CN208779540U - 一种数据中心热能回收系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于余热回收技术领域，公开了一种数据中心热能回收系统，包括机房、机柜和换热室，机柜上安装有盘管单元，换热室与机房连通形成空气循环的通路，换热室内设有热交换器，盘管单元的出口和热交换器的出口均连接集水器的回水口，盘管单元的入口和热交换器的入口均连接分水器的出水口，集水器的出水口分别连接冷却塔、第一加热器和蓄热水罐，分水器的入水口分别连接补水接口和冷却塔。本实用新型的数据中心热能回收系统，通过盘管单元和热交换器回收机房内的热量，并可以根据需要选择多种不同的热量利用方式，通过对回收的热量加以利用，可以降低数据中心全年的电能消耗、减少运行费用、实现节能减排。

Description

一种数据中心热能回收系统

技术领域

本实用新型属于余热回收技术领域，具体涉及一种数据中心热能回收系统。

背景技术

根据调查，许多行业的余热总资源约占其燃料消耗总量的17％～67％，可回收利用的余热资源约为余热总资源的60％。余热回收技术目前已经在工业领域得到认可并广泛的推广应用，很多热电厂、化工厂、冶炼等行业已经对原有的以及在建的项目通过改造来完成对能源的二次利用，这一节能减排的举措，不仅响应国家的绿色环保的号召，同时还为企业节约了成本、提高了企业的核心竞争力，而且能源的回收与利用也为企业带来了额外的利润。

众所周知，数据中心的耗电量相当惊人，数据中心能耗主要来源于IT设备、空调系统、照明系统、供配电系统等。其中空调系统所产生的功耗约占数据中心总功耗的40％左右。空调系统已成为数据中心最大的能耗来源之一，常常被认为是当前数据中心提高能源效率的重点环节。

现在很多企业提出了智能微模块数据机房，提高了对空调的利用率，但是对于IDC机房产生的大量的热能并没有充分利用起来，白白的浪费掉了，甚至为了消耗掉这些热能，我们还要付出更多的能源，同时温室气体的排放还影响环境。

目前我国北方许多地方还是采用烧煤、天然气的方式供暖，一到冬天一个个的烟囱不停地冒着烟，非常污染环境。而数据中心是24小时工作的，24小时都在源源不断的产生热量，如果有条件的地区，收集数据中心的余热进行供暖，不仅数据中心可以节省能耗，城市也可减少煤、天然气的燃烧量，对环境治理有非常积极的作用。

实用新型内容

为了解决现有技术存在的上述问题，本实用新型目的在于提供一种数据中心热能回收系统。

本实用新型所采用的技术方案为：

一种数据中心热能回收系统，包括机房、设于机房内的机柜以及独立于机房设置的换热室，机柜上安装有盘管单元，换热室与机房连通形成空气循环的通路，换热室内设有热交换器，盘管单元的出口和热交换器的出口均连接集水器的回水口，盘管单元的入口和热交换器的入口均连接分水器的出水口，集水器的出水口分别连接冷却塔、第一加热器和蓄热水罐，分水器的入水口分别连接补水接口和冷却塔。

优选地，所述集水器和冷却塔之间设有第一阀门，集水器和第一加热器之间设有第二阀门，集水器和蓄热水罐之间设有第三阀门，分水器和补水接口之间设有第四阀门，分水器和冷却塔之间设有第五阀门。

优选地，所述第一加热器连接设有采暖终端，采暖终端的出口连接分水器的入水口，分水器和采暖终端之间设有第六阀门。

优选地，所述蓄热水罐连接设有第二加热器。

优选地，所述机柜的一侧连接设有散热板，盘管单元安装在散热板上。

优选地，所述换热室的入口与机房上部连通，换热室的出口与机房下部连通。

优选地，所述热交换器为板式热交换器。

优选地，所述蓄热水罐内设有液位计。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型所提供的一种数据中心热能回收系统，通过盘管单元和热交换器高效的回收机房内的热量，并可以根据需要选择多种不同的热量利用方式，通过对回收的热量加以利用，可以降低数据中心全年的电能消耗、减少运行费用、实现节能减排。

附图说明

图1是本实用新型数据中心热能回收系统的原理图。

图2是本实用新型机房的示意图。

图3是本实用新型盘管单元的安装示意图。

图中：1-机房；101-回风通道；102-进风口；2-机柜；3-换热室；4-盘管单元；5-热交换器；6-集水器；7-分水器；8-冷却塔；9-第一加热器；10-蓄热水罐；11-补水接口；12-水泵；13-第一阀门；14-第二阀门；15-第三阀门；16-第四阀门；17-第五阀门；18-采暖终端；19-第六阀门；20-第二加热器；21-散热板；22-风机。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1至图3所示，本实施例提供一种数据中心热能回收系统，包括机房1、机柜2、换热室3、盘管单元4、热交换器5、集水器6、分水器7、冷却塔8、第一加热器9、蓄热水罐10和补水接口11。机柜2设于机房1内的地面上，换热室3独立于机房1设置，机柜2上安装有盘管单元4，盘管单元4用于吸收机柜2的热量。

机柜2的一侧连接设有散热板21，盘管单元4安装在散热板21上。散热板21可直接作为机柜2的一个侧壁，机柜4内的服务器等电子设备产生的热量通过散热板21传导到散热板21上，盘管单元4内流过的水可以将散热板21的热量带走。

换热室3与机房1连通形成空气循环的通路，换热室3的入口与机房1上部连通，换热室3的出口与机房1下部连通。

具体的，机房1的上部设有回风通道101，机房的下部设于进风口102，进风口102和回风通道101均与换热室3相连。回风通道101可以为设于天花板上的隔层空间。

换热室3内设有风机22和热交换器5，盘管单元4的出口和热交换器5的出口均连接集水器6的回水口，盘管单元4的入口和热交换器5的入口均连接分水器7的出水口，集水器6的出水口分别连接冷却塔8、第一加热器9和蓄热水罐10，分水器7的入水口分别连接补水接口11和冷却塔8，补水接口11与水源相连，水源可以供给低温水或常温水。

在风机22的作用下，机房1内的热空气进入换热室3内与热交换器5内的水进行热交换后变为低温空气进入机房1内。热交换器5可以采用板式热交换器。

热交换器5设置在独立的换热室3内内。可以有效地避开机房1内的电子设备对水的敏感性，避免对机房1内的电子设备造成安全威胁。

当然，换热室3内可以根据需求设置加湿器和过滤器等。

集水器6和冷却塔8之间设有第一阀门13，集水器6和第一加热器9之间设有第二阀门14，集水器6和蓄热水罐10之间设有第三阀门15，分水器7和补水接口11之间设有第四阀门16，分水器7和冷却塔8之间设有第五阀门17。

第一加热器9连接设有采暖终端18，采暖终端18的出口连接分水器7的入水口，分水器7和采暖终端18之间设有第六阀门19。蓄热水罐10连接设有第二加热器20。蓄热水罐10内设有液位计。集水器6的出水口处设有水泵12。集水器6和分水器7和各部件均通过管道连接。

上述的数据中心热能回收系统具有多个工作模式：

第一种工作模式：水泵12和风机22开启，第二阀门14、第三阀门15、第四阀门16和第六阀门19关闭，第一阀门13和第五阀门17打开，集水器6的出水口出来的高温水进入冷却塔8冷却后进入分水器7，并分别供给盘管单元4和热交换器5对机房1进行降温，该工作模式为现有的数据中心的降温模式，数据中心的热量均被浪费。

第二种工作模式：水泵12和风机22开启，第一阀门13、第二阀门14、第五阀门17和第六阀门19关闭，第三阀门15和第四阀门16打开，集水器6的出水口出来的热水进入蓄热水罐10，蓄热水罐10的热水可以直接供给外部热水。如果外部热水要求温度较高，则开启第二加热器20对蓄热水罐10输出的热水加热到目标温度。如果外部热水需求的流量较小，则蓄热水罐10可以存储热水，并通过液位计监测水量。与此同时，从补水接口11接入外部水对分水器7进行补充。该工作模式数据中心的热量被充分利用，非常适用于供给家庭生活热水。

第三种工作模式：水泵12和风机22开启，第一阀门13、第三阀门15、第四阀门16和第五阀门17关闭，第二阀门14和第六阀门19开启，集水器6的出水口出来的热水被第一加热器9加热后供给采暖终端18，采暖终端18可以为居民区的地暖或者暖气片，采暖终端18向居民区输送热量，散掉热量的低温水重新回到分水器7进行再次循环。该工作模式数据中心的热量被充分利用，非常适用于冬季供暖。

需要说明的是，虽然只列举了上述三种工作模式，但是可以通过调节各个阀门开启的流量使得数据中心热能回收系统可以同时向蓄热水罐10供热水的同时也向第一加热器9供热水。

也可以在省略掉采暖终端18的情况下，第一加热器9供给的热水不循环回分水器7，而通过补水接口11接入外部水对分水器7进行补充。

本实用新型不局限于上述可选的实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品。上述具体实施方式不应理解成对本实用新型的保护范围的限制，本实用新型的保护范围应当以权利要求书中界定的为准，并且说明书可以用于解释权利要求书。

Claims (8)

1.一种数据中心热能回收系统，其特征在于：包括机房(1)、设于机房(1)内的机柜(2)以及独立于机房(1)设置的换热室(3)，机柜(2)上安装有盘管单元(4)，换热室(3)与机房(1)连通形成空气循环的通路，换热室(3)内设有热交换器(5)，盘管单元(4)的出口和热交换器(5)的出口均连接集水器(6)的回水口，盘管单元(4)的入口和热交换器(5)的入口均连接分水器(7)的出水口，集水器(6)的出水口分别连接冷却塔(8)、第一加热器(9)和蓄热水罐(10)，分水器(7)的入水口分别连接补水接口(11)和冷却塔(8)。

2.根据权利要求1所述的数据中心热能回收系统，其特征在于：所述集水器(6)和冷却塔(8)之间设有第一阀门(13)，集水器(6)和第一加热器(9)之间设有第二阀门(14)，集水器(6)和蓄热水罐(10)之间设有第三阀门(15)，分水器(7)和补水接口(11)之间设有第四阀门(16)，分水器(7)和冷却塔(8)之间设有第五阀门(17)。

3.根据权利要求2所述的数据中心热能回收系统，其特征在于：所述第一加热器(9)连接设有采暖终端(18)，采暖终端(18)的出口连接分水器(7)的入水口，分水器(7)和采暖终端(18)之间设有第六阀门(19)。

4.根据权利要求1所述的数据中心热能回收系统，其特征在于：所述蓄热水罐(10)连接设有第二加热器(20)。

5.根据权利要求1所述的数据中心热能回收系统，其特征在于：所述机柜(2)的一侧连接设有散热板(21)，盘管单元(4)安装在散热板(21)上。

6.根据权利要求1所述的数据中心热能回收系统，其特征在于：所述换热室(3)的入口与机房(1)上部连通，换热室(3)的出口与机房(1)下部连通。

7.根据权利要求1所述的数据中心热能回收系统，其特征在于：所述热交换器(5)为板式热交换器。

8.根据权利要求1所述的数据中心热能回收系统，其特征在于：所述蓄热水罐(10)内设有液位计。