CN207622594U - 一种数据中心能量回收系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种数据中心能量回收系统，所述系统包括：数据中心IT设备、蒸发端、第一传输管路、冷凝端、第二传输管路、相变存储膜，所述蒸发端与所述数据中心IT设备一体设置，所述蒸发端吸收所述数据中心IT设备释放的能量，将所述蒸发端内的液体变成蒸气；冷凝端将所述第一传输管路输送的蒸气冷凝成液体，释放能量；第二传输管路将所述液体输送至所述蒸发端；如此形成循环，无需消耗额外的电量就能保持数据中心IT设备的温度在设定范围内工作，节约能量，提高能量的利用率。另外，本实用新型还设置相变存储膜，将所述相变存储膜设置在所述冷凝端外部，将所述冷凝端释放的能量进行储存，便于后期充分利用，提高能量的利用率。

Description

一种数据中心能量回收系统

技术领域

本实用新型涉及数据中心节能技术领域，特别是涉及一种数据中心能量回收系统。

背景技术

在全球范围内，数据中心消耗的电能占世界电力总量的1.1-1.5％，且其电力需求量以15-20％的速度逐年递增。传统的集中式机械蒸气压缩空调，可以排除数据中心IT设备排放的大量能量，并保持适宜的空间温度，但其消耗的能量占数据中心消耗总能量的30-40％。为节约能源，目前已经有一些IT设备采用自冷却措施。该方法通过强制使用冷却液体流经设备主体，直接从设备中取出能量，从而降低数据中心空间的冷却负荷，当通过IT设备机身表面时，液体会遇到明显的高流动阻力，从而导致泵或压缩机的需要消耗额外的电量。显然，以上两种方法存在共同的缺点为：第一，需要消耗额外的电量才能保持数据中心IT设备的温度在设定范围内工作；第二，将多余的能量进行能量的释放，因此造成了大量的能量浪费。

基于上述问题，如何克服上述问题成为本领域亟需解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种回收数据中心余热的系统，以实现减少额外消耗电能、能量回收再利用。

为实现上述目的，本实用新型提供一种数据中心能量回收系统，所述系统包括：

数据中心IT设备，用于释放能量；

蒸发端，与所述数据中心IT设备一体设置，用于吸收所述数据中心IT设备释放的能量，将所述蒸发端内的液体变成蒸气；

第一传输管路，与所述蒸发端相连，用于输送所述蒸发端释放的蒸气；

冷凝端，与所述第一传输管路相连，用于将所述第一传输管路输送的蒸气冷凝成液体，释放能量；

第二传输管路，与所述冷凝端相连，用于将所述液体输送至所述蒸发端；

相变存储膜，设置在所述冷凝端外部，用于将所述冷凝端释放的能量进行储存。

可选的，所述蒸发端和所述冷凝端均由多个带有微通道的铝扁管组成。

可选的，在所述铝扁管的微通道内部设置多个沟槽。

可选的，所述沟槽的深度为1-3mm。

可选的，所述沟槽的形状为圆形、三角形、矩形、锯齿形中任意一种或几种。

可选的，所述相变存储膜的材料为石蜡/石墨、石蜡/聚苯乙烯、石蜡/三聚氰胺改性脲酸树脂、石蜡/海藻酸钙、硬脂酸/二氧化硅中任意一种或几种。

可选的，所述系统还包括：保温膜，分别包裹在所述第一传输管路和所述第二传输管路上。

可选的，所述保温膜的材料为岩棉、聚氨酯、玻璃棉、阻燃聚乙烯泡沫材料、橡塑海绵。

根据本实用新型提供的具体实施例，本实用新型公开了以下技术效果：

本实用新型设置了蒸发端、第一传输管路、冷凝端、第二传输管路，所述蒸发端与所述数据中心IT设备一体设置，所述蒸发端吸收所述数据中心IT设备释放的能量，将所述蒸发端内的液体变成蒸气；冷凝端将所述第一传输管路输送的蒸气冷凝成液体，释放能量；第二传输管路将所述液体输送至所述蒸发端；如此形成循环，无需消耗额外的电量就能保持数据中心IT设备的温度在设定范围内工作，节约能量，提高能量的利用率。另外，本实用新型还设置相变存储膜，将所述相变存储膜设置在所述冷凝端外部，将所述冷凝端释放的能量进行储存，便于后期充分利用，提高能量的利用率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例数据中心能量回收系统的结构图；

图2为本实用新型实施例带有微通道的铝扁管的截面图；

图3为本实用新型实施例蒸发端的结构图。

1-相变存储膜，2-冷凝端，31-第一传输管路，32-第二传输管路，4-蒸发端，5-数据中心IT设备，6-铝扁管，7-沟槽；

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的目的是提供一种回收数据中心余热的系统，以实现减少额外消耗电能、能量回收再利用。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1为本实用新型实施例数据中心能量回收系统的结构图，如图1所示，本实用新型提供一种数据中心能量回收系统，所述系统包括：数据中心IT设备5、蒸发端4、第一传输管路31、冷凝端2、第二传输管路32、相变存储膜1、保温膜。

数据中心IT设备5，用于释放能量；

蒸发端4，与所述数据中心IT设备5一体设置，吸收所述数据中心IT设备5释放的能量，将所述蒸发端4内的液体变成蒸气。

第一传输管路31，与所述蒸发端4相连，输送所述蒸发端4释放的蒸气；

冷凝端2，与所述第一传输管路31相连，将所述第一传输管路31输送的蒸气冷凝成液体，释放能量；

第二传输管路32，与所述冷凝端2相连，将所述液体输送至所述蒸发端4；

相变存储膜1，设置在所述冷凝端2外部，将所述冷凝端2释放的能量进行储存。

冷凝端2的工作原理：通过第一传输管路31送到冷凝端2的蒸气和冷凝端2的壁面存在温差，被相变存储膜1覆盖的冷凝端2的壁温低于蒸气的饱和温度，蒸气在壁面上发生冷凝过程，因为该冷凝过程凝结液能很好地润滑壁面，凝结液将形成连续的膜向下流动，称为膜状凝结；膜状凝结时，蒸气与壁之间隔着一层液膜，凝结只能在液膜的表面进行，蒸气的潜热则以导热和对流方式通过液膜传到壁，冷凝端2壁面的热量再以导热的形式传到相变储热材料中；随后，因为冷凝端2垂直放置，所以通过液体的重力作用，冷凝的液体通过第二传输管路32返回蒸发端4。

本实用新型中的所述蒸发端4与所述数据中心IT设备5一体设置，既可以为所述蒸发端4与所述数据中心IT设备5通过胶水连接，还可以为通过设置铝框将所述蒸发端4与所述数据中心IT设备5连接。

本实用新型中的所述蒸发端4和所述冷凝端2均由多个带有微通道的铝扁管6组成，所述冷凝端2和所述蒸发端4的结构均可为图3所示中的任意一种结构，但当所述蒸发端4的输入端、输出端设置在同一侧，而所述冷凝端2的输入端、输出端设置在对角上时，整个系统的换热效果最好。在所述铝扁管6的微通道内部设置多个沟槽7，用于增强微通道内液体的毛细力作用，推动液体的流动；用于增强蒸气的剪切应力作用，加快蒸气的流动。

本实用新型所述沟槽7的形状为圆形、三角形、矩形、锯齿形中任意一种或几种，增加交换面积，提高传热效率。

本实用新型微通道内部的所述沟槽7，既可以均匀设置，还可以根据实际需求进行不规则设置，图2仅仅为一个具体的例子，但并不局限于图2中的这一种表现形式。

本实用新型微通道内部的所述沟槽7的深度根据多孔铝扁管6的厚度和壁厚来确定的，具体的确定公式为：

D＝L-2h；

D---沟槽7的深度，mm；L---微通道多孔铝扁管6的厚度，mm；h---微通道多孔铝扁管6的壁厚，mm。

本实用新型中的所述沟槽7的深度优选为1-3mm。

本实用新型设置的所述相变存储膜1的材料为石蜡/石墨、石蜡/聚苯乙烯、石蜡/三聚氰胺改性脲酸树脂、石蜡/海藻酸钙、硬脂酸/二氧化硅中任意一种或几种的组合，但不局限于以上几种，只要是储热容量大，没有过冷、相分离的限制，以及无腐蚀性的相变材料即可。

本实用新型设置的相变存储膜1的厚度是根据储能量确定的，确定相变存储膜1的厚度h的公式为：

其中，Q---冷凝端2的散热量，kJ；H---相变材料的潜热量，kJ/kg；ρ---相变储热材料的密度，kg/m3；A---覆盖冷凝端2相变储热材料的表面积，㎡；h---相变储热材料的最佳厚度，m。

本实用新型中的相变存储膜1既可以单侧设置在冷凝端2的外部，还可以双侧设置在冷凝端2的外部，提高了设计的灵活性。

本实用新型在所述第一传输管路31和所述第二传输管路32上分别包裹保温膜，用于减少能量损失。

本实用新型中的所述保温膜的材料为岩棉、聚氨酯、玻璃棉、阻燃聚乙烯泡沫材料、橡塑海绵中的任意一种，但不局限于以上几种，只要是能够实现减少能量损失即可。

本实用新型中的液体为水、丙酮、制冷剂中的任意一种，但不局限于以上几种。

本实用新型将蒸发端4、冷凝端2相结合，避免了大量热量向数据中心空间散发，无需消耗额外的电量就能保持数据中心IT设备5的温度在设定范围内工作，提高与IT设备的换热率。

本实用新型将组成蒸发端4和冷凝端2的铝扁管6设置成带有微通道的沟槽7，不仅能够减小液体流经数据中心IT设备5时产生的巨大阻力，而且通过利用微小压差与毛细力作用推动液体的流动，无需额外能量。

本实用新型通过设置相变存储膜1将所述冷凝端2释放的能量进行储存，具有储热容量大、储热密度高、单位质量的储热量高，温度波动范围很小，化学稳定性好和安全性好等特点，且储存的热量可为用户使用，以提供生活热水、采暖或供冷，提高能量的利用率。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (8)

1.一种数据中心能量回收系统，其特征在于，所述系统包括：

数据中心IT设备，用于释放能量；

蒸发端，与所述数据中心IT设备一体设置，用于吸收所述数据中心IT设备释放的能量，将所述蒸发端内的液体变成蒸气；

第一传输管路，与所述蒸发端相连，用于输送所述蒸发端释放的蒸气；

冷凝端，与所述第一传输管路相连，用于将所述第一传输管路输送的蒸气冷凝成液体，释放能量；

第二传输管路，与所述冷凝端相连，用于将所述液体输送至所述蒸发端；

相变存储膜，设置在所述冷凝端外部，用于将所述冷凝端释放的能量进行储存。

2.根据权利要求1所述的数据中心能量回收系统，其特征在于，所述蒸发端和所述冷凝端均由多个带有微通道的铝扁管组成。

3.根据权利要求2所述的数据中心能量回收系统，其特征在于，在所述铝扁管的微通道内部设置多个沟槽。

4.根据权利要求3所述的数据中心能量回收系统，其特征在于，所述沟槽的深度为1-3mm。

5.根据权利要求3所述的数据中心能量回收系统，其特征在于，所述沟槽的形状为圆形、三角形、矩形、锯齿形中任意一种或几种。

6.根据权利要求1所述的数据中心能量回收系统，其特征在于，所述相变存储膜的材料为石蜡/石墨、石蜡/聚苯乙烯、石蜡/三聚氰胺改性脲酸树脂、石蜡/海藻酸钙、硬脂酸/二氧化硅中任意一种或几种。

7.根据权利要求1所述的数据中心能量回收系统，其特征在于，所述系统还包括：保温膜，分别包裹在所述第一传输管路和所述第二传输管路上。

8.根据权利要求7所述的数据中心能量回收系统，其特征在于，所述保温膜的材料为岩棉、聚氨酯、玻璃棉、阻燃聚乙烯泡沫材料、橡塑海绵。