一种数据中心用双源独立控制的制冷空调及余热利用系统技术方案

本发明专利技术公开了一种数据中心用双源独立控制的制冷空调及余热利用系统，包括内源制冷系统和外源制冷/制热系统；内源制冷系统，用于为内源提供冷量，包括依次连接的蒸发器、压缩机、冷凝器、膨胀阀，构成制冷剂的闭合回路；所述外源制冷/制热系统，用于为外源提供冷量或热量，包括补风管道，所述补风管道与新风管道、舒适性空调排风管道相连；本发明专利技术结合数据中心内冷负荷的特点，提出对数据中心内外源进行双源独立控制的制冷空调系统，最大化进行能量的回收利用，且最大化降低数据中心的水利用效率，减少了数据中心的水耗。少了数据中心的水耗。少了数据中心的水耗。

【技术实现步骤摘要】
一种数据中心用双源独立控制的制冷空调及余热利用系统


[0001]本专利技术涉及制冷空调及余热利用
，具体涉及一种数据中心用双源独立控制的制冷空调及余热利用系统。

技术介绍

[0002]公开该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
[0003]随着5G、人工智能、大数据、云计算等大规模应用，数据中心的发展愈加迅猛，各种大型、超大型数据中心的建设与日俱增。数据中心是为集中放置电子信息设备提供运行环境的建筑场所，能耗巨大。其耗能主要为三部分：互联网数据中心设备、供配电系统和制冷系统，其中由制冷系统运行带来的非生产能耗占数据中心总能耗的40％，降低这部分能耗是提高数据中心能效的重要研究方向。
[0004]此外，国内外数据中心采用的冷却技术大多未回收IT设备余热，数据中心所使用的服务器和网络传输设备将电能转化为热能，最终被空调系统散到室外环境中，没有被充分利用，亦造成极大的损失。
[0005]因此，降低数据中心能耗，合理回收利用数据中心散发的余热，是目前亟待解决的问题。
[0006]目前对数据中心制冷空调系统在设计时，多采用新风与回风混合后集中处理，或者在冬季和过渡季节采用全新风系统来最大限度利用自然冷源。同时在选择提供空调冷负荷的制冷机组时也没有考虑其中冷负荷项的组成与变化，基本都是把最大冷负荷平分后选择几台冷量相同的机组。但是分析空调系统冷负荷可以发现，数据中心的围护结构冷负荷和新风冷负荷是逐日逐时变化的，夏天需要制冷，冬天需要供热；另外为了保证任何情况下都保证数据中心内的设计参数，计算出的冷负荷的最大值与大部分运行状态时的冷负荷值相差非常大。而数据中心中的IT设备和照明造成的冷负荷全年波动不大，都需要全年进行制冷。把它们混在一起集中处理不利于机组的选择，并且大大增加了能耗。

技术实现思路

[0007]针对现有技术存在的问题，本专利技术提供一种数据中心用双源独立控制的制冷空调及余热利用系统，能够降低能耗，提高能量利用率。
[0008]本专利技术的技术方案如下：
[0009]在本专利技术的第一方面，提供了一种数据中心用双源独立控制的制冷空调及余热利用系统，包括内源制冷系统和外源制冷/制热系统；
[0010]内源制冷系统，用于为内源提供冷量，包括依次连接的蒸发器、压缩机、冷凝器、膨胀阀，构成制冷剂的闭合回路；
[0011]外源制冷/制热系统，用于为外源提供冷量或热量，包括补风管道，所述补风管道
与新风管道、舒适性空调排风管道相连。
[0012]在本专利技术的一些实施方式中，所述内源包括IT设备和照明，所述外源包括围护结构和新风。
[0013]在本专利技术的一些实施方式中，所述内源制冷系统上设置部分热回收冷凝器和全热回收冷凝器。
[0014]在本专利技术的一些实施方式中，所述部分热回收冷凝器和全热回收冷凝器均与蓄水箱、外源制热系统的加热器连接。
[0015]在本专利技术的一些实施方式中，所述新风管道上设置温湿度传感器、可调风阀、初效过滤器和加热器。
[0016]在本专利技术的一些实施方式中，所述舒适性空调排风管道上设置温湿度传感器、可调风阀和风机。
[0017]在本专利技术的一些实施方式中，所述补风管道上设置表冷器、加热器、加湿器和中高效过滤器，其中，表冷器与制冷机组相连。
[0018]在本专利技术的一些实施方式中，所述表冷器的下部设置冷凝水盘，冷凝水盘与冷凝水箱连接，所述冷凝水箱通过水泵与预冷换热器相连，预冷换热器设置在补风管道上。
[0019]在本专利技术的一些实施方式中，所述内源制冷系统的蒸发器处设置蓄冷装置。
[0020]在本专利技术的一些实施方式中，所述内源制冷系统对内源进行全年制冷；所述外源制冷/制热系统的补风分三种工况运行，包括冷却除湿、冷却加湿和加热加湿。
[0021]本专利技术一个或多个技术方案具有以下有益效果：
[0022](1)本专利技术结合数据中心内冷负荷的特点，把不受外界影响的IT设备和照明的内源，与受外界影响的围护结构和新风的外源分开考虑，独创性地提出对数据中心内外源进行双源独立控制的制冷空调系统。内源的全年制冷由具有热回收功能的制冷机组来完成；外源的冷热处理全部由补风来承担，根据外源负荷的全年动态变化分析的冷负荷时频来选择夏季用制冷机组，冬季则利用内源回收的热量，提高了能量利用率。
[0023](2)本专利技术的内源制冷系统中设部分热回收冷凝器、全热回收冷凝器和冷凝器，两个热回收冷凝器分别提供60℃～65℃、40℃～45℃的热水，冷凝器保证制冷剂参数满足循环要求。
[0024](3)本专利技术的外源制冷系统中补风冷却除湿过程中生成的冷凝水对补风预冷，之后作为补水补充到余热利用系统中。
[0025](4)本专利技术利用数据中心建筑及其园区内其他舒适性空调系统的排风作为数据中心的补风来源之一，以最大化利用废弃风的冷量(夏季)与热量(冬季)。
[0026](5)本专利技术将数据中心与其所在建筑物乃至整个园区、社区结合，进行系统性和整体性设计，所提出的数据中心用双源独立控制的制冷空调及余热利用系统将数据中心作为一个全年性热源，最大化进行能量的回收利用，且最大化降低数据中心的水利用效率(WUE)，减少了数据中心的水耗。
附图说明
[0027]图1为本专利技术的系统结构示意图。
[0028]图中：1为数据中心机房空调，2为冷冻水水泵，2
‑
1为冷却水水泵，2
‑
2至2
‑
7均为水
泵，3为蒸发器，4为膨胀阀，5为冷凝器，6以及6
‑
1至6
‑
5均为单向阀，7为冷却塔，8为压缩机，9以及9
‑
1至9
‑
8均为电磁阀，10为部分热回收冷凝器，11和11
‑
1为电动调节阀，12为全热回收冷凝器，13和13
‑
1为温度传感器，14为高温热水蓄水箱，14
‑
1为低温热水蓄水箱，14
‑
2为冷凝水水箱，15和15
‑
1为风机，16为中高效过滤器，17为加湿器，18为第一加热器，18
‑
1为第二加热器，19为表冷器，20为预冷换热器，21为初效过滤器，22和22
‑
1为可调风阀，23以及23
‑
1至23
‑
3均为温湿度传感器，24为制冷机组，25为蓄冷装置。
具体实施方式
[0029]应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本专利技术提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本专利技术所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0030]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种数据中心用双源独立控制的制冷空调及余热利用系统，其特征在于，包括内源制冷系统和外源制冷/制热系统；内源制冷系统，用于为内源提供冷量，包括依次连接的蒸发器、压缩机、冷凝器、膨胀阀，构成制冷剂的闭合回路；外源制冷/制热系统，用于为外源提供冷量或热量，包括补风管道，所述补风管道与新风管道、舒适性空调排风管道相连。2.如权利要求1所述的数据中心用双源独立控制的制冷空调及余热利用系统，其特征在于，所述内源包括IT设备和照明，所述外源包括围护结构和新风。3.如权利要求1所述的数据中心用双源独立控制的制冷空调及余热利用系统，其特征在于，所述内源制冷系统上设置部分热回收冷凝器和全热回收冷凝器。4.如权利要求3所述的数据中心用双源独立控制的制冷空调及余热利用系统，其特征在于，所述部分热回收冷凝器和全热回收冷凝器均与蓄水箱、外源制热系统的加热器连接。5.如权利要求1所述的数据中心用双源独立控制的制冷空调及余热利用系统，其特征在于，所述新风管道上设置温湿度传感器、可调...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘俊红，张修诚，徐振红，刘凤珍，
申请(专利权)人：山东建筑大学，
类型：发明
国别省市：