适用于数据中心的相变储能罐系统及数据中心平台技术方案

本发明专利技术涉及相变储能技术领域，本发明专利技术提供了一种适用于数据中心的相变储能罐系统。蓄热罐体(300)外表面设置有微通道换热器(400)，能够将数据中心的余热传输至相变材料(500)中储存；蓄热罐体(300)内部的相变材料(500)与经过螺旋盘管(200)的工质发生热交换从而实现热量的释放，作为供暖、热水等的优质热源；热量的储存和释放，灵活方便，不受时间的限制。本发明专利技术减少了数据中心余热的浪费，实现了的热量的回收利用，能够实现自动化，便于推广应用。

【技术实现步骤摘要】
适用于数据中心的相变储能罐系统及数据中心平台
本专利技术涉及相变储能
，尤其涉及到数据中心余热回收的相变储能系统。
技术介绍
数据中心是一个聚集了大量的计算设备、存储设备、网络设备等设备的建筑场所，是实现数据信息集中处理、存储、传输、交换、管理等业务的基础设施和服务平台。近年来，数据中心逐步向着大型化，高密度化发展，且机房内的机器设备都是24小时不间断的运作，这也使得其发热量不断增加。目前高端单片CPU的满负荷散热密度高达75W/cm2，单台1U服务器功率可以达到400W，一个标准机架的占地面积仅为0.48m2，但其功率高达4KW以上，商用服务器机柜的满载发热量更是高达20-30KW。如果能将这些能量加以回收利用，将会达到节约能源、减少温室气体排放等效果，而如何对数据中心的余热回收利用是一个亟待解决的技术问题。在相变蓄能系统中，相变蓄能换热器是其中最为重要的部件。通常来说，一个相变蓄能换热器主要由蓄热罐体，换热器，相变材料等构成。其中蓄热罐体主要用于存储相变材料以及避免热量流失的作用，换热器则是用于传热流体与相变材料之间的热交换过程，而相变材料则起到了蓄热载体的作用。然而，对于数据中心这一高散热密度的应用场景来说，其要求相变蓄能换热器具有很好的换热性能，能及时把热量存储到相变材料中，这就需要通过各种技术手段解决相变蓄能换热器换热效率低的问题。如专利文献CN208779540U所公开的数据中心热能回收系统，热能回收的利用上可切换不同的模式，能量回收受到时间的限制，不能实现能量的储存，在用户有需求时才能启动回收阀门。本专利技术通过对换热器的综合运用，实现高效储能，达到了节约能源的效果。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种适用于数据中心的相变储能罐系统及数据中心平台。根据本专利技术提供的一种适用于数据中心的相变储能罐系统，包括顶盖100、螺旋盘管200、蓄热罐体300、微通道换热器400、相变材料500；顶盖100、蓄热罐体300配套安装，相变材料500盛装在蓄热罐体300、顶盖100围成的容纳空间800内部；螺旋盘管200安装在蓄热罐体300的内部并淹没在相变材料500中；螺旋盘管200延伸至所述容纳空间800的外部形成流体进口201和流体出口202；微通道换热器400紧密贴附在蓄热罐体300的外侧。优选地，流体进口201、流体出口202通过蓄热罐体300的罐壁并延伸凸出于蓄热罐体300的外侧表面；螺旋盘管200的内壁具有内螺纹210；螺旋盘管200的数量为一个或多个；螺旋盘管(200)内换热工质为液态或气态。优选地，蓄热罐体300为圆柱形罐体；蓄热罐体300的制作材料耐腐蚀；蓄热罐体300与相变材料500之间不发生化学反应。优选地，微通道换热器400主要由多根微通道扁管403并联组成；微通道换热器400的每根微通道扁管403都紧密贴附在蓄热罐体300的外侧；微通道换热器400内盛装有气液相工质；微通道扁管403内的微通道405具有齿状肋片404；蓄热罐体300周向外侧、顶盖100外侧整体覆盖有保温材料600。优选地，所述微通道换热器400包括冷凝端401和蒸发端402；沿微通道换热器热流方向，蒸发端402位于上游，冷凝端401位于下游；蒸发端402通过换热器管道021与冷凝端401紧固密封连接。优选地，相变材料500为固液相变材料。优选地，流体700从流体进口201进入到螺旋盘管200；流体700与相变材料500通过螺旋盘管200进行热交换；相变材料500达到相变温度时，相变材料由液态变为固态，实现热量的释放；相变材料(500)为固液相变材料。优选地，蒸发端402将数据中心的的热量传递到冷凝端401；冷凝端401通过蓄热罐体300与相变材料500进行热交换；相变材料500达到相变温度时相变材料由固态变为液态，实现热量的储存。根据本专利技术提供的一种数据中心平台，包括：数据中心，还包括所述的适用于数据中心的相变储能罐系统；适用于数据中心的相变储能罐系统能够将数据中心的余热收集储存，并能够将收集、储存的热量作为热源释放。优选地，所述的数据中心平台，还包括控制系统900，在控制系统900的控制下，能够根据数据中心的温度、相变材料500的形态实现智能控制，包括：相变材料500为固态时，控制系统900能够自动启动，将数据中心的余热通过微通道换热器400传递到相变材料500中存储；相变材料500为液相时，控制系统900能够自动启动，使流体700从流体进口201流入到螺旋盘管200，从而实现相变材料500中储存的热量的释放。本专利技术具有如下的有益效果：1、本专利技术热量的储存和使用灵活方便，不受时间的限制；2、本专利技术具有蓄热量高，蓄能、释能过程均处于一个稳定温度区间的优点；3、本专利技术自动化程度高，节约人力成本。附图说明通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1为蓄热罐体300的三维模型示意图；图2为蓄热罐体300的装配示意图；图3为微通道换热器400内部结构示意图；图4为螺旋盘管200截面示意图；图5为蓄热罐体300向用户供热流程示意图。图中示出：具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。如图1、图2、图3、图4所示，根据本专利技术提供的一种适用于数据中心的相变储能罐系统，包括顶盖100、螺旋盘管200、蓄热罐体300、微通道换热器400、相变材料500、保温材料600、流体700、容纳空间800、数据中心900。顶盖100、蓄热罐体300配套安装并紧固连接，相变材料500盛装在蓄热罐体300、顶盖100围成的容纳空间800内部；相变材料500当吸热或放热时体积会发生变化，此时，容纳空间800中上部空气会通过顶盖100与蓄热罐体300的缝隙排出或补入容纳空间800，使蓄热罐体300的内外压力平衡；蓄热罐体300周向外侧、顶盖100外侧整体覆盖有保温材料600。螺旋盘管200安装在蓄热罐体300的内部并淹没在相变材料500中；螺旋盘管200的内壁具有内螺纹210，增大了流体700与相变材料500的换热面积，提高换热效率。螺旋盘管200的数量为一个或多个，同样规格的螺旋盘管200数量越多，换热效率越高；同样数量的螺旋盘管200管径越粗，匝数越多，换热效率越高。螺旋盘管200的数量越多，必然会导致相变材料500变少，降低相变材料500的蓄热量。蓄热罐体300为圆柱形罐体；蓄热罐体300的材质耐腐蚀，或者蓄热罐体300的材质不耐腐蚀，但对蓄热罐体300已做了防腐处理；蓄热罐体300与相变材料500之间不发生化学反应。所述相变材料500为固液相变材料；流体700从流体进口201进入到螺旋盘管200，流体700与相变材料500通过螺旋盘管200进行热交换，相变材料500达到相变温度时，相变材料由液态变为固态，实现热量的释放。具体地，螺旋盘管200延伸至所述容纳空间800的外部形成流体进口201和流体出口202；流体进口201、流体出口202通过蓄热罐本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于数据中心的相变储能罐系统，其特征在于，包括顶盖(100)、螺旋盘管(200)、蓄热罐体(300)、微通道换热器(400)、相变材料(500)；顶盖(100)、蓄热罐体(300)配套安装，相变材料(500)盛装在蓄热罐体(300)、顶盖(100)围成的容纳空间(800)内部；螺旋盘管(200)安装在蓄热罐体(300)的内部并淹没在相变材料(500)中；螺旋盘管(200)延伸至所述容纳空间(800)的外部形成流体进口(201)和流体出口(202)；微通道换热器(400)紧密贴附在蓄热罐体(300)的外侧。

【技术特征摘要】
1.一种适用于数据中心的相变储能罐系统，其特征在于，包括顶盖(100)、螺旋盘管(200)、蓄热罐体(300)、微通道换热器(400)、相变材料(500)；顶盖(100)、蓄热罐体(300)配套安装，相变材料(500)盛装在蓄热罐体(300)、顶盖(100)围成的容纳空间(800)内部；螺旋盘管(200)安装在蓄热罐体(300)的内部并淹没在相变材料(500)中；螺旋盘管(200)延伸至所述容纳空间(800)的外部形成流体进口(201)和流体出口(202)；微通道换热器(400)紧密贴附在蓄热罐体(300)的外侧。2.根据权利要求1所述的适用于数据中心的相变储能罐系统，其特征在于，流体进口(201)、流体出口(202)通过蓄热罐体(300)的罐壁并延伸凸出于蓄热罐体(300)的外侧表面；螺旋盘管(200)的内壁具有内螺纹(210)；螺旋盘管(200)的数量为一个或多个；螺旋盘管(200)内换热工质为液态或气态。3.根据权利要求1所述的适用于数据中心的相变储能罐系统，其特征在于，蓄热罐体(300)为圆柱形罐体；蓄热罐体(300)的制作材料耐腐蚀；蓄热罐体(300)与相变材料(500)之间不发生化学反应。4.根据权利要求1所述的适用于数据中心的相变储能罐系统，其特征在于，微通道换热器(400)主要由多根微通道扁管(403)并联组成；微通道换热器(400)的每根微通道扁管(403)都紧密贴附在蓄热罐体(300)的外侧；微通道换热器(400)内盛装有气液相工质；微通道扁管(403)内的微通道(405)具有齿状肋片(404)；蓄热罐体(300)周向外侧、顶盖(100)外侧整体覆盖有保温材料(600)。5.根据权利要求4所述的适用于数据中心的相变储能罐系统，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：翟晓强，李斌，许梦玫，李国柱，
申请(专利权)人：上海交通大学，中国建筑科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31