M为质量，单位千克(Kg)；△t为温度变化，单位摄氏度(℃)。一吨水温度升高1℃需吸收4.1868×106焦的热量，第一能量即为4.1868×106焦。1度电＝1KWh＝3599712焦耳＝3.599712×106焦耳。
如果热能交换柜1的能量转换效率为1，则一吨水温度升高1摄氏度所需的供热电能为：4.1868/3.599712＝1.163KWh；
如果热能交换柜1的能量转换效率为0.93，则一吨水温度升高1摄氏度所需的供热电能为：1.163/0.93＝1.25KWh。
节约一度电相当于减少排放二氧化碳0.997千克，即997克，节约特定量度的电能与特定二氧化碳减排量之间的比例系数即为0.997。
以热能交换柜1的能量转换效率为0.93为例，则热能交换柜1将一吨水的温度升高10摄氏度，所节约的电量为：10*1.25＝12.5KWh，相当于减排二氧化碳：12.5*0.997＝12.47kg，即热能交换柜1将一吨水的温度提高10摄氏度，相当于减排0.01247吨二氧化碳，产热系数即为0.01247。
假设热能交换柜1的出水量为14L/min，单个热能交换芯11的热水量G＝3.6*15/(4.1868*15)＝0.86t/h，一个热能交换柜1设置有四个热能交换芯11，则热能交换柜1的产热量即为G＝0.86*4＝3.44t/h，如果一个数字服务器热能回收系统有10个热能交换柜1，即每小时的供热水量为34.4吨。
具体地，数字服务器热能回收系统可设置一个或多个热能交换柜1。热能交换柜1利用冷却液16对服务器13进行散热处理，通过水吸收冷却液16中的热量。设置储热水箱7，能够集中储存热能交换柜1产生的热水。储热水箱7的热储存能力好，能够减少回收过程中的热能消耗。
此外，系统还设置有水软化处理装置6，如说明书附图2所示。水软化处理装置6能够对水进行软化处理，可设置在系统的不同位置。本实施例中的水软化处理装置6包括但不限于任何一种已知的能够进行水处理的装置。通过水软化处理装置6对水进行软化处理，让循环利用的水保持纯净，节约水资源，降低用水成本。
具体地，储热水箱7和供暖装置3之间能够进行热交换。供暖装置3可直接利用储热水箱7中的热水进行供暖。供暖装置3将热能利用之后，热水的温度降低，供暖装置3输出的水为供暖回水。供暖回水会进入冷却水塔4或热能交换柜1中。
在本实施例中，系统还包括温控装置10，温控装置10连接供暖装置3。温控装置10用于监测供暖回水的水温；若水温不高于预设温度，则温控装置10控制供暖回水直接进入进水管14；若水温高于预设温度，则温控装置10控制供暖回水进入冷却水塔4进行二次冷却。温控装置10能够保证服务器13产生的热能能够被充分吸收，使服务器13工作在安全温区，同时热能得到最高效的利用。
在本实施例中，可设置多个冷却水塔4，每个冷却水塔4还连接有调节水泵5，多个调节水泵5连接到一个变频控制柜5151。变频控制柜5151能够控制调节水泵5的运行，有效调节进入冷却水塔4的水量。变频控制柜5151、调节水泵5和冷却水塔4的数量，可根据实际需要进行设置，也可做N+1备份设置。冷却水塔4中被二次冷却的水通过进水管14进入热能交换柜1，通过水循环管道112进入板式换热芯115。
在本实施例中，热能交换柜1设置有机架12和至少一个热能交换芯11，服务器13设置在热能交换芯11中，热能交换柜1的结构如说明书附图3所示。
具体地，热能交换芯11包括冷却液循环管道111、水循环管道112、服务器13、板式换热芯115、设置有冷却液16的内胆113以及包裹在最外侧的壳体116。水循环管道112和冷却液循环管道111连接板式换热芯115，水循环管道112和冷却液循环管道111是两个互不流通的管道。
机架12上可设置一个或多个热能交换芯11，机架12与热能交换芯11的连接方式包括但不限于任何一种已知的连接方式。例如，机架12上设置有滑槽，壳体116上设置有与滑槽相匹配的滑轨，通过滑槽与滑轨的连接，实现壳体116与机架12的连接，占地面积小，且维护方便，不存在死角，效果图如说明书附图4所示。滑槽与滑轨的侧视图如说明书附图5所示。机架12的结构简单，拆装方便。机架12上的零部件都可进行集成安装，便于运输。
在说明书附图3中，一个机架12上设置有四个热能交换芯11，分别为U1～U4，每个热能交换芯11尺寸都相同。示例性的，热能交换柜1的长为670mm、宽为1200mm、高为2400mm，每个热能交换芯11长为484mm、宽为1100mm、高为484mm。大尺寸的热能交换芯11能提升热交换率，使热交换率保持在98％以上。
此外，热能交换芯11中还设置有隔音隔热的外胆114，外胆114包裹着内胆113，进一步减少热能的损耗。热能交换芯11的结构如说明书附图6和附图7所示，内部结构示意图如说明书附图8所示。在本实施例中，热能交换芯11设置了相互隔热的内胆113和外胆114，以减少热能交换柜1中的热能被空气辐射所损耗。冷却液16所流经的区域都是密封设置的，能够减少冷却液16的挥发。壳体116的内侧壁上设置有隔热棉，能够进一步隔绝热量流失，降低噪音。每个热能交换芯11上都设置有密封锁扣，保证装置内部的密封性。
在板式换热芯115中会进行热能交换，板式换热芯115中的冷水吸收冷却液16中的热能，形成温度较高的热水，通过水循环管道112流经外部设备进行冷却，冷却后再通过水循环管道112传递至板式换热芯115进行热能吸收，构成热能交换柜1与外部设备的水循环。同时，冷却液16在内胆113中吸收服务器13产生的热量，经由冷却液循环管道111进入板式换热芯115，被加热后的冷却液16与冷水进行热能交换冷却，冷却后再通过冷却液循环管道111传递至内胆113中，构成热能交换柜1内部的冷却液16循环。
其中，服务器13设置在内胆113中，内胆113的寸尺与服务器13尺寸相匹配。内胆113中有冷却液16，服务器13被浸润在冷却液16中。在本实施例中，冷却液16具有绝缘强度高、热传导性好的特性，能够有效吸收服务器13运行所产生的热能，进而实现对服务器13的冷却。内胆113和外胆114之间的绝热设计，极大的减少了热能交换芯11内的热损失。
内胆113的内底部均匀设置有多个孔洞，能让冷却液16均匀流入内胆113，有效流经每一个发热源。服务器13采用挂耳式设计，悬挂在内胆113上，可根据服务器13在冷却液16中的浸润深度自由调节高度，以保证服务器13能够有效浸没在冷却液16中，实现冷却效果的最大化。
优选地，内胆113的宽度与19英寸的服务器13的宽度相匹配，可以装载各类型号的标准19英寸机架12式服务器13。此外，本实施例提供的热能交换柜1也能够满足其它尺寸的服务器13，可根据实际需要进行调节。热能交换芯11中设置有网络交换机接口和PDU等，即插即用，装配简单，最大程度简化了服务器13的安装流程。
在实际应用中，在板式换热芯115中被加热的热水，温度可达50-60摄氏度，通过管道送入如供暖装置3等装置，能让热能得到有效利用。本实施例提出的液冷模式，相较于传统的风冷模式，避免了风扇噪音的影响。此外，循环泵采用静音设计，通过内壁上设置隔热隔音棉，能够有效降低噪音，不会产生噪声污染。
其中，冷却液循环管道111包括冷液管道和热液管道。热液管道连接内胆113和板式换热芯115，用于使内胆113中被加热的冷却液16流入板式换热芯115中。冷液管道连接内胆113和板式换热芯115，用于使板式换热芯115中被降温处理的冷却液16流入内胆113中。
在本实施例中，热能交换芯11中还设置有循环泵117。循环泵117连接冷液管道和热液管道，用于将内胆113中被加热的冷却液16抽取到板式换热芯115中，并将板式换热芯115中被冷却的冷却液16送回到内胆113中。通过循环泵117抽取冷却液16，实现冷却液16在热能交换芯11中的完整循环，大大节省了降温时间。在某些实施例中，也可不设置循环泵117，利用其它装置实现冷却液16的循环流通，如利用物理原理或物理机械实现。
由于热能交换柜1上可能会包含多个热能交换芯11，每个热能交换芯11都需要将被加热的水排出到储热水箱7。热能交换柜1中设置有出水管15和进水管14，每一个热能交换芯11的水循环管道112都会连接进水管14和出水管15。一方面，进水管14能够将降温之后的水送给到各个热能交换芯11中；另一方面，出水管15能够将水汇流到一起，送到储热水箱7中。在本实施例中，进水管14和出水管15都隐藏在热能交换柜1的立柱中，最大化降低管道对热能交换柜1空间的占用。热能交换柜1完整的示意图如说明书附图9所示。
在本实施例中，热能交换柜1还包括配电装置8，液数字服务器热能回收系统还包括云管理平台9。完整的系统示意图如说明书附图2所示。
其中，配电装置8为热能交换柜1提供电能。特别地，配电装置8能够控制多个热能交换芯11按预设顺序启动，以避免启动瞬间负载功率过大对电网造成冲击。相应的，关机时，配电装置8也能够控制多个热能交换芯11按照预设关闭顺序关闭热能交换芯11。
此外，配电装置8还能控制每个热能交换芯11中的循环泵117的运行和停止。在本实施例中，配电装置8控制循环泵117间歇轮流工作，在使换热效率得到有效的控制的同时，PUE值达到最优。在具体应用中，以四个热能交换芯11为例，每个热能交换芯11存在一个循环泵117，循环泵117的有效功率小于120W*4，在服务器13满功率(即20kw*4)的情况下，PUE＝1.00625，接近于1，系统的绿色化程度极高。
此外，碳减排检测装置2还能实时监测服务器13的有效功率和循环泵117的有效功率，并计算一定时间段内的PUE值。例如，碳减排检测装置2能够计算当前、一小时内、一天内、一个月内、六个月内、一年内的PUE值。用户可根据实际需要，设置碳减排检测装置2的参数，进而计算不同时间区间内的PUE值。
此外，数字服务器热能回收系统还包括显示装置，能够将碳减排检测装置2监测的参数实时显示到显示装置上，用户也可通过显示装置与数字服务器热能回收系统建立交互，例如实现对系统的开关操作等。系统的相关数据还通过网络上传到云服务器中，进行远程监控管理，并与上层的系统对接，比如碳交易、碳综合管理平台等。
其中，碳减排检测装置2与云管理平台9建立通信连接，可将数据上传到云管理平台9。云管理平台9还能对相关参数进行管理分析。示例性的，云管理平台9能够对每个热能回收系统的能耗、产能、碳减排等数据进行数据管理分析，并进行远程控制。此外，云管理平台9还可以与其他外部装置建立通信，实现数据对接，外部装置如碳交易平台、碳综合管理平台、能源管理平台等。
同时，碳减排检测装置2也能计算当前、一小时内、一天内、一个月内、六个月内、一年内的产热量和二氧化碳排放量等参数。
在本实施例中，通过总动力的有功功率和辅助动力的有功功率计算PUE，PUE的表达式如下：
Figure BDA0003177853460000151
Figure BDA0003177853460000152
碳减排检测装置2检测的实验数据如表1所示：
表1数字服务器13热能高效回收系统实验数据表
热水量(T) 二氧化碳减排量(T) PUE
1H 0.81 0.0101 1.006
1D 20.00 0.2494 1.009
1M 583.20 7.2525 1.008
6M 3499.25 43.6356 1.009
1Y 7000.00 87.2900 1.008
本实施例提供了一种基于数字服务器热能回收系统的碳减排检测装置，通过检测热能交换柜的出水量、出水温度和进水温度，获取回收的热能，并最终转换为碳减排量。通过建立一套完整的热能回收检测机制，利用碳减排量直观评价数字服务器热能回收系统的回收效率，解决了现有技术中无法准确、有效评价热能回收系统回收效率的弊端。数字服务器热能回收系统利用热能交换柜产生的热能，被供暖装置回收再利用，进行供暖，实现热能的循环利用。
实施例2
本发明实施例2公开了一种基于数字服务器热能回收系统的检测方法，应用于实施例1所提供的一种数字服务器热能回收系统。在实施例1的基础上，将实施例1的装置方法化，具体流程如说明书附图10所示，具体方案如下：
101、流量传感器通过监测出水管，获取热能交换柜的出水量，并发送给主控模块；
102、温度传感器通过监测进水管和出水管，获取热能交换柜的进水温度和出水温度，并发送给主控模块；
103、主控模块根据出水量、进水温度和出水温度计算等效二氧化碳减排量。
其中，步骤103具体包括：根据进水温度和出水温度计算水温差；根据水温差和出水量计算热能交换柜的产热量；根据产热量和预设产热系数计算等效二氧化碳减排量。
其中，产热系数的获取过程包括：
获取热能交换柜的能量转换效率；
根据热能公式计算预设质量的水升高预设温度需要吸收的第一能量；
根据第一能量和能量转换效率计算在热能交换柜中将预设质量的水升高预设温度所需的供热电能；
获取节约特定量度的电能与特定二氧化碳减排量之间的比例系数，根据比例系数和供热电能计算产热系数。
本实施例提供了一种基于数字服务器热能回收系统的检测方法，应用于实施例1所提供的一种基于数字服务器热能回收系统的检测装置。在实施例1的基础上，将实施例1的装置方法化，使其更具实际应用性。
本发明提供了一种基于数字服务器热能回收系统的检测装置及方法，针对现有技术中无法准确、有效评价热能回收系统回收效率的弊端，利用碳减排作为评价指标，来评价热能回收的效率。通过检测热能交换柜的出水量、出水温度和进水温度，获取回收的热能，并最终转换为碳减排量。通过建立一套完整的热能回收检测机制，并利用碳减排量直观评价数字服务器热能回收系统的回收效率，解决了现有技术中无法准确、有效评价热能回收系统回收效率的弊端。数字服务器热能回收系统利用热能交换柜产生的热能，被供暖装置回收再利用，进行供暖，实现热能的循环利用。
本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施场景的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。本领域技术人员可以理解实施场景中的装置中的模块可以按照实施场景描述进行分布于实施场景的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施场景的一个或多个装置中。上述实施场景的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。上述本发明序号仅仅为了描述，不代表实施场景的优劣。以上公开的仅为本发明的几个具体实施场景，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于数字服务器热能回收系统的碳减排检测装置，其特征在于，适用于数字服务器热能回收系统，所述数字服务器热能回收系统包括热能交换柜，所述碳减排检测装置位于所述热能交换柜上，所述热能交换柜设置有进水管和出水管；
所述碳减排检测装置包括主控模块、流量传感器和温度传感器；
所述流量传感器连接所述出水管，用于获取所述热能交换柜的出水量；
所述温度传感器连接所述进水管和所述出水管，用于检测所述热能交换柜的进水温度和出水温度；
所述主控模块连接所述流量传感器和所述温度传感器，用于根据所述出水量、所述进水温度和所述出水温度计算等效二氧化碳减排量。
2.根据权利要求1所述的碳减排检测装置，其特征在于，所述主控模块计算所述等效二氧化碳减排量具体包括：
根据所述进水温度和所述出水温度计算水温差；
根据所述水温差和所述出水量计算所述热能交换柜的产热量；
根据所述产热量和预设产热系数计算所述等效二氧化碳减排量。
3.根据权利要求2所述的碳减排检测装置，其特征在于，所述产热系数的获取过程包括：
获取所述热能交换柜的能量转换效率；
根据热能公式计算预设质量的水升高预设温度需要吸收的第一能量；
根据所述第一能量和能量转换效率计算在所述热能交换柜中将预设质量的水升高预设温度所需的供热电能；
获取节约特定量度的电能与特定二氧化碳减排量之间的比例系数，根据所述比例系数和所述供热电能计算所述产热系数。
4.根据权利要求1所述的碳减排检测装置，其特征在于，所述热能交换柜包括机架和至少一个热能交换芯；
所述热能交换芯包括冷却液循环管道、水循环管道、板式换热芯以及设置有冷却液的内胆，所述服务器设置在所述内胆中；
所述板式换热芯用于通过水对被加热的冷却液进行降温处理；
所述冷却液循环管道连接所述内胆和所述板式换热芯，用于使所述内胆中被加热的冷却液传递至所述板式换热芯，并使所述板式换热芯中被降温处理的冷却液传递至所述内胆中；
所述水循环管道分别连接所述板式换热芯、所述进水管和所述出水管。
5.根据权利要求1所述的碳减排检测装置，其特征在于，所述数字服务器热能回收系统还包括供暖装置、储热水箱和至少一个冷却水塔；
所述储热水箱连接所述供暖装置，用于与所述供暖装置进行热交换；
所述进水管连接所述供暖装置，用于使所述供暖装置中被冷却后输出的供暖回水传递至所述热能交换柜；所述出水管连接所述储热水箱，用于将所述热能交换柜中被加热的水传递至所述储热水箱；
所述冷却水塔连接所述供暖装置和所述进水管，用于对所述供暖回水进行二次冷却，并将二次冷却后的供暖回水传递至所述热能交换柜。
6.根据权利要求1所述的碳减排检测装置，其特征在于，还包括云管理平台；
所述云管理平台连接所述主控模块，用于将所述出水量、所述进水温度、所述出水温度和所述等效二氧化碳减排量上传到所述云管理平台并对进行数据分析。
7.根据权利要求2所述的碳减排检测装置，其特征在于，所述等效二氧化碳减排量的表达式为：
Figure FDA0003177853450000031
其中，C表示等效二氧化碳减排量，Go表示热能交换柜的出水量，To表示热能交换柜的出水温度，TI表示热能交换柜的进水温度，K表示预设产热系数；
和/或，所述预设产热系数为0.01247。
8.一种基于数字服务器热能回收系统的碳减排检测方法，其特征在于，适用于数字服务器热能回收系统，所述数字服务器热能回收系统包括热能交换柜，所述热能交换柜设置有进水管和出水管；
所述碳减排检测方法具体包括：
流量传感器通过监测所述出水管，获取所述热能交换柜的出水量，并发送给主控模块；
温度传感器通过监测所述进水管和所述出水管，获取所述热能交换柜的进水温度和出水温度，并发送给所述主控模块；
所述主控模块根据所述出水量、所述进水温度和所述出水温度计算等效二氧化碳减排量。
9.根据权利要求8所述的碳减排检测方法，其特征在于，“根据所述出水量、所述进水温度和所述出水温度计算等效二氧化碳减排量”具体包括：
根据所述进水温度和所述出水温度计算水温差；
根据所述水温差和所述出水量计算所述热能交换柜的产热量；
根据所述产热量和预设产热系数计算所述等效二氧化碳减排量。
10.根据权利要求9所述的碳减排检测方法，其特征在于，所述产热系数的获取过程包括：
获取所述热能交换柜的能量转换效率；
根据热能公式计算预设质量的水升高预设温度需要吸收的第一能量；
根据所述第一能量和能量转换效率计算在所述热能交换柜中将预设质量的水升高预设温度所需的供热电能；
获取节约特定量度的电能与特定二氧化碳减排量之间的比例系数，根据所述比例系数和所述供热电能计算所述产热系数。
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