CN221081880U - 一种空气能二级压缩储能液冷系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种空气能二级压缩储能液冷系统，包括储能液冷子系统、热泵子系统和板式热交换器，散热模块均匀分布在储能模块周边；热泵子系统主要包括第一压缩机、第二压缩机、冷凝器和蒸发器，第二压缩机出口与冷凝器制冷剂入口相接，冷凝器制冷剂出口分两路：一路接第一电子膨胀阀后接蒸发器的冷凝剂入口，蒸发器的冷凝剂出口接第一压缩机入口，第一压缩机出口接第二压缩机入口；另一路接第二电子膨胀阀后接板式热交换器的第二热交换通道后接单向阀，再接第二压缩机入口。系统具有自动调节温度的特点和储能液冷高散热、高效率、低噪声、低能耗特点；可适用于各类储能系统，电池系统，数据中心场景的热管理场合。

Description

一种空气能二级压缩储能液冷系统

技术领域

本实用新型涉及空气源热泵设备，更具体地说涉及一种空气能二级压缩储能液冷系统。

背景技术

数据中心是如今数字经济发展的基础，为应对网络数据量爆发的挑战，需要大量数据中心服务器提升算力，促进通讯设备性能的不断增长。然而，芯片功耗和热流密度也在持续攀升，因此数据中心对制冷技术产生更高的需求。由于数据中心内部要不断地运行计算机，如出现散热不良的情况，高温将会导致芯片工作的稳定性降低，并且模块内部和外部环境之间的温差还会产生大量的热应力，对芯片的电性能、机械强度以及可靠性造成不良影响。传统的数据中心通常使用空气冷却系统来维持机房温度，在消耗大量资源的同时效果并不理想。

风冷技术是过去数据中心应用较为常用的冷却方案，它通过冷/热空气通道的交替排列实现换热，但面对数据中心高热密度场呈现瓶颈，风冷的散热效率已经跟不上计算效率。风冷技术存在以下几个缺点：高能耗、占用空间大；低热密度场和相对较低的散热能力；高噪音；成本高，普及和推广应用程度低。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是如何提供一种具有储能液冷高能效的储能系统。

为了解决以上问题本实用新型提供了一种空气能二级压缩储能液冷系统，包括储能液冷子系统、热泵子系统和板式热交换器，储能液冷子系统与热泵子系统通过板式热交换器实现热交换；液冷子系统包括储能液冷子系统的液循环管道、散热模块和循环泵，散热模块均匀分布在储能模块周边，散热模块、循环泵和板式热交换器的第一热交换通道通过液循环管道串联；热泵子系统主要包括第一压缩机、第二压缩机、冷凝器和蒸发器，第二压缩机出口与冷凝器制冷剂入口相接，冷凝器制冷剂出口分两路：一路接第一电子膨胀阀后接蒸发器的冷凝剂入口，蒸发器的冷凝剂出口接第一压缩机入口，第一压缩机出口接第二压缩机入口；另一路接第二电子膨胀阀后接板式热交换器的第二热交换通道后接单向阀，再接第二压缩机入口，储能液冷子系统与热泵子系统通过板式热交换器实现热交换。

所述的空气能二级压缩储能液冷系统，其特征在于所述散热模块两块以上，并行连接。

所述的空气能二级压缩储能液冷系统，其特征在于所述板式换热器的各种板片之间形成薄矩形通道，通过板片进行热量交换。

实施本实用新型具有如下有益效果：该系统融合了空气能节能减排，低碳环保，清洁高效，具有自动调节温度的特点和储能液冷高散热、高效率、低噪声、低能耗特点；可适用于需大幅度提高计算能力、能源效率和部署密度等储能系统，电池系统，数据中心场景的热管理场合。

附图说明

图1是空气能二级压缩储能液冷系统框图。

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作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。

图1是空气能二级压缩储能液冷系统框图，空气能二级压缩储能液冷系统，包括储能液冷子系统A、热泵子系统C和板式热交换器B，储能液冷子系统与热泵子系统通过板式热交换器实现热交换；液冷子系统包括储能液冷子系统的液循环管道、散热模块A4和循环泵A2，散热模块均匀分布在储能模块周边，散热模块、循环泵和板式热交换器的第一热交换通道通过液循环管道串联；热泵子系统主要包括第一压缩机C2、第二压缩机C3、冷凝器C5和蒸发器C4，第二压缩机出口与冷凝器制冷剂入口相接，冷凝器制冷剂出口分两路：一路接第一电子膨胀阀C6后接蒸发器的冷凝剂入口，蒸发器的冷凝剂出口接第一压缩机入口，第一压缩机出口接第二压缩机入口；另一路接第二电子膨胀阀C7后接板式热交换器的第二热交换通道后接单向阀，再接第二压缩机入口，储能液冷子系统与热泵子系统通过板式热交换器实现热交换。储能液冷子系统上还设有加热器A5、第三单向阀A3、入侧压力传感器、入侧温度传感器、回液侧温度传感器、回液侧压力传感器和膨胀罐A1。热泵子系统上还设有排气温度传感器、高压开关、干燥过滤器、高压压力传感器、第一单向阀、吸气温度传感器C1、第一低压传感器、第二低压传感器和第二单向阀。

系统的基本原理是利用热泵技术,将低温的热能从环境空气中提取出来,经过压缩循环过程,提升温度并传递给需要供热或制冷的系统。其中蒸发器:实现在蒸发器中,制冷剂与空气进行热交换,从而吸收空气中的热能并发生相变成为气态。第二压缩机:第一压缩机的作用是将低温低压的气体制冷剂压缩成中温中压的气体；第一压缩机2的作用是将中温中压的气体制冷剂压缩成高温高压的气体。冷凝器是将高温高压的气体制冷剂释放出热量并形成高压低温的液态。第一电子膨胀阀和第二电子膨胀阀都是控制制冷剂流动的装置,使其从高压低温液态状态转变为低压低温液态状态。板式换热器：各种板片之间形成薄矩形通道，通过板片进行热量交换。在板式换热器中低压低温液态与冷却液进行液—液的热交换，吸收冷却液中热量后气化成低温低压的气体制冷剂。最后准备进入蒸发器进行下一轮循环。

储能液冷系统工作原理：冷却液可采用洁净水冷却液，低温低压的冷却液经过板式热交换器后吸热，被加热；高温低压的洁净水冷却液从回液口返回，进入回液管管道，经由水泵加压，形成高温高压的洁净水；然后经过板式换热器的进水口进入板式换热器进行热交换，经冷却后变成低温高压的冷液态，冷液态可经过电加热器进行稳定调节后，通过供液管管道输出到储能柜体中，对柜体内的储能系统，电池系统，数据中心等进行冷却。

本实用新型提供一种空气能二级压缩储能液冷系统，该系统融合了空气能节能减排，低碳环保，清洁高效，具有自动调节温度的特点和储能液冷高散热、高效率、低噪声、低能耗特点；可适用于需大幅度提高计算能力、能源效率和部署密度等储能系统，电池系统，数据中心场景的热管理场合。

该系统的应用只需增加极小的成本，就可客服风冷技术存在高能耗、占用空间大、低热密度场和相对较低的散热能力、高噪音、成本高、普及低等缺点，对节能减排，散热恒温，储能系统，电池系统，数据中心场景等热管理的场合具有重要的意义。

液冷技术与传统风冷技术相比有以下优势：导热性能：液冷技术的导热能力是风冷的25倍，能极大地提高设备的稳定性、工作效率以及生命周期，保障数据中心的可靠性。带走热量体积：同体积的液体能够带走的热量体积，是空气的1000～3000倍，可以将能源消耗降低约70％。噪音解决：液冷可以解决空气冷却中产生的噪音问题，并且，在达到同等散热效果时，液冷技术制造的噪音比风冷噪音要低上20－35分贝。节能省电：液冷系统在使用中比风冷系统节省约30％－50％的电量。

以上所揭露的仅为本实用新型一种实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，本领域普通技术人员可以理解的实现上述实施例的全部或部分流程，并依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属于实用新型所涵盖的范围。

Claims (3)

1.一种空气能二级压缩储能液冷系统，包括储能液冷子系统、热泵子系统和板式热交换器，液冷子系统包括储能液冷子系统的液循环管道、散热模块和循环泵，散热模块均匀分布在储能模块周边，散热模块、循环泵和板式热交换器的第一热交换通道通过液循环管道串联；热泵子系统主要包括第一压缩机、第二压缩机、冷凝器和蒸发器，第二压缩机出口与冷凝器制冷剂入口相接，冷凝器制冷剂出口分两路：一路接第一电子膨胀阀后接蒸发器的冷凝剂入口，蒸发器的冷凝剂出口接第一压缩机入口，第一压缩机出口接第二压缩机入口；另一路接第二电子膨胀阀后接板式热交换器的第二热交换通道后接单向阀，再接第二压缩机入口，储能液冷子系统与热泵子系统通过板式热交换器实现热交换。

2.根据权利要求1所述的空气能二级压缩储能液冷系统，其特征在于所述散热模块两块以上，并行连接。

3.根据权利要求1所述的空气能二级压缩储能液冷系统，其特征在于所述板式换热器的各种板片之间形成薄矩形通道，通过板片进行热量交换。