CN201811494U - 一种分布式机房节能系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种分布式机房节能系统，包括冷却塔、对分布式机房进行制冷的热交换单元、制冷机、用于发电的燃气轮机、供暖单元和卫生热水单元；其中，所述冷却塔与所述制冷机通过第一循环回路连接；所述制冷机与所述热交换单元通过第二循环回路连接；所述冷却塔与所述热交换单元通过第三循环回路连接；所述燃气轮机通过通过烟气管道与制冷机连接；所述供暖单元和所述卫生热水单元分别与所述制冷机连接。本实用新型在夏季和冬季实现对分布式机房的制冷的同时还可制造卫生热水和进行供暖，实现了能源的综合利用，实现了冷热电联产，能源利用率可达到80%。

Description

一种分布式机房节能系统
技术领域
本实用新型涉及一种分布式机房制冷及大厦制热、发电为一体的节能系统。
背景技术
分布式机房一般采用传统动力系统技术开发以及商业化努力主要着眼于单独设备，例如，集中供热、直燃式中央空调及发电设备。这些设备共同问题：单一目标下能耗高，忽视环境影响和不合理能源价格情况下，具有一定经济效益。从科技技术角度出发，这些设备都尚未达到有限能源资源高效和综合利用。例如：集中式发电——远程送电比较：大型发电厂发电效率-般为35%-55％，扣除厂用电和线损率，终端利用效率只能达到30-47%。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种分布式机房节能系统，实现对分布式机房常年制冷，并实现冬季对大厦的制热，结合制冷、供热、发电的三联产系统可以大幅度提高系统能源利用率的优势，实现对能源的综合利用，节约能源。
本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种分布式机房节能系统，包括冷却塔、对分布式机房进行制冷的热交换单元、制冷机、用于发电的燃气轮机、供暖单元和卫生热水单元；其中，所述冷却塔与所述制冷机通过第一循环回路连接；所述制冷机与所述热交换单元通过第二循环回路连接；所述冷却塔与所述热交换单元通过第三循环回路连接；所述燃气轮机通过通过烟气管道与制冷机连接；所述供暖单元和所述卫生热水单元分别与所述制冷机连接。
本实用新型的有益效果是：通过冷却塔、制冷机、热交换单元、第一循环回路和第二循环回路，在夏天实现对分布式机房的制冷；通过冷却塔、热交换单元和第三循环回路，在冬天实现对分布式机房的制冷；燃气轮机发电，为分布式机房提供电力，并且通过烟气管道将发电时产生的热量传送给制冷机，所述制冷机利用该热量制造卫生热水，并通过卫生热水单元进行供给；冬天时，所述制冷机还利用该热量通过供暖单元进行供暖。其中，冷却塔在冬季在作为分布式机房制冷设备，在夏季作为制冷机的冷源。本实用新型的分布式机房节能系统实现了能源的综合利用，实现了冷热电联产，能源利用率可达到80%。
在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。
进一步，所述热交换单元包括通过二次循环回路连接的板式换热器和相变机组，以及与变相机组连接的三次循环回路；所述板式换热器通过第二循环回路与所述制冷机连接，并通过第三循环回路与冷却塔连接；所述变相机组通过三次循环回路对分布式机房进行制冷。
采用上述进一步方案的有益效果是，板式换热器实现了二次循环回路与第二循环回路之间以及二次循环回路与第三循环回路之间的热量交换，相变机组既可当作储能系统又可起到稳定温度的作用。
进一步，所述二次循环回路包括连接于板式换热器和相变机组之间的二次循环水循环管道和设置于其上的二次循环泵。
采用上述进一步方案的有益效果是，实现板式换热器和相变机组之间的水循环。
进一步，所述三次循环回路包括分别与所述变相机组连接的三次循环水出水管道和三次循环水回水管道，以及设置于三次循环水出水管道上的三次循环泵。
采用上述进一步方案的有益效果是，实现了变相机组与分布式机房之间的水循环，提供了分布式机房的水冷载体。
进一步，所述制冷机为溴化锂吸收式制冷机。
采用上述进一步方案的有益效果是，可以制冷和制热。
进一步，所述第一循环回路包括连接于所述冷却塔和所述制冷机之间的冷却回水管道和冷却出水管道；所述冷却回水管道和冷却出水管道上分别设有电动阀E和电动阀F；在所述冷却出水管道上，冷却塔和电动阀F之间设有冷却塔循环泵。
进一步，所述第二循环回路包括连接于所述制冷机与所述热交换单元之间的一次循环水回水管道和一次循环水出水管道；所述一次循环水回水管道和一次循环水出水管道上分别设置电动阀D和电动阀C；在所述一次循环水出水管道上，制冷机和电动阀C之间设有一次循环泵。
进一步，所述第三循环回路包括冷却回水管道、冷却出水管道、一次循环水回水管道和一次循环水出水管道；所述冷却回水管道和冷却出水管道的一端分别与冷却塔连接；所述一次循环水回水管道和一次循环水出水管道的一端分别与所述热交换单元连接；所述冷却回水管道的另一端与所述一次循环水出水管道的另一端连接；所述冷却出水管道的另一端与所述一次循环水回水管道的另一端连接；所述冷却出水管道上设有冷却塔循环泵；所述一次循环水回水管道和一次循环水出水管道上分别设有电动阀A和电动阀B。
采用上述进一步方案的有益效果是，冷却塔循环泵和一次循环泵实现了循环水的流动，通过分别控制各个电动阀的开启和关闭实现了在冬夏两季不同热循环，使得本实用新型适用于冬夏两季。
进一步，所述供暖单元包括分别与所述制冷机连接的热水回水管道和热水出水管道，所述热水回水管道和热水出水管道上分别设有电动阀J和电动阀K；在所述热水出水管道上，电动阀K和制冷机之间设有一次循环泵。
进一步，所述卫生热水单元包括与所述制冷机连接的卫生热水出水管道和卫生水进水管道，其中所述卫生热水出水管道上设有卫生热水泵。
采用上述进一步方案的有益效果是，通过燃气轮机发电产生的热量制造用于供暖的热水和用于其他用途的卫生热水，并分别通过上述热水出水管道、热水回水管道进行供暖，以及通过热水出水管道提供卫生热水，从而实现了能源的综合利用。
附图说明
图1为本实用新型分布式机房节能系统的示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、冷却塔组，2、板式换热器，3、相变机组，4、溴化锂吸收式制冷机，5、燃气轮机，6、冷却塔循环泵，7、一次循环泵，8、二次循环泵，9、三次循环泵，10、卫生热水泵，11、电动阀A，12、电动阀B,13、电动阀C，14、电动阀D，15、电动阀E，16、电动阀F，17、电动阀J，18、电动阀K，19、冷却水回水管道，20、冷却水出水管道，21、一次循环水回水管道，22、一次循环水出水管道，23、二次循环水循环管道，24、三次循环水出水管道，25、三次循环水回水管道，26、热水回水管道，27、热水出水管道，28、卫生热水出水管道，29、卫生水进水管道，30、烟气管道，31、烟筒，32、燃气进气管道，33、空气进气管道，34、电力输出线路。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
如图1所示，本实用新型分布式机房节能系统包括冷却塔组1、板式换热器2、相变机组3、溴化锂吸收式制冷机4、燃气轮机5、冷却塔循环泵6、一次循环泵7、二次循环泵8、三次循环泵9、卫生热水泵10、电动阀A11、电动阀B12、电动阀C13、电动阀D14、电动阀E15、电动阀F16、电动阀J17、电动阀K18、冷却水回水管道19、冷却水出水管道20、一次循环水回水管道21、一次循环水出水管道22、二次循环水循环管道23、三次循环水出水管道24、三次循环水回水管道25、热水回水管道26、热水出水管道27、卫生热水出水管道28、卫生水进水管道29、烟气管道30、烟筒31、燃气进气管道32、空气进气管道33、和电力输出线路34。
冷却塔组1和溴化锂吸收式制冷机4之间通过冷却水回水管道19和冷却水出水管道20连接，冷却水回水管道19和冷却水出水管道20上分别设有电动阀E15和电动阀F16；在冷却水出水管道20上，在电动阀F16和冷却塔组1之间设有冷却塔循环泵6。
板式换热器2和溴化锂吸收式制冷机4之间通过一次循环水回水管道21和一次循环水出水管道22连接，一次循环水回水管道21和一次循环水出水管道22上分别设有电动阀C13和电动阀D14；在一次循环水出水管道22上，在电动阀C13和溴化锂吸收式制冷机4之间设有一次循环泵7。
在冷却水出水管道20和一次循环水回水管道21之间通过电动阀A11连接；其中，电动阀A11的一端连接在冷却水出水管道20上冷却塔循环泵6和电动阀F16之间，电动阀A11的另一端连接在一次循环水回水管道21上板式换热器2和电动阀D14之间。
在冷却水回水管道19和一次循环水出水管道22之间通过电动阀B12连接；其中，电动阀B12的一端连接在冷却水回水管道19上冷却塔组1和电动阀E15之间；电动阀A11的另一端连接在一次循环水出水管道22上板式换热器2和电动阀C13之间。
板式换热器2和相变机组3通过二次循环水循环管道23连接，二次循环水循环管道23上设有二次循环泵。相变机组3通过三次循环水出水管道24和三次循环水回水管道25给分布式机房冷却，三次循环水出水管道24上设有三次循环泵9。
燃气轮机5通过烟气管道30与溴化锂吸收式制冷机4连接，并且燃气轮机5上设有燃气进气管道32、空气进气管道33和电力输出线路34。
热水回水管道26的一端与溴化锂吸收式制冷机4连接，热水出水管道27的一端连接于一次循环水出水管道22上电动阀C13和一次循环泵7之间；热水回水管道26和热水出水管道27上分别设有电动阀J17和电动阀K18。
溴化锂吸收式制冷机4上还设有卫生热水出水管道28和卫生水进水管道29，其中，卫生热水出水管道28上设有卫生热水泵10。另外，溴化锂吸收式制冷机4还设有烟筒31。
其中冷却塔组1的作用是：冬季作为分布式机房制冷设备，夏季作为溴化锂吸收式制冷机冷源；板式换热器2的作用是：一次循环水与二次循环水的热交换；相变机组3的作用是：既当作储能系统又可起到稳定温度的作用；溴化锂吸收式制冷机的作用是：制冷和制热；燃气轮机5的作用是：发电，供给溴化锂吸收式制冷机高温烟气。电动阀A11、电动阀B12、电动阀C13、电动阀D14、电动阀E15、电动阀F16、电动阀J17和电动阀K18的配合开关可实现夏季运行方式和冬季运行方式的切换。冷却塔循环泵6的作用是：对冷却水进行加压，把水打到冷却塔，形成循环。二次循环泵8的作用是：对二次循环水进行加压，把换热器中的冷量置换到相变机组3中，形成循环。三次循环泵9的作用是：对三次循环水进行加压，把三次循环水送入分布式机房制冷系统中，形成循环。一次循环泵7的作用是：夏季，把溴化锂吸收式制冷机4制出的冷冻水进行加压，使冷冻水在溴化锂吸收式制冷机4和板式换热器2之间形成循环；冬季，把溴化锂吸收式制冷机4制出的热水进行加压，把热水送入采暖系统中。冷却水回水管道19、冷却水出水管道20、一次循环水回水管道21、一次循环水出水管道22、二次循环水循环管道23、三次循环水出水管道24、三次循环水回水管道25、热水回水管道26、热水出水管道27、卫生热水出水管道28以及卫生水进水管道29的作用是：使其中的冷水可实现流动、循环。烟气管道30的作用是：把溴化锂吸收式制冷机4和燃气轮机5连接起来，使燃气轮机5发电后的高温烟气通过烟气管道30进入溴化锂吸收式制冷机4中。烟筒31的作用是：把溴化锂吸收式制冷机4的烟气抛入大气中。燃气进气管道32的作用是：与市政燃气管道连接，使市政燃气进入使燃气轮机5中。空气进气管道33的作用是：使空气进入燃气轮机5中。电力输出线路34的作用是：燃气轮机5发的电通过电力输出线路34输入到电力系统中。
本实用新型的运行方式分为夏季运行方式和冬季运行方式，二种运行方式的切换由电动阀A11、电动阀B12、电动阀C13、电动阀D14、电动阀E15、电动阀F16、电动阀J17和电动阀K18，以及溴化锂吸收式制冷机4的内部控制实现。下面对二种运行方式进行描述：
夏季运行方式：夏季运行时首先打开电动阀C13、电动阀D14、电动阀E15和电动阀F16，关闭电动阀A11、电动阀B12、电动阀J17和电动阀K18。然后燃气通过燃气进气管道32进入燃气轮机5，同时空气通过空气进气管道33进入燃气轮机5，一方面混合燃烧驱动燃气轮机5发电，发的电通过电力输出线路34输出，输出地电力一路供制冷制热设备使用，一路供分布式机房设备使用，一路供办公、照明使用。另一方面天然气燃烧后的高温烟气通过烟气管道30驱动溴化锂吸收式制冷机4，被吸热后的烟气通过烟筒31抛入空气中。在烟气驱动溴化锂吸收式制冷机4运行时，吸收了大量的溴化锂吸收式制冷机4中的热量的冷却水，经过冷却塔循环泵6增压，通过冷却水出水管道20进入冷却塔组1降温，降温后的冷却水通过冷却水回水管道19再次进入溴化锂吸收式制冷机4，以此循环。一方面溴化锂吸收式制冷机4把制出的冷冻水通过一次循环泵7经由一次循环水出水管道22送入板式换热器2中进行换热，换热后的冷冻水经由一次循环水回水管道21回到溴化锂吸收式制冷机4的制冷系统中，以此循环。置换冷量后的二次冷冻水通过二次循环泵8经由二次循环水循环管道23把冷量置换到相变机组3中，三次循环泵9再把相变机组3中的冷冻水经由三次循环水出水管道24送入分布式机房，对机房的设备进行制冷，制冷后的冷冻水经由三次循环水回水管道25回到相变机组3中，以此循环。另一方面溴化锂吸收式制冷机4把通过卫生水进水管道29进来的自来水加热后，通过卫生热水泵10加压，经由卫生热水出水管道28送入卫生热水用水系统中。
冬季运行方式：冬季运行时首先关闭电动阀C13、电动阀D14、电动阀E15和电动阀F16，打开电动阀A11、电动阀B12、电动阀J17和电动阀K18。然后燃气通过燃气进气管道32进入燃气轮机5，同时空气通过空气进气管道33进入燃气轮机5，一方面混合燃烧驱动燃气轮机5发电，发的电通过电力输出线路34输出，输出地电力一路供制冷制热设备使用，一路供分布式机房设备使用，一路供办公、照明使用。另一方面天然气燃烧后的高温烟气通过烟气管道30驱动溴化锂吸收式制冷机4，被吸热后的烟气通过烟筒31抛入空气中。由于冬季室外温度低，溴化锂吸收式制冷机4制冷系统停止运行，只生产热量，一方面产生的热量把通过卫生水进水管道29进来的自来水加热后，通过卫生热水泵10加压，经由卫生热水出水管道28送入卫生热水用水系统中。另一方面产生的热量通过一次循环泵7经由热水出水管道27大厦的冬季采暖系统中，给大厦供热后的温水通过热水回水管道26返回溴化锂吸收式制冷机4，以此循环。而分布式机房的制冷经由冷却塔组1冷却直接供给：冷却塔组1制出的冷量通过冷却水回水管道19经过一次循环水出水管道22送入板式换热器2中进行换热，后经由一次循环水回水管道21回到冷却塔循环泵6中，经过冷却塔循环泵6加压后进入冷却塔组1再制冷，以此循环。置换冷量后的二次循环冷冻水通过二次循环泵8经由二次循环水循环管道23把冷量置换到相变机组3中进行恒温输出，三次循环泵9再把相变机组3中的恒温冷量通过冷冻水经由三次循环水出水管道24送入分布式机房，对机房的设备进行制冷，制冷后经由三次循环水回水管道25回到相变机组3中，以此循环。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种分布式机房节能系统，其特征在于：包括冷却塔、对分布式机房进行制冷的热交换单元、制冷机、用于发电的燃气轮机、供暖单元和卫生热水单元；其中，所述冷却塔与所述制冷机通过第一循环回路连接；所述制冷机与所述热交换单元通过第二循环回路连接；所述冷却塔与所述热交换单元通过第三循环回路连接；所述燃气轮机通过通过烟气管道与制冷机连接；所述供暖单元和所述卫生热水单元分别与所述制冷机连接。
2.根据权利要求1所述的分布式机房节能系统，其特征在于：所述热交换单元包括通过二次循环回路连接的板式换热器和相变机组，以及与变相机组连接的三次循环回路；所述板式换热器通过第二循环回路与所述制冷机连接，并通过第三循环回路与冷却塔连接；所述变相机组通过三次循环回路对分布式机房进行制冷。
3.根据权利要求2所述的分布式机房节能系统，其特征在于：所述二次循环回路包括连接于板式换热器和相变机组之间的二次循环水循环管道和设置于其上的二次循环泵。
4.根据权利要求2所述的分布式机房节能系统，其特征在于：所述三次循环回路包括分别与所述变相机组连接的三次循环水出水管道和三次循环水回水管道，以及设置于三次循环水出水管道上的三次循环泵。
5.根据权利要求1所述的分布式机房节能系统，其特征在于：所述制冷机为溴化锂吸收式制冷机。
6.根据权利要求1至5任一项所述的分布式机房节能系统，其特征在于：所述第一循环回路包括连接于所述冷却塔和所述制冷机之间的冷却回水管道和冷却出水管道；所述冷却回水管道和冷却出水管道上分别设有电动阀E和电动阀F；在所述冷却出水管道上，冷却塔和电动阀F之间设有冷却塔循环泵。
7.根据权利要求1至5任一项所述的分布式机房节能系统，其特征在于：所述第二循环回路包括连接于所述制冷机与所述热交换单元之间的一次循环水回水管道和一次循环水出水管道；所述一次循环水回水管道和一次循环水出水管道上分别设置电动阀D和电动阀C；在所述一次循环水出水管道上，制冷机和电动阀C之间设有一次循环泵。
8.根据权利要求1至5任一项所述的分布式机房节能系统，其特征在于：所述第三循环回路包括冷却回水管道、冷却出水管道、一次循环水回水管道和一次循环水出水管道；所述冷却回水管道和冷却出水管道的一端分别与冷却塔连接；所述一次循环水回水管道和一次循环水出水管道的一端分别与所述热交换单元连接；所述冷却回水管道的另一端与所述一次循环水出水管道的另一端连接；所述冷却出水管道的另一端与所述一次循环水回水管道的另一端连接；所述冷却出水管道上设有冷却塔循环泵；所述一次循环水回水管道和一次循环水出水管道上分别设有电动阀A和电动阀B。
9.根据权利要求1至5任一项所述的分布式机房节能系统，其特征在于：所述供暖单元包括分别与所述制冷机连接的热水回水管道和热水出水管道，所述热水回水管道和热水出水管道上分别设有电动阀J和电动阀K；在所述热水出水管道上，电动阀K和制冷机之间设有一次循环泵。
10.根据权利要求1至5任一项所述的分布式机房节能系统，其特征在于：所述卫生热水单元包括与所述制冷机连接的卫生热水出水管道和卫生水进水管道，其中所述卫生热水出水管道上设有卫生热水泵。
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