TW202207784A - Data center heat recovery system - Google Patents
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Abstract
Description
本發明屬涉及熱回收領域,尤其涉及一種數據中心熱回收系統。The invention belongs to the field of heat recovery, in particular to a data center heat recovery system.
在一些比較寒冷的地區,多數建築物都有熱泵系統,以便在冬天時給室內製暖,然建築物的機房或者空調在運行過程中,其數據中心產生的廢熱卻流失在外部環境中,無法得到有效利用,造成了資源浪費。In some relatively cold areas, most buildings have heat pump systems to heat the interior in winter. However, during the operation of the building's computer room or air conditioner, the waste heat generated by the data center is lost to the external environment, which cannot be obtained. Effective use results in a waste of resources.
本發明實施例提供一種數據中心熱回收系統,包括: 建築物熱泵系統,用於在環境溫度低於第一預設溫度時提供第一流體; 熱交換器,與所述建築物熱泵系統藉由第一管道連接,在環境溫度低於第一預設溫度時接收來自所述建築物熱泵系統的第一流體,且與所述建築物熱泵系統組成流體循環系統; 至少一個模組式數據中心,每個所述模組式數據中心包括一個風冷式冰水機和一個數據中心,各個所述模組式數據中心藉由第二管道與所述熱交換器連接,所述數據中心在運行時產生熱量,所述第二管道內有第二流體流動,所述風冷式冰水機用於在環境溫度高於第二預設溫度時對所述第二流體進行製冷;當環境溫度低於所述第一預設溫度時,所述風冷式冰水機不工作,經過所述數據中心後的第二流體傳輸至所述熱交換器,所述熱交換器對第二流體中的熱量進行收集並將收集的熱量藉由所述第一管道內的所述第一流體傳輸給所述建築物熱泵系統,所述建築物熱泵系統吸收該熱量後用於給建築物供熱。An embodiment of the present invention provides a data center heat recovery system, including: a building heat pump system for providing a first fluid when the ambient temperature is below a first preset temperature; a heat exchanger connected to the building heat pump system by a first conduit, receiving a first fluid from the building heat pump system when the ambient temperature is lower than a first preset temperature, and communicating with the building heat pump system Form a fluid circulation system; At least one modular data center, each of the modular data centers includes an air-cooled water chiller and a data center, each of the modular data centers is connected to the heat exchanger by a second pipe , the data center generates heat during operation, a second fluid flows in the second pipe, and the air-cooled ice water machine is used to cool the second fluid when the ambient temperature is higher than the second preset temperature Perform refrigeration; when the ambient temperature is lower than the first preset temperature, the air-cooled water chiller does not work, and the second fluid after passing through the data center is transmitted to the heat exchanger, and the heat exchange The device collects the heat in the second fluid and transmits the collected heat to the building heat pump system through the first fluid in the first pipe, and the building heat pump system absorbs the heat and uses it for Heat the building.
上述模組式數據中心熱回收系統藉由第二管道將機房或者空調數據中心產生的廢熱有機的收集起來,藉由設置熱交換器,再藉由第一管道使熱交換器與建築物熱泵系統形成循環,熱交換器將收集來的廢熱輸送至建築物的熱泵系統,建築物的熱泵系統吸收到該熱量後對室內進行加熱,避免了該部分熱量無端的浪費。The above-mentioned modular data center heat recovery system organically collects the waste heat generated by the computer room or the air-conditioning data center through the second pipeline. By setting the heat exchanger, the heat exchanger is connected to the building heat pump system through the first pipeline. A cycle is formed, and the heat exchanger transmits the collected waste heat to the heat pump system of the building, and the heat pump system of the building absorbs the heat and then heats the room, avoiding unnecessary waste of this part of the heat.
為了能夠更清楚地理解本發明的上述目的、特徵和優點,下面結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細描述。需要說明的是,在下面的描述中闡述了很多具體細節以便於充分理解本發明,所描述的實施例僅是本發明一部分實施例,而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例,本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬於本發明保護的範圍。In order to more clearly understand the above objects, features and advantages of the present invention, the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings and specific embodiments. It should be noted that many specific details are set forth in the following description to facilitate a full understanding of the present invention, and the described embodiments are only a part of the embodiments of the present invention, but not all of the embodiments. Based on the embodiments of the present invention, all other embodiments obtained by those of ordinary skill in the art without creative efforts shall fall within the protection scope of the present invention.
除非另有定義,本文所使用的所有的技術和科學術語與屬本發明的技術領域的技術人員通常理解的含義相同。本文中在本發明的說明書中所使用的術語只是為了描述具體的實施例的目的,不是旨在於限制本發明。Unless otherwise defined, all technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. The terms used herein in the description of the present invention are for the purpose of describing specific embodiments only, and are not intended to limit the present invention.
參閱圖1,本發明實施例提供了一種數據中心熱回收系統100,包括:建築物熱泵系統10、與所述建築物熱泵系統10藉由第一管道13連接的熱交換器11以及至少一個模組式數據中心12。1, an embodiment of the present invention provides a data center
所述建築物熱泵系統10用於在環境溫度低於第一預設溫度時提供第一流體(圖未示)。所述熱交換器11在環境溫度低於所述第一預設溫度時接收來自所述建築物熱泵系統10的所述第一流體且與所述建築物熱泵系統10組成流體循環系統。The building
每個所述模組式數據中心12包括一個風冷式冰水機122和一個數據中心124,各個所述模組式數據中心12藉由第二管道15與所述熱交換器11連接,所述數據中心124在運行時產生熱量,所述第二管道15內有第二流體(圖未示)流動。所述風冷式冰水機122用於在環境溫度高於第二預設溫度時對所述第二流體進行製冷;當環境溫度低於所述第一預設溫度時,所述風冷式冰水機122不工作,經過所述數據中心124後的第二流體傳輸至所述熱交換器11,所述熱交換器11對第二流體中的熱量進行收集並將收集的熱量藉由所述第一管道13內的所述第一流體傳輸給所述建築物熱泵系統10,所述建築物熱泵系統10吸收該熱量後用於給建築物供熱。Each of the
特別的,本實施例所述第一預設溫度為10攝氏度,所述第二預設溫度為20攝氏度,在其他實施例中,所述第一預設溫度不限於10攝氏度,可以超過或低於10攝氏度,所述第二預設溫度不限於20攝氏度,可以超過或低於20攝氏度,只要保證所述第一預設溫度低於所述第二預設溫度即可。本實施例中,所述熱交換器11為板式熱交換器,在其他實施例中,所述熱交換器11不限於板式熱交換器。In particular, the first preset temperature in this embodiment is 10 degrees Celsius, and the second preset temperature is 20 degrees Celsius. In other embodiments, the first preset temperature is not limited to 10 degrees Celsius, and may be higher than or lower than At 10 degrees Celsius, the second preset temperature is not limited to 20 degrees Celsius, and may be higher or lower than 20 degrees Celsius, as long as the first preset temperature is guaranteed to be lower than the second preset temperature. In this embodiment, the
繼續參閱圖1,本實施例中所述數據中心熱回收系統100還包括一個儲能槽14,所述第二管道15包括有第一子管道152、第二子管道154、第三子管道156以及第四子管道158。所述數據中心熱回收系統100還包括複數水泵16及至少一個電動二通閥18。所述水泵16包括第一水泵161、第二水泵162、第三水泵163、第四水泵164以及第五水泵165,所述第五水泵165用於輸送所述第一管道13內的所述第一流體,所述第一水泵161、第二水泵162、第三水泵163以及第四水泵164用於輸送所述第二管道15內的所述第二流體。所述電動二通閥18包括複數第一電動二通閥182和複數第二電動二通閥184,藉由所述電動二通閥18的開啟或關閉來控制所述第二流體在所述第二管道15內的流動。Continuing to refer to FIG. 1 , the data center
當環境溫度低於第一預設溫度時,本實施例所述數據中心熱回收系統100自動關閉所述第一水泵161,所述第二水泵162以及所述第三水泵163,同時關閉所有的所述第二電動二通閥184,其他元件(第四水泵164、第五水泵165、第一電動二通閥182以及第三電動二通閥186等)維持開啟狀態,此時所述各個所述風冷式冰水機122停止工作,所述數據中心熱回收系統100處於低溫(即環境溫度低於所述第一預設溫度時)熱回收模式。When the ambient temperature is lower than the first preset temperature, the data center
當環境溫度低於第一預設溫度時,本實施例所述數據中心熱回收系統100自動關閉所述第一水泵161、所述第二水泵162、所述第三水泵163以及第五水泵165,同時關閉所有的第二電動二通閥184和第三電動二通閥186,其他元件(第四水泵164以及第一電動二通閥182等)維持開啟狀態,此時所述各個所述風冷式冰水機122停止工作,此時所述數據中心熱回收系統100處於低溫應急冷卻模式下。When the ambient temperature is lower than the first preset temperature, the data center
當環境溫度高於第二預設溫度時,本實施例所述數據中心熱回收系統100自動關閉所述第四水泵164及所述第五水泵165,同時關閉所有的所述第一電動二通閥182,上文提到的其他元件(如第一水泵161、第二水泵162、第三水泵163、第二電動二通閥184以及第三電動二通閥186等)維持開啟狀態,此時所述風冷式冰水機122用於對所述第二管道15內的第二流體進行製冷,且所述建築物熱泵系統10亦停止工作,所述數據中心熱回收系統100處於高溫(即環境溫度高於所述第二預設溫度時)模式。When the ambient temperature is higher than the second preset temperature, the data center
當環境溫度高於第二預設溫度時,本實施例所述數據中心熱回收系統100自動關閉所述第四水泵164及所述第五水泵165,同時關閉所有的第一電動二通閥182和各個所述第三電動二通閥186,上文提到的其他元件(如第一水泵161、第二水泵162、第三水泵163以及第二電動二通閥184等)維持開啟狀態,此時所述風冷式冰水機122用於對所述第二管道15內的第二流體進行製冷,且所述建築物熱泵系統10亦停止工作,此時所述數據中心熱回收系統100處於高溫應急冷卻模式。When the ambient temperature is higher than the second preset temperature, the data center
參閱圖2,本實施例在低溫熱回收模式下,所述儲能槽14藉由所述第一子管道152與所述熱交換器11連接,所述儲能槽14藉由所述第三子管道156與至少一個所述數據中心124連接。所述儲能槽14藉由所述第三子管道156將所述第二流體輸送至各個所述數據中心124,各個所述數據中心124在機房(或者空調)工作時產生熱量,該熱量傳導至所述第三子管道156內的所述第二流體使得所述第二流體成為熱流體。Referring to FIG. 2 , in the low-temperature heat recovery mode of this embodiment, the
繼續參閱圖2,由於位於所述建築物熱泵系統10和所述熱交換器11之間的所述第五水泵165維持開啟,所述建築物熱泵系統10可以藉由所述第一管道13向所述熱交換器11輸送所述第一流體,所述第一流體流入所述熱交換器11。同時經過每個所述數據中心124後的熱流體藉由所述第二管道15傳輸至所述熱交換器11。該熱流體流入所述熱交換器11,所述熱交換器11對所述熱流體中的熱量進行收集並將收集的熱量藉由所述第一管道13內的所述第一流體傳輸給所述建築物熱泵系統10,所述建築物熱泵系統10吸收該熱量後用於給建築物供熱。所述熱流體失去熱量後即為所述第二流體,所述第二流體藉由所述第一子管道152傳輸至所述儲能槽14進行存儲。Continuing to refer to FIG. 2 , since the
進一步參閱圖2,所述儲能槽14藉由所述第一子管道152儲存流經所述熱交換器11後的所述第二流體,並藉由所述第三子管道156用於對所述數據中心124進行散熱降溫。該第二流體在給各個所述數據中心124散熱的同時亦吸收了各個所述數據中心124產生的廢熱。此時所述第二流體藉由所述第二管道15進入所述熱交換器11,所述熱交換器11再將該第二流體中的熱量收集後傳導至所述第一流體中,所述建築物熱泵系統10吸收該熱量後用於給建築物製熱。被所述熱交換器11吸收熱量後的所述第二流體藉由所述第一子管道152直接傳輸至所述儲能槽14,所述儲能槽14再藉由所述第三子管道156將所述第二流體輸送至各個所述數據中心124,形成一個循環,以充分利用所述數據中心124的廢熱。Further referring to FIG. 2 , the
本實施例在低溫熱回收模式下,所述數據中心熱回收系統100有效利用了空調機或者機房內數據中心124產生的廢熱,使得收集後的廢熱最終進入所述建築物熱泵系統10,所述建築物熱泵系統10吸收該廢熱後給室內加熱,避免了資源浪費,有較好的實用價值。In this embodiment, in the low-temperature heat recovery mode, the data center
參閱圖3,本實施例在低溫應急冷卻模式下,流經所述數據中心124的所述第二流體藉由所述第二管道15被輸送至所述熱交換器11,所述熱交換器11收集的熱量不斷積累,經過所述熱交換器11後的所述第二流體藉由所述第一子管道152輸送至所述儲能槽14,所述儲能槽14藉由所述第三子管道156再對各個所述數據中心124進行散熱,避免所述數據中心124因熱量無法釋放而使設備發生故障。Referring to FIG. 3 , in the low temperature emergency cooling mode of this embodiment, the second fluid flowing through the
本實施例在低溫應急冷卻模式下,所述數據中心熱回收系統100藉由所述儲能槽14內存儲的所述第二流體可以暫時的維持所述數據中心124的散熱,避免所述數據中心124因熱量無法釋放而使設備故障。In the low-temperature emergency cooling mode of this embodiment, the data center
參閱圖4,本實施例在高溫模式下,所述儲能槽14藉由所述第二子管道154與所述至少一個風冷式冰水機122連接,所述至少一個風冷式冰水機122對經過所述數據中心124後的第二流體製冷得到冷流體。所述儲能槽14藉由所述第二子管道154存儲流經各個所述風冷式冰水機122後的冷流體,並藉由所述第四子管道158用於對各個所述數據中心124進行散熱降溫。Referring to FIG. 4 , in the high temperature mode of this embodiment, the
進一步參閱圖4,各個所述模組式數據中心12中的所述風冷式冰水機122和所述數據中心124之間均並聯有一個第三電動二通閥186。藉由所述第三電動二通閥186的開啟或關閉來控制所述第二流體藉由所述風冷式冰水機122的流量,避免在高溫(即環境溫度高於所述第二預設溫度)下且當所述數據中心124正常運行時,流經所述風冷式冰水機122的所述第二流體的流量過低(比如低於一預設流量),降低對所述數據中心124的散熱效果。然當所述數據中心124是低負荷運行時,與所述數據中心124並聯的所述風冷式冰水機122亦會低負荷運行,此時各個所述數據中心124和所述風冷式冰水機122均處於工作狀態,故設備損壞的概率較大。Further referring to FIG. 4 , a third electric two-
本實施例藉由採用空調系統中所謂的風冷式冰水機122的群控策略,即利用自動控制技術對製冷設備(如冷水機組、水泵、閥門)進行自動化的監控。其目的在於,當某個所述數據中心124是低負荷運行時,使其對應的風冷式冰水機122停止工作,所述儲能槽14冷流體的供應來源轉移至其他較高空調負荷的所述風冷式冰水機122來供應,以提高所述風冷式冰水機122的運轉效能與降低設備維護成本。In this embodiment, the so-called group control strategy of the air-cooled
本實施例在高溫模式下,藉由將各個所述風冷式冰水機122產生的冷流體集中在所述儲能槽14內,然後所述儲能槽14將所述第二流體藉由所述第四子管道158輸送至各個所述數據中心124進行散熱。In this embodiment, in the high temperature mode, the cold fluid generated by each of the air-cooled
參閱圖5,本實施例在高溫應急冷卻模式下,當環境溫度高於第二預設溫度時,因停電或其他因素導致各個所述風冷式冰水機122均停止工作。此時所述儲能槽14無法藉由所述第二子管道154收集冷流體。若因停電導致的所述風冷式冰水機122停止工作,則相應的所述數據中心124亦停止工作,但所述數據中心124在停止工作前產生的大量的熱卻無法迅速散熱,此時所述儲能槽14藉由所述第四子管道158將所述第二流體輸送至各個所述數據中心124進行散熱,避免所述數據中心124過熱。若因其他原因導致所述風冷式冰水機122停止工作,則相應的所述數據中心124可正常工作,所述數據中心124繼續產生熱量,而所述儲能槽14中的所述第二流體每循環經過所述數據中心124一次,其熱量都會增加,直至所述儲能槽14中的所述第二流體無法給所述數據中心124散熱,在此期間所述儲能槽14可對所述數據中心124提供有效的散熱效果,避免所述數據中心124因熱量無法釋放而使設備故障。Referring to FIG. 5 , in the high-temperature emergency cooling mode in this embodiment, when the ambient temperature is higher than the second preset temperature, each of the air-cooled
本實施例在高溫應急冷卻模式下,在所述風冷式冰水機122停止工作後,藉由所述儲能槽14內存儲的所述第二流體可以暫時的維持所述數據中心的散熱,避免所述數據中心124因熱量無法釋放而使設備故障。In this embodiment, in the high temperature emergency cooling mode, after the air-cooled
上述模組式數據中心熱回收系統100在低溫熱回收模式下,藉由第二管道15將機房或者空調數據中心124產生的廢熱收集起來,藉由設置熱交換器11,再藉由第一管道13使熱交換器11與建築物熱泵系統10形成循環,熱交換器11將收集來的廢熱輸送至建築物熱泵系統10,建築物熱泵系統10吸收到該熱量後對室內進行加熱,避免了該部分熱量無端的浪費。In the low temperature heat recovery mode, the modular data center
以上實施方式僅用以說明本發明的技術方案而非限制,儘管參照較佳實施方式對本發明進行了詳細說明,本領域的普通技術人員應當理解,可以對本發明的技術方案進行修改或等同替換,而不脫離本發明技術方案的精神及範圍。The above embodiments are only used to illustrate the technical solutions of the present invention and not to limit them. Although the present invention has been described in detail with reference to the preferred embodiments, those of ordinary skill in the art should understand that the technical solutions of the present invention can be modified or equivalently replaced. without departing from the spirit and scope of the technical solutions of the present invention.
100:數據中心熱回收系統 10:建築物熱泵系統 11:熱交換器 12:模組式數據中心 13:第一管道 122:風冷式冰水機 124:數據中心 14:儲能槽 15:第二管道 152:第一子管道 154:第二子管道 156:第三子管道 158:第四子管道 16:水泵 161:第一水泵 162:第二水泵 163:第三水泵 164:第四水泵 165:第五水泵 18:電動二通閥 182:第一電動二通閥 184:第二電動二通閥 186:第三電動二通閥100: Data Center Heat Recovery Systems 10: Building heat pump systems 11: Heat Exchanger 12: Modular data center 13: First Pipeline 122: Air-cooled ice water machine 124: Data Center 14: Energy storage tank 15: Second Pipeline 152: First sub-pipeline 154: Second sub-pipeline 156: Third sub-pipeline 158: Fourth sub-pipeline 16: water pump 161: The first water pump 162: Second water pump 163: The third water pump 164: Fourth water pump 165: Fifth Pump 18: Electric two-way valve 182: The first electric two-way valve 184: The second electric two-way valve 186: The third electric two-way valve
圖1為本發明實施例數據中心熱回收系統的示意圖。FIG. 1 is a schematic diagram of a data center heat recovery system according to an embodiment of the present invention.
圖2為本發明實施例數據中心熱回收系統低溫時的工作示意圖。FIG. 2 is a schematic working diagram of a data center heat recovery system at a low temperature according to an embodiment of the present invention.
圖3為本發明實施例數據中心熱回收系統低溫時應急冷卻的工作示意圖。FIG. 3 is a working schematic diagram of emergency cooling when the heat recovery system of a data center is at a low temperature according to an embodiment of the present invention.
圖4為本發明實施例數據中心熱回收系統高溫時的工作示意圖。FIG. 4 is a schematic diagram of the operation of the data center heat recovery system at a high temperature according to an embodiment of the present invention.
圖5為本發明實施例數據中心熱回收系統高溫時應急冷卻的工作示意圖。FIG. 5 is a working schematic diagram of emergency cooling when a heat recovery system of a data center is at a high temperature according to an embodiment of the present invention.
100:數據中心熱回收系統100: Data Center Heat Recovery Systems
10:建築物熱泵系統10: Building heat pump systems
11:熱交換器11: Heat Exchanger
12:模組式數據中心12: Modular data center
13:第一管道13: First Pipeline
122:風冷式冰水機122: Air-cooled ice water machine
124:數據中心124: Data Center
14:儲能槽14: Energy storage tank
15:第二管道15: Second Pipeline
152:第一子管道152: First sub-pipeline
154:第二子管道154: Second sub-pipeline
156:第三子管道156: Third sub-pipeline
158:第四子管道158: Fourth sub-pipeline
16:水泵16: water pump
161:第一水泵161: The first water pump
162:第二水泵162: Second water pump
163:第三水泵163: The third water pump
164:第四水泵164: Fourth water pump
165:第五水泵165: Fifth Pump
18:電動二通閥18: Electric two-way valve
182:第一電動二通閥182: The first electric two-way valve
184:第二電動二通閥184: The second electric two-way valve
186:第三電動二通閥186: The third electric two-way valve
Claims (10)
Priority Applications (1)
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TW109127439A TW202207784A (en) | 2020-08-12 | 2020-08-12 | Data center heat recovery system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
TW109127439A TW202207784A (en) | 2020-08-12 | 2020-08-12 | Data center heat recovery system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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TW109127439A TW202207784A (en) | 2020-08-12 | 2020-08-12 | Data center heat recovery system |
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2020
- 2020-08-12 TW TW109127439A patent/TW202207784A/en unknown
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