CN218897404U - 一种数据中心的能源循环系统 - Google Patents
一种数据中心的能源循环系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN218897404U CN218897404U CN202221930463.4U CN202221930463U CN218897404U CN 218897404 U CN218897404 U CN 218897404U CN 202221930463 U CN202221930463 U CN 202221930463U CN 218897404 U CN218897404 U CN 218897404U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- heat
- data center
- cold
- temperature
- cooling
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 56
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims abstract description 24
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 claims abstract description 23
- 238000005338 heat storage Methods 0.000 claims abstract description 21
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 claims abstract description 16
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 182
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 29
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 claims description 22
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 21
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 claims description 20
- 238000004064 recycling Methods 0.000 claims description 17
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 9
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 claims description 5
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims description 4
- 238000007710 freezing Methods 0.000 claims description 2
- 230000008014 freezing Effects 0.000 claims description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 abstract description 6
- 239000002826 coolant Substances 0.000 abstract 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 27
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 12
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 12
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 238000004378 air conditioning Methods 0.000 description 9
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 5
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 4
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 4
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 2
- 238000013517 stratification Methods 0.000 description 2
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003749 cleanliness Effects 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004134 energy conservation Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000012821 model calculation Methods 0.000 description 1
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000002407 reforming Methods 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)
Abstract
本实用新型公开了一种数据中心的能源循环系统,所述系统包括供冷系统、余热回收系统和控制装置,所述供冷系统用于向数据中心的用冷末端提供冷量,并对经用冷末端换热升温后的冷源介质进行制冷和/或蓄冷;余热回收系统包括散热装置和蓄热装置,散热装置、蓄热装置和数据中心之间通过管路依次连接形成热循环回路;蓄热装置用于通过热源介质回收散热装置和数据中心用热末端的热量,并为供冷系统提供制冷热源;控制装置分别连接供冷系统和余热回收系统,用于控制供冷系统以及余热回收系统中的介质温度值。通过上述能源循环系统既可有效利用数据中心用电设备产生的热量,又可减少驱动制冷设备所需耗费的热能,避免现有技术存在的热量能源浪费问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及节能技术领域,特别涉及一种数据中心的能源循环系统。
背景技术
数据中心作为一种高能耗的基础设施,通常包括服务器、通讯、存储、空调等设备,其电能消耗也集中在服务器等信息设备上。在服务器运行过程中,往往会产生大量热量,为了保证服务器的正常运行,需要对其进行冷却处理,否则会降低电子元器件的工作效率,危害服务器的稳定运行。然而,计算机运行所产生的热量通常直接释放到外部环境中,造成了能源的浪费。
另一方面,数据中心需要供冷设备持续耗费能量来供应冷量,以带走数据中心的设备产热,这也使得数据中心的运行耗电量增加。
同时,数据中心的建设选址具有较高的灵活性,受地域限制小,因此在可再生能源利用方面有较大潜力,但可再生能源出力水平与数据中心能耗需求并不匹配,因此会造成较大的浪费。
实用新型内容
为了解决现有技术中存在的热量能源浪费问题,本实用新型提供一种数据中心的能源循环系统。
第一方面,本实用新型提供一种数据中心的能源循环系统,包括供冷系统、余热回收系统和控制装置,其中:所述供冷系统用于向数据中心的用冷末端提供冷量,并对经用冷末端换热升温后的冷源介质进行制冷和/或蓄冷;其中,所述供冷系统包括蓄冷装置和制冷装置,所述蓄冷装置、所述制冷装置和所述数据中心之间通过管路依次连接,形成冷循环回路;所述余热回收系统包括散热装置和蓄热装置,所述散热装置、所述蓄热装置和所述数据中心之间通过管路依次连接,形成热循环回路;所述蓄热装置用于通过热源介质回收所述散热装置和所述数据中心用热末端的热量,并为所述供冷系统提供制冷热源;所述控制装置分别连接所述供冷系统和所述余热回收系统,用于控制所述供冷系统中的冷源介质以及所述余热回收系统中的热源介质的温度值。
作为进一步改进,所述蓄冷装置分别设置有冷冻水供水口、冷冻水回水口、冷却水出水口和冷却水回水口;其中,所述蓄冷装置通过所述冷冻水供水口向所述数据中心的用冷末端提供冷量;经所述数据中心的用冷末端换热升温后的冷源介质通过所述冷却水回水口流回所述蓄冷装置,并通过所述冷却水出水口流至所述制冷装置,经所述制冷装置制冷后的冷源介质再通过所述冷冻水回水口进入蓄冷装置;或,经所述数据中心的用冷末端换热升温后的冷源介质通过管路流至所述制冷装置,经所述制冷装置制冷后的冷源介质再通过所述冷冻水回水口进入蓄冷装置。
作为进一步改进,所述蓄冷装置内的冷源介质按照温度从低往高分层分布;其中,所述冷冻水供水口和所述冷冻水回水口设置于所述蓄冷装置的低温层区域;所述冷却水出水口和所述冷却水回水口设置于所述蓄冷装置的高温层区域。
作为进一步改进,各所述管路上依次设置有水泵和阀门;所述控制装置还分别连接所述水泵和所述阀门,以调节所述供冷系统的冷源介质以及所述余热回收系统的热源介质的流量和/或流速。
作为进一步改进,所述热循环回路中,所述蓄热装置通过管路将低温热源介质流向所述数据中心,以使所述低温热源介质通过吸收所述数据中心用热末端的热量进行一次升温;经一次升温后的低温热源介质通过管路流向所述散热装置,通过吸收所述散热设备产生的热量进行二次升温,得到高温热源介质;所述高温热源介质通过管路流至所述蓄热装置。
作为进一步改进,所述余热回收系统还包括换热站,所述换热站分别连接所述散热装置、所述蓄热装置以及所述数据中心;所述蓄热装置的高温热源介质通过管路流向所述换热站,经所述换热站换热降温后的低温热源介质流回所述蓄热装置。
作为进一步改进,所述换热站通过管路将低温热源介质流向所述数据中心,以使所述低温热源介质通过吸收所述数据中心用热末端的热量进行一次升温;经一次升温后的低温热源介质通过管路流向所述散热装置,通过吸收所述散热设备产生的热量进行二次升温,得到高温热源介质;所述高温热源介质通过管路流至所述换热站。
作为进一步改进,所述散热装置包括太阳能集热器和燃料电池。
作为进一步改进,数据中心的能源循环系统还包括供电系统,所述供电系统通过利用可再生能源进行发电,以为所述数据中心和所述供冷系统提供电能。
相较于现有技术,本实用新型提供的数据中心的能源循环系统至少具有如下有益效果:
本实用新型提供的数据中心的能源循环系统通过供冷系统为数据中心提供冷量,以使数据中心用电设备产生的热量通过冷源介质进行降温;同时,利用余热回收系统中的蓄热装置回收散热装置和数据中心产生的热量,所回收的热量可用于为供冷系统提供制冷所需的热源。本实用新型上述数据中心的能源循环系统既有效利用了数据中心用电设备所产生的热量,又可减少驱动制冷设备所需耗费的热能,避免了现有技术存在的热量能源浪费问题,还可提高系统运行的灵活度。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型的技术方案,下面将对实施方式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方式,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的附图。
图1是本实用新型实施例提供的数据中心的能源循环系统结构图;
图2是本实用新型实施例提供的消防水池水温分布示意图;
图3是本实用新型一实施例提供的数据中心的能源循环系统结构示意图;
图4是本实用新型另一实施例提供的数据中心的能源循环系统结构示意图;
图5是本实用新型又一实施例提供的数据中心的能源循环系统结构示意图。
具体实施方式
本部分将详细描述本实用新型的具体实施例,本实用新型之较佳实施例在附图中示出,附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述,使人能够直观地、形象地理解本实用新型的每个技术特征和整体技术方案,但其不能理解为对本实用新型保护范围的限制。
如图1所示,本实用新型一个实施例提供一种数据中心的能源循环系统100,包括供冷系统110、余热回收系统120和控制装置130。
具体地,所述供冷系统110用于向数据中心200的用冷末端提供冷量,并对经用冷末端换热升温后的冷源介质进行制冷和/或蓄冷。其中,供冷系统110包括蓄冷装置和制冷装置,且蓄冷装置、制冷装置和数据中心200之间通过管路依次连接,形成冷循环回路。
在本实施例中,蓄冷装置分别设置有冷冻水供水口、冷冻水回水口、冷却水出水口和冷却水回水口,蓄冷装置可通过冷冻水供水口向数据中心200的用冷末端提供冷量,经数据中心200的用冷末端换热升温后的冷源介质则通过冷却水回水口流回蓄冷装置,并通过冷却水出水口流至制冷装置,经制冷装置制冷后的冷源介质再通过冷冻水回水口进入蓄冷装置,利用蓄冷装置进行冷量存储可有效缓解冷需求供需不匹配问题。
在一个实施例中,蓄冷装置通过冷冻水供水口向数据中心200的用冷末端提供冷量后,经数据中心200用冷末端换热升温后的冷源介质直接通过管路流至制冷装置,制冷装置制冷后的冷源介质再通过冷冻水回水口进入蓄冷装置。
需要说明的是,本实施例提供的蓄冷装置内,冷源介质按照温度从低往高分层分布,其中,冷冻水供水口和冷冻水回水口设置于蓄冷装置的低温层区域,冷却水出水口和冷却水回水口则设置于蓄冷装置的高温层区域。利用所述蓄冷装置可通过控制装置130调度节约制冷成本,并在制冷装置故障时为能源循环系统100提供冷量。
在本实施例中,余热回收系统120则包括散热装置和蓄热装置,散热装置、蓄热装置和数据中心200之间通过管路依次连接,形成热循环回路。具体地,蓄热装置用于通过热源介质回收散热装置和数据中心200用热末端的热量,并为供冷系统110提供制冷热源。
在一个实施例中,热循环回路内,蓄热装置通过管路将低温热源介质流向数据中心200,以使低温热源介质通过吸收数据中心200用热末端的热量进行一次升温;一次升温后的低温热源介质再经管路流向散热装置,通过吸收散热设备产生的热量进行二次升温,从而得到高温热源介质,所得到的高温热源介质通过管路流至蓄热装置。
在另一个实施例中,余热回收系统120还包括换热站,所述换热站分别连接散热装置、蓄热装置以及数据中心200。蓄热装置的高温热源介质可通过管路流向换热站,经换热站换热降温后的低温热源介质则流回蓄热装置,从而有效避免了散热装置和数据中心200的热量浪费。
具体地,所述换热站可通过管路将低温热源介质流向数据中心200,以使低温热源介质通过吸收数据中心200用热末端的热量进行一次升温;经一次升温后的低温热源介质通过管路流向散热装置,通过吸收散热设备产生的热量进行二次升温,以得到高温热源介质,高温热源介质则通过管路流至所述换热站。
所述能源循环系统100中,控制装置130分别连接供冷系统110和余热回收系统120,用于控制供冷系统110中的冷源介质以及余热回收系统120中的热源介质的温度值。可以理解的是,所述冷源介质和热源介质均为水。
具体地,供冷系统110和余热回收系统120中的各管路上均依次设置有水泵和阀门,水泵可为能源循环系统100内各循环回路提供动力;阀门则用于控制能源循环系统100内各循环回路的流量分配。所述控制装置130还分别连接水泵和阀门,以调节供冷系统110的冷源介质以及余热回收系统120的热源介质的流量和/或流速。
在一个实施例中,所述数据中心的能源循环系统100还包括供电系统,所述供电系统通过利用可再生能源进行发电,以为数据中心200及能源循环系统100提供电能,如,为供冷系统110中的制冷装置运行提供电量。供电系统与供冷系统110通过热能和氢能耦合,即利用电解槽、燃料电池、吸收式制冷机完成电热冷氢的相互转换。
具体地,供电系统包括电解槽、储氢罐和光伏板;其中,电解槽可在电价较低或光伏板发电量过大时电解制氢,以增大可再生能源利用率,节约运行成本;储氢罐用于储存氢气,以通过调度节约发电成本,并在孤岛运行时通过电解槽发电为系统提供电量;光伏板则用于将光能转化为电能,以为系统供电,从而提高系统能耗的环保性。
优选的,所述供冷系统110中的制冷装置可具体设置为吸收式制冷机,蓄冷装置设置为消防水池,蓄热装置设置为热水罐,散热装置包括太阳能集热器和燃料电池。
其中,燃料电池使用热电联产技术,消耗氢能并产生电能和热能,所使用的氢能多为可再生能源电解生产或工业副产氢,能有效提高数据中心200能耗的清洁程度;太阳能集热器吸收太阳辐射的热量同样可转化为热水形式的热量,为能源循环系统100提供清洁热源。
可以理解的是,消防水池为数据中心200现有设备,通过改造可设置为蓄冷装置。
具体地,可根据数据中心的能源循环系统100的规划方案进行规划,以确定蓄冷装置容量和进出蓄冷装置的冷量;再获取现有或待建消防水池的形状及参数,并根据国标、建筑规范及施工单位要求的消防水池改造统一技术措施确定多组候选改造方案,每一种改造方案包括改造后消防水池的形状、尺寸、保温和防水材料、布水器类型及安装位置、各出水口高度及直径、各入水口高度及直径、取水栓口高度及直径、各出入水口标准水流流速以及各出入水口标准体积流量。
具体地,所述保温和防水材料的组合包括成型保温材料灰浆防水材料、成型保温材料板型防水材料和现场发泡保温材料防水表面涂层;所述布水器的类型则包括八角形、径向圆盘形、条缝形(水平连接条缝形)和H形,其中,前两种类型的布水器适用于圆柱形蓄水槽,后两种类型的布水器则适用于方形水槽,其功能为:在一定的工作面积上按照一定的规律布置水量的进出,从而避免进出水造成的水流紊乱,有效减小冷量输出使消防水池底部出水口温度升高的幅度,进一步提升冷量利用率,减少水泵耗电。
对于所确定的各组改造方案,可使用常用的CFD(计算流体动力学)软件(如ANSYSFluent)对改造后的消防水池进行模拟,以得出最优消防水池改造方案。
具体地,使用SolidWorks对各改造方案所确定的参数进行模型创建,并使用ICEM进行网格划分,再根据所述参数以及进出蓄冷装置的冷量确定各时间段中消防水池的进水量及进水温度、出水量及出水温度,并在ANSYS Fluent中选择模拟算法及计算条件进行模型计算,以获取其温度场、速度场和斜温层特性,最终选择改造方案中温度分层效果最好、冷损失最小且冷水使用效率最高的方案对消防水池进行改造,并获取该方案下的最优出入水口温度及流量,以使数据中心的能源循环系统100中的控制装置130根据所确定的最优参数实时优化系统内介质的温度、流量及流速。
需要说明的是,当消防水池高度过低,导致布水器与温度自然分层的改造方案不能符合要求时,可使用隔膜或隔板对消防水池进行纵向分层,以减少水流混合。
如图2所示,通过消防水池改造得到的蓄冷装置均至少设置有四个出入水口,在常规情况下,消防水池内的水温根据温度与密度的关系横向自然分层,不添加隔板时,越靠近消防水池底部水温越低。当消防水池高度过低而导致横向分层效果较差时,可使用隔板控制水流流动以进行纵向分层,使得越靠近消防水池右方的水温越低,越靠近消防水池左方的水温越高。
在实际应用中,用户可根据需求选择其他用于制冷、制氢、蓄冷、蓄热和发电的设备,本实用新型不做限制。
以下将通过多个具体实施例描述数据中心的能源循环系统的相关结构。
实施例一:
请参照图3,本实施例提供的数据中心的能源循环系统使用吸收式制冷机输出的冷量或消防水池中储存的冷量对数据中心机房进行冷却,可满足因夏季室外温度较高且服务器散热量大所需的冷量。在本系统中,所有冷量均由吸收式制冷机产生,热量则由燃料电池热电联产和太阳能集热器共同产生,电量由光伏发电、燃料电池热电联产和/或电网买电提供,所提供的电量可用于电解槽产氢耗电、吸收式制冷机耗电、回馈电网、电力分配损耗和满足数据中心电需求。
在本系统中,冷循环回路共三条,三条回路可同时使用。控制装置(图3中未示出)通过控制阀门1、阀门2、阀门3和阀门4的开关状态,以及一级水泵和二级水泵的工作功率控制冷循环中冷源介质的流量和流速。具体地,三条回路分别为:
冷循环回路1:消防水池底部低温层区域的冷冻水供水依次通过阀门4和一级水泵合理分配至数据中心各机房的空调系统,在各机房的空调系统中换热升温后的冷却水回水经阀门3回流至消防水池顶部的高温层区域。即:利用消防水池中储存的冷量为数据中心降温。
冷循环回路2:消防水池顶部高温层区域的冷却水出水依次通过二级水泵和阀门1流至吸收式制冷机,经吸收式制冷机制冷降温后的冷冻水回水经阀门2流回消防水池底部低温层区域。即:将吸收式制冷机产生的冷量储存至消防水池。
冷循环回路3:经吸收式制冷机制冷降温后的冷冻水回水依次通过阀门2、阀门4和一级水泵分配至数据中心各机房的空调系统,在各机房的空调系统中换热升温后的冷却水回水经阀门3和阀门1直接流至吸收式制冷机等待下一次冷却。即:利用吸收式制冷机产生的冷量为数据中心降温。
在本系统中,热循环回路共有六条,六条回路可同时使用。控制装置通过控制阀门5、阀门6、阀门7和阀门8的开关状态,以及三级水泵、四级水泵和五级水泵的工作功率控制热循环中热源介质的流量和流速。具体地,六条回路分别为:
热循环回路1:热水罐底部的低温热水依次通过阀门8和五级水泵流至太阳能集热器,获取了太阳能集热器收集的热量升温后的高温热水经阀门7流回热水罐顶部。即:将太阳能集热器收集的热量储存至热水罐。
热循环回路2:热水罐底部的低温热水依次经过阀门8和三级水泵流至燃料电池处,获取了燃料电池热电联产产生的热量升温后的高温热水经阀门7流回热水罐顶部。即:将燃料电池热电联产的热量储存至热水罐。
热循环回路3:热水罐顶部的高温热水依次通过四级水泵和阀门5流至吸收式制冷机,经吸收式制冷机制冷吸收降温后的低温热水经阀门6流回热水罐底部。即:利用热水罐中储存的热量为吸收式制冷机制冷提供热源。
热循环回路4:热水罐底部的低温热水依次通过阀门8和五级水泵流至太阳能集热器,获取了太阳能集热器所收集的热量升温后的高温热水依次通过阀门7和阀门5流至吸收式制冷机;经吸收式制冷机制冷吸收降温后的低温热水依次经阀门6、阀门8和五级水泵,流回至太阳能集热器继续收集热量。即:利用太阳能集热器吸收的热量为吸收式制冷机提供制冷热源。
热循环回路5:热水罐底部的低温热水依次经过阀门8和三级水泵流至燃料电池处,获取了燃料电池热电联产所产生的热量升温后的高温热水依次通过阀门7和阀门5流至吸收式制冷机,经吸收式制冷机制冷吸收降温后的低温热水依次经阀门6、阀门8和三级水泵,流回至燃料电池端收集热量。即:利用燃料电池热电联产的热量为吸收式制冷机提供制冷热源。
热循环回路6:热水罐顶部的高温热水依次经过四级水泵和阀门5流至换热站,经换热站换热后的低温热水经阀门6流回热水罐底部。
实施例二:
请参照图4,本实施例提供的数据中心的能源循环系统可通过二次升温的方式存储系统热量,以满足因冬季温度较低而产生的热量需求,同时,供冷系统(图4未示出)用于向数据中心提供冷量,供电系统由光伏发电、燃料电池热电联产和/或电网买电提供,所提供的电量可用于电解槽产氢耗电、吸收式制冷机耗电、回馈电网、电力分配损耗和满足数据中心电需求。
在本系统中,热循环回路共四条,四条回路可同时使用。控制装置(图4未示出)通过控制阀门1、阀门2、阀门3和阀门4的开关状态,以及一级水泵、二级水泵、三级水泵和四级水泵的工作功率控制控制热循环中热源介质的流量和流速。具体地,四条回路分别为:
热循环回路1:热水罐顶部的高温热水依次经过阀门1、二级水泵流至换热站,在换热站换热后降温,降温后的低温热水经阀门2流回热水罐。即:利用热水罐中储存的热量为换热站提供热量。
热循环回路2:热水罐底部的低温热水依次经阀门2和一级水泵后进入数据中心机房,在机房中吸收服务器运行释放的热量后进行一次升温,再通过四级水泵流至燃料电池,以吸收燃料电池热电联产所产生的热量进行二次升温,二次升温后的高温热水经阀门3流回热水罐顶部。即:回收并存储数据中心机房中服务器运行所产生的热量和燃料电池热电联产产生的热量,同时为机房服务器降温。
热循环回路3:热水罐顶部的高温热水依次经过阀门1、二级水泵流至换热站,经换热站换热后降温的低温水依次经阀门2和一级水泵后进入数据中心机房,在机房中吸收服务器运行释放的热量后进行一次升温,再通过四级水泵流至燃料电池,以吸收燃料电池热电联产所产生的热量进行二次升温,二次升温后的高温热水经阀门3流回热水罐顶部。即:为换热站换热提供热量;回收并存储数据中心机房中服务器运行所产生的热量和燃料电池热电联产产生的热量,同时为机房服务器降温。
热循环回路4:热水罐底部的低温热水依次通过阀门4和三级水泵流至太阳能集热器,通过获取太阳能集热器所收集的热量并升温后的高温热水经阀门3流回热水罐顶部。即:将太阳能集热器收集的热量储存至热水罐。
实施例三:
请参照图5,本实施例提供的数据中心的能源循环系统使用另一结构的改造消防水池为数据中心机房提供冷量。在本系统中,供电系统及热循环回路的结构和运行原理与实施例一相同,冷循环回路共三条,三条回路可同时使用。控制装置(图4未示出)通过控制阀门1、阀门2、阀门3和阀门4的开关状态,以及一级水泵和二级水泵的工作功率控制冷循环中冷源介质的流量和流速。具体地,三条回路分别为:
冷循环回路1:消防水池右方低温层区域的冷冻水供水依次通过阀门4和一级水泵分配至各数据中心机房的空调系统,在各机房的空调系统中换热升温后的冷却水回水经阀门三回流至消防水池左方高温层区域。即:利用消防水池中储存的冷量为数据中心机房降温。
冷循环回路2:消防水池左方高温层区域的冷却水出水依次通过二级水泵和阀门1流至吸收式制冷机,经吸收式制冷机制冷降温后的冷冻水回水经阀门2流回消防水池右方低温层区域。即:将吸收式制冷机产生的冷量储存至消防水池。
冷循环回路3:经吸收式制冷机制冷降温后的冷冻水回水依次通过阀门2、阀门4和一级水泵分配至数据中心各机房的空调系统,在各机房的空调系统中换热升温后的冷却水回水经阀门3和阀门1直接流至吸收式制冷机等待下一次冷却。即:利用吸收式制冷机产生的冷量为数据中心机房降温。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
Claims (9)
1.一种数据中心的能源循环系统,其特征在于,包括供冷系统、余热回收系统和控制装置,其中:
所述供冷系统用于向数据中心的用冷末端提供冷量,并对经用冷末端换热升温后的冷源介质进行制冷和/或蓄冷;其中,所述供冷系统包括蓄冷装置和制冷装置,所述蓄冷装置、所述制冷装置和所述数据中心之间通过管路依次连接,形成冷循环回路;
所述余热回收系统包括散热装置和蓄热装置,所述散热装置、所述蓄热装置和所述数据中心之间通过管路依次连接,形成热循环回路;所述蓄热装置用于通过热源介质回收所述散热装置和所述数据中心用热末端的热量,并为所述供冷系统提供制冷热源;
所述控制装置分别连接所述供冷系统和所述余热回收系统,用于控制所述供冷系统中的冷源介质以及所述余热回收系统中的热源介质的温度值。
2.根据权利要求1所述的数据中心的能源循环系统,其特征在于,所述蓄冷装置分别设置有冷冻水供水口、冷冻水回水口、冷却水出水口和冷却水回水口;其中,
所述蓄冷装置通过所述冷冻水供水口向所述数据中心的用冷末端提供冷量;
经所述数据中心的用冷末端换热升温后的冷源介质通过所述冷却水回水口流回所述蓄冷装置,并通过所述冷却水出水口流至所述制冷装置,经所述制冷装置制冷后的冷源介质再通过所述冷冻水回水口进入蓄冷装置;或,
经所述数据中心的用冷末端换热升温后的冷源介质通过管路流至所述制冷装置,经所述制冷装置制冷后的冷源介质再通过所述冷冻水回水口进入蓄冷装置。
3.根据权利要求2所述的数据中心的能源循环系统,其特征在于,所述蓄冷装置内的冷源介质按照温度从低往高分层分布;其中,
所述冷冻水供水口和所述冷冻水回水口设置于所述蓄冷装置的低温层区域;
所述冷却水出水口和所述冷却水回水口设置于所述蓄冷装置的高温层区域。
4.根据权利要求1所述的数据中心的能源循环系统,其特征在于,各所述管路上依次设置有水泵和阀门;
所述控制装置还分别连接所述水泵和所述阀门,以调节所述供冷系统的冷源介质以及所述余热回收系统的热源介质的流量和/或流速。
5.根据权利要求1所述的数据中心的能源循环系统,其特征在于,所述热循环回路中,
所述蓄热装置通过管路将低温热源介质流向所述数据中心,以使所述低温热源介质通过吸收所述数据中心用热末端的热量进行一次升温;
经一次升温后的低温热源介质通过管路流向所述散热装置,通过吸收所述散热装置产生的热量进行二次升温,得到高温热源介质;
所述高温热源介质通过管路流至所述蓄热装置。
6.根据权利要求1所述的数据中心的能源循环系统,其特征在于,所述余热回收系统还包括换热站,所述换热站分别连接所述散热装置、所述蓄热装置以及所述数据中心;
所述蓄热装置的高温热源介质通过管路流向所述换热站,经所述换热站换热降温后的低温热源介质流回所述蓄热装置。
7.根据权利要求6所述的数据中心的能源循环系统,其特征在于,
所述换热站通过管路将低温热源介质流向所述数据中心,以使所述低温热源介质通过吸收所述数据中心用热末端的热量进行一次升温;
经一次升温后的低温热源介质通过管路流向所述散热装置,通过吸收所述散热装置产生的热量进行二次升温,得到高温热源介质;
所述高温热源介质通过管路流至所述换热站。
8.根据权利要求1所述的数据中心的能源循环系统,其特征在于,所述散热装置包括太阳能集热器和燃料电池。
9.根据权利要求1所述的数据中心的能源循环系统,其特征在于,还包括供电系统,所述供电系统通过利用可再生能源进行发电,以为所述数据中心和所述供冷系统提供电能。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202221930463.4U CN218897404U (zh) | 2022-07-26 | 2022-07-26 | 一种数据中心的能源循环系统 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202221930463.4U CN218897404U (zh) | 2022-07-26 | 2022-07-26 | 一种数据中心的能源循环系统 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN218897404U true CN218897404U (zh) | 2023-04-21 |
Family
ID=86000838
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202221930463.4U Active CN218897404U (zh) | 2022-07-26 | 2022-07-26 | 一种数据中心的能源循环系统 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN218897404U (zh) |
-
2022
- 2022-07-26 CN CN202221930463.4U patent/CN218897404U/zh active Active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Liu et al. | State-of-the-art on thermal energy storage technologies in data center | |
CN110345549B (zh) | 一种液冷数据中心余热回收系统 | |
CN105676819B (zh) | 一种多元能源优化配置系统及其优化运行方法 | |
CN108491992A (zh) | 一种含光伏和蓄能的冷热电联供系统调峰调蓄优化调度模型 | |
US20240027140A1 (en) | Mobile energy storage internet system | |
AU2004274722A1 (en) | Independent system of energy and heat supply | |
CN103307803B (zh) | 一种复合利用能量的冷、热水供应装置 | |
CN112182887B (zh) | 一种综合能源系统规划优化仿真方法 | |
CN103335467B (zh) | Lng能源综合利用系统 | |
CN203719001U (zh) | 作为应急冷源使用的闭式承压水蓄冷系统 | |
CN116031934A (zh) | 一种核基多能互补综合能源系统及其运行方法 | |
CN110762664A (zh) | 一种基于pvt结合跨季节蓄热和露点蒸发冷却的装置、空调 | |
CN113381398A (zh) | 适用于工业园区的多能互补综合能源供能系统 | |
CN218897404U (zh) | 一种数据中心的能源循环系统 | |
CN210425244U (zh) | 一种液冷数据中心余热回收系统 | |
CN115164449B (zh) | 压缩空气耦合浅层地热蓄能系统及其控制方法 | |
CN203797761U (zh) | 风力发电机调峰相变蓄能供热系统 | |
CN213687359U (zh) | 一种分布式能源系统 | |
CN214540448U (zh) | 一种光气电储地热耦合的园区综合能源供能系统 | |
CN114897354A (zh) | 考虑运行可靠性的数据中心多能源系统的设计方法及装置 | |
CN111461429B (zh) | 一种气电协调的多能互补系统优化方法 | |
CN212961803U (zh) | 一种多能互补供热系统 | |
CN211667943U (zh) | 一种pvt结合跨季节蓄热和露点蒸发冷却的装置、空调 | |
CN208174578U (zh) | 数据中心余热发电系统 | |
CN102927638B (zh) | 冰蓄冷水蓄热系统 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |