CN207995635U

CN207995635U - 一种数据中心冷却余热发电系统

Info

Publication number: CN207995635U
Application number: CN201820453841.1U
Authority: CN
Inventors: 郭永丽
Original assignee: Zhong Xin Xin Chuang (beijing) Electricity Sales Co Ltd
Current assignee: China Mining Union Innovative Energy Group Co., Ltd.
Priority date: 2018-04-02
Filing date: 2018-04-02
Publication date: 2018-10-19
Anticipated expiration: 2028-04-02

Abstract

本实用新型公开了一种数据中心冷却余热发电系统，属于节能技术领域。本实用新型数据中心冷却余热发电系统包括机房、热风通道、冷水机组、第一冷却水进水管路、温差发电组件，机房用于放置机柜，热风通道设置于机房的吊顶内，冷却机柜后的空气能够通过天花板进入热风通道内；第一冷却水进水管路与冷水机组连通，且冷水机组至少部分穿设于热风通道内；温差发电组件，温差发电组件能够利用热风通道与第一冷却水进水管路之间的温差发电。本实用新型将冷水机组制冷后的水作为冷源、冷却机柜后的空气作为热源，利用热源与冷源之间的温差进行发电，极大地提高了平均电能使用效率，变废为宝，可节约大量能源，节能环保。

Description

一种数据中心冷却余热发电系统

技术领域

本实用新型涉及节能技术领域，尤其涉及一种数据中心冷却余热发电系统。

背景技术

随着云计算为核心的第四次信息技术革命的迅猛发展，信息资源已成为与能源和材料并列的人类三大要素之一。作为信息资源集散的全球数据中心建设步伐日益明显加快，目前总量已超过300万个，然而其高能耗问题已引起各国高度重视。据统计，我国数据中心的总量已超过40万个，年耗电量超过全社会用电量的1.5％。目前，美国数据中心平均电能使用效率(PUE，power usage effectiveness)已达1.9，先进数据中心PUE已达到1.2以下，而我国大多数数据中心的平均PUE普遍大于2.2，与国际先进水平相比有较大差距。

数据中心的能耗主要由IT设备能耗、空调冷却系统能耗、电源系统能耗三部分组成。数据中心机房IT设备的散热量大且热密度较为集中，为了能保证数据中心机房的正常使用，其冷却系统的能源消耗将达到整个数据中心机房所有能源消耗的40％左右。

如何有效地利用数据中心冷却系统的能量是目前亟需解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提出一种利用冷却机房后的热能发电的数据中心冷却余热发电系统。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种数据中心冷却余热发电系统，包括：

机房，所述机房用于放置机柜；

热风通道，所述热风通道设置于所述机房的吊顶内，冷却所述机柜后的空气能够通过天花板进入所述热风通道内；

冷水机组；

第一冷却水进水管路，所述第一冷却水进水管路与所述冷水机组连通，且所述冷水机组至少部分穿设于所述热风通道内；以及

温差发电组件，所述温差发电组件能够利用所述热风通道与所述第一冷却水进水管路之间的温差发电。

进一步地，所述冷水机组通过流量分配器与所述第一冷却水进水管路和第二冷却水进水管路连通，所述第二冷却水进水管路中的冷却水用于与所述机房的空调机组的冷凝器换热，以吸收冷凝器散发的热量。

进一步地，所述第二冷水进水管路通过第二冷却水回水管路、储水罐与所述冷水机组连通。

进一步地，所述第一冷却水进水管路通过第一冷却水回水管路、所述储水罐与所述冷水机组连通。

进一步地，所述温差发电组件包括设置于所述热风通道内的冷端和热端，所述冷端套设于所述第一冷却水进水管路外，所述热端套设于所述冷端外；所述第一冷却水进水管路与所述冷端之间能够换热，所述热风通道与所述热端之间能够换热，所述冷端与所述热端之间能够发电。

进一步地，所述冷端和所述热端分别由半导体热电材料制成。

进一步地，所述温差发电组件与用电装置连接，所述用电装置至少包括排风扇，所述排风扇用于将所述热风通道内的风排出机房。

进一步地，所述数据中心冷却余热发电系统包括空调系统，所述空调系统包括空调机组和冷风通道；所述冷风通道设置于所述机房的地板下方，所述空调机组送出的冷风能够穿过所述冷风通道后对所述机房冷却。

进一步地，所述冷风通道的出风口与所述机房连通。

本实用新型的有益效果如下：

本实用新型提供的数据中心冷却余热发电系统将冷水机组制冷后的水作为冷源、冷却机柜后的空气作为热源，利用热源与冷源之间的温差进行发电，极大地提高了平均电能使用效率，变废为宝，可节约大量能源，节能环保；且冷水机组制备的冷水可以具有较低的温度，可以短时间内制备较多的电量。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的数据中心冷却余热发电系统的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的数据中心冷却余热发电系统的局部结构示意图。

图中：

1、机房；2、机柜；3、热风通道；4、天花板；5、冷水机组；6、第一冷却水进水管路；7、温差发电组件；8、第一冷却水回水管路；9、流量分配器；10、第二冷却水进水管路；11、第二冷却水回水管路；12、储水罐；13、空调机组；14、冷风通道；15、鼓风机；16、轴流风机；71、冷端；72、热端。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

实施例：

本实用新型的实施例提供了一种数据中心冷却余热发电系统，如图所示，其包括机房1、热风通道3、冷水机组5、第一冷却水进水管路6、温差发电组件7。

其中，机房1用于放置机柜2，机柜2的数量和排布形式不限，可以根据具体需要进行设置，例如，机柜2为多个时，多个机柜2可以以面对面和/或背靠背成排方式布置；热风通道3设置于机房1的吊顶内，冷却机柜2后的空气能够通过天花板4进入热风通道3内；第一冷却水进水管路6与冷水机组5连通，冷水机组设置于机房1外，第一冷却水进水管路6至少部分穿设于热风通道3内；温差发电组件7设置于热风通道3与第一冷却水进水管路6之间，温差发电组件7能够利用热风通道3与第一冷却水进水管路6之间的温差发电。优选地，第一冷却水进水管路6通过第一冷却水回水管路8与冷水机组5连通。天花板4优选但不局限为呈格栅状，可以供冷却机柜2后的空气穿过即可。

将冷水机组5制冷后的水作为冷源、冷却机柜2后的空气作为热源，利用热源与冷源之间的温差进行发电，极大地提高了平均电能使用效率，变废为宝，可节约大量能源，节能环保；且冷水机组5制备的冷水可以具有较低的温度，可以短时间内制备较多的电量。

本实施例提供的数据中心冷却余热发电系统利用空调系统对机房1冷却，为了提高空调的制冷效果，空调系统包括空调机组。冷水机组5通过流量分配器9与第一冷却水进水管路6和第二冷却水进水管路10连通，第二冷却水进水管路10中的冷却水用于与空调机组13的冷凝器换热，以吸收冷凝器散发的热量。第二冷却水进水管路10优选为通过第二冷却水回水管路11与冷水机组5连通。还可以设置储水罐12，冷水机组5制备的冷水经过流量分配器9分流至第一冷却水进水管路6和第二冷却水进水管路10，第一冷却水进水管路6中的水经第一冷却水回水管路8回流至储水罐12，第二冷却水进水管路10中的水经第二冷却水回水管路11回流至储水罐12，第一冷却水回水管路8和第二冷却水回水管路11中的回水先在储水罐12中混合再回流至冷水机组5中。

本实施例提供的数据中心冷却余热发电系统采用架空地板下送风、以及上述的吊顶内回风的气流组织方式。请继续参阅图1，该空调系统包括上述空调机组13和冷风通道14；冷风通道14设置于机房1的地板下方，空调机组13送出的冷风能够穿过冷风通道14后对机房1冷却。空调机组13优选但不局限为通过鼓风机15与冷风通道14连通。冷风通道14能够通过与机房1连通的方式向机房1内供送冷风。冷却机柜2后的空气能够通过天花板4进入热风通道3内。

请结合参阅图2，本实施例中的温差发电组件7包括设置于热风通道3内的冷端71和热端72，冷端71套设于第一冷却水进水管路6外，热端72套设于冷端71外；第一冷却水进水管路6与冷端71之间能够换热，热风通道3与热端72之间能够换热，冷端71与热端72之间能够发电。其中冷端71优选为与第一冷却水进水管路6紧密贴合。其中，冷端71和热端72均优选为呈管状。冷端71和热端72分别优选为由半导体热电材料制成。

当空调系统运行制冷时，热风通道3内的热空气流经热端72时，通过对流换热的方式，将热量传递给热端72，使热端72表面温度升高。同时，进入第一冷却水进水管路6的冷却水，在与冷端71对流换热过程中，不断吸收带走冷端71的热量，使冷端71保持较低的温度，进而使得温差发电组件7的热端72和冷端71这两侧持续维持一定的温差；在温差发电组件7的热端72和冷端71之间存在温差即可产生电流。

为了利用冷却机柜2后的空气的热量加快机房1的散热，温差发电组件7与用电装置连接，请继续参阅图2，用电装置至少包括排风扇，排风扇用于将热风通道3内的风排出机房1。排风扇优选但不局限为轴流风扇。可理解地，温差发电组件7还可以为其他任何用电装置供电，例如，可以为电灯等照明装置供电，以降低数据中心的综合能耗，提高了数据中心平均电能使用效率；还可以为蓄电池等储电设备充电。

以上结合具体实施例描述了本实用新型的技术原理。这些描述只是为了解释本实用新型的原理，而不能以任何方式解释为对本实用新型保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本实用新型的其它具体实施方式，这些方式都将落入本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种数据中心冷却余热发电系统，其特征在于，包括：

机房，所述机房用于放置机柜；

冷水机组；

2.根据权利要求1所述的数据中心冷却余热发电系统，其特征在于，

所述冷水机组通过流量分配器与所述第一冷却水进水管路和第二冷却水进水管路连通，所述第二冷却水进水管路中的冷却水用于与所述机房的空调机组的冷凝器换热，以吸收冷凝器散发的热量。

3.根据权利要求2所述的数据中心冷却余热发电系统，其特征在于，

所述第二冷水进水管路通过第二冷却水回水管路、储水罐与所述冷水机组连通。

4.根据权利要求3所述的数据中心冷却余热发电系统，其特征在于，

所述第一冷却水进水管路通过第一冷却水回水管路、所述储水罐与所述冷水机组连通。

5.根据权利要求1所述的数据中心冷却余热发电系统，其特征在于，

所述温差发电组件包括设置于所述热风通道内的冷端和热端，

所述冷端套设于所述第一冷却水进水管路外，所述热端套设于所述冷端外；

所述第一冷却水进水管路与所述冷端之间能够换热，所述热风通道与所述热端之间能够换热，所述冷端与所述热端之间能够发电。

6.根据权利要求5所述的数据中心冷却余热发电系统，其特征在于，

所述冷端和所述热端分别由半导体热电材料制成。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的数据中心冷却余热发电系统，其特征在于，所述温差发电组件与用电装置连接，所述用电装置至少包括排风扇，所述排风扇用于将所述热风通道内的风排出机房。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的数据中心冷却余热发电系统，其特征在于，

所述数据中心冷却余热发电系统包括空调系统，所述空调系统包括空调机组和冷风通道；

所述冷风通道设置于所述机房的地板下方，所述空调机组送出的冷风能够穿过所述冷风通道后对所述机房冷却。

9.根据权利要求8所述的数据中心冷却余热发电系统，其特征在于，

所述冷风通道的出风口与所述机房连通。