一种数据中心相变储能应急制冷系统技术方案

本实用新型专利技术提出一种数据中心相变储能应急制冷系统，包括冷水机组（1）和与之相通的相变蓄冷水箱（3）；所述相变蓄冷水箱3内设贮水腔及相变蓄冷装置；所述冷水机组的冷凝器（102）的出水端与冷却塔（10）的进水端相通，冷却塔出水端与冷却水泵（11）的进水端相通；所述数据中心的空调末端回水经管路送至相变蓄冷水箱冷却后，再送回空凋末端与回风换热以冷却室内环境；所述相变蓄冷装置为相变吸能件镶嵌固定于金属板内形成的组合体，组合体外部形状为长方体或球体，相邻的相变蓄冷装置之间设有间距；本实用新型专利技术结合了相变材料储能密度大的特点，可减少制冷机房占用面积和冷损耗。可减少制冷机房占用面积和冷损耗。可减少制冷机房占用面积和冷损耗。

【技术实现步骤摘要】
一种数据中心相变储能应急制冷系统


[0001]本技术涉及数据中心、制冷
，尤其是一种数据中心相变储能应急制冷系统。

技术介绍

[0002]随着IT和芯片技术的发展，数据中心成为我国现代化新基建体系安全高效发展的基石。数据中心最关键的问题之一是为数据处理设备提供一个可靠和连续的运行环境。由于数据处理设备的高热流密度，需设置应急制冷系统，保证电源故障或电力供应不足时数据中心环境的热要求。目前大型数据中心已设计和应用的应急制冷系统主要是采用水蓄冷制冷系统。但水蓄冷系统，因只利用显热蓄冷，蓄水槽体积庞大，存在冷损耗较大、制冷机房占用面积大的问题。
[0003]基于相变材料的相变储能技术具有储能密度大、储能过程中温度变化小等优点，可有效解决能量供给与需求在时间和使用强度上的不匹配问题。相变材料与制冷系统相结合，电力供应充足时将冷量储存在相变材料中，电源故障或电力供应不足时将冷量释放出来冷却数据中心的热环境，可减少数据中心制冷机房占用面积和降低冷损耗。

技术实现思路

[0004]本技术提出一种数据中心相变储能应急制冷系统，结合了相变材料储能密度大的特点，可减少制冷机房占用面积和冷损耗。
[0005]本技术采用以下技术方案。
[0006]一种数据中心相变储能应急制冷系统，包括冷水机组(1)和与之相通的相变蓄冷水箱(3)；所述相变蓄冷水箱3内设贮水腔及相变蓄冷装置；所述冷水机组的冷凝器(102)的出水端与冷却塔(10)的进水端相通，冷却塔出水端与冷却水泵(11)的进水端相通；所述数据中心的空调末端回水经管路送至相变蓄冷水箱冷却后，再送回空凋末端与回风换热以冷却室内环境；
[0007]所述相变蓄冷装置为相变吸能件镶嵌固定于金属板内形成的组合体，组合体外部形状为长方体或球体，相邻的相变蓄冷装置之间设有间距。
[0008]所述制冷系统还包括第一冷冻水泵(2)、相变蓄冷水箱(3)、集水器(4)、分水器(5)、第二冷冻水泵(6)、第三冷冻水泵(7)、第一旁通管(8)、第二旁通管(9)、冷却塔(10)、冷却水泵(11)、风冷换热器(12)、第四冷冻水泵(13)、第三旁通管(14)、第五冷冻水泵(15)，还包括若干电磁阀、若干温度传感器及与之相连的控制器(16)；
[0009]所述冷水机组的蒸发器的进水端通过水管与第一冷冻水泵的出水端相连，出水端通过水管与所述相变蓄冷水箱的进水端相连；
[0010]所述若干电磁阀包括第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀、第五电磁阀、第六电磁阀、第七电磁阀、第八电磁阀、第九电磁阀、第十电磁阀、第十一电磁阀、第十二电磁阀、第十三电磁阀：
[0011]所述第一冷冻水泵的进水端与所述集水器通过水管相连，两者之间的管路上依次设有第一电磁阀(V1)和第二电磁阀(V2)；
[0012]所述相变蓄冷水箱的出水端通过水管与所述分水器相连，之间的管路上依次设有第三电磁阀(V3)和第四电磁阀(V4)；
[0013]所述第二冷冻水泵与第五电磁阀(V5)通过水管串联后的管路与所述第一冷冻水泵与第一电磁阀串联后的管路相并联；
[0014]所述第三冷冻水泵与第六电磁阀(V6)通过水管串联后的管路与所述第一冷冻水泵与第一电磁阀串联后的管路相并联；第七电磁阀(V7)位于蒸发器与相变蓄冷水箱间的管路上；
[0015]所述第一旁通管与所述相变蓄冷水箱和第三电磁阀串联后的管路并联，并在管路上设有第八电磁阀(V8)；所述第二旁通管的一端连接在第五电磁阀和第六电磁阀之间的管路上，一端连接在所述第八电磁阀和第四电磁阀之间的管路上，该管路上设有第九电磁阀(V9)。
[0016]所述冷水机组的冷凝器的出水端通过水管与所述冷却塔的进水端相连，进水端通过水管与所述冷却水泵的出水端相连；所述冷却塔的出水端通过水管与所述冷却水泵的进水端相连；
[0017]所述风冷换热器的一端通过水管连接在所述第二电磁阀与集水器之间的管路上，并在连接管路上依次设有所述第四冷冻水泵和第十电磁阀(V10)，风冷换热器的另一端通过水管连接在所述第四电磁阀与分水器之间的管路上，并在连接管路上设有所述第十一电磁阀(V11)；
[0018]所述第三旁通管的一端连接在所述相变蓄冷水箱与第七电磁阀之间的管路上，另一端连接在所述风冷换热器与第十一电磁阀之间的管路上，并在管路上设有第十二电磁阀(V12)；
[0019]所述第五冷冻水泵与第十三电磁阀(V13)通过水管串联后的管路与所述第四冷冻水泵和第十电磁阀串联后的管路相并联。
[0020]所述风冷换热器带有风机；所述风机为轴流风机。
[0021]所述若干温度传感器包括第一温度传感器(T1)、第二温度传感器(T2)；
[0022]所述第一温度传感器的探头设置于风冷换热器的进风口处；所述第二温度传感器的探头设置于相变蓄冷水箱的内部；
[0023]相邻的相变蓄冷装置之间设有间距范围为5～10cm；相变吸能件以石蜡、水合盐或有机
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无机复合相变材料成型；所述相变蓄冷水箱的相变材料的相变温度范围为15～18℃；
[0024]所述相变蓄冷水箱的壳体为金属壳体，壳体外侧四周均设有保温层，所述保温层以玻璃棉、聚苯乙烯、聚氨酯或橡塑成型。
[0025]所述控制器为单片机，其一端与交流电火线相连，另一端与交流电零线相连；所述冷水机组、第一冷冻水泵、第二冷冻水泵、第三冷冻水泵、冷却塔、冷却水泵、风冷换热器的风机、第四冷冻水泵、第五冷冻水泵、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀、第五电磁阀、第六电磁阀、第七电磁阀、第八电磁阀、第九电磁阀、第十电磁阀、第十一电磁阀、第十二电磁阀、第十三电磁阀、第一温度传感器和第二温度传感器均与所述控制器电性相连。
[0026]与现有技术相比，本技术具有以下有益效果：
[0027](1)相比于传统的水蓄冷应急制冷系统，可减少制冷机房占用面积和冷损耗，相比于传统的冰蓄冷应急制冷系统，采用较高温相变材料，可与传统冷水机组相匹配，无须采用双工况冷水机组。
[0028](2)能够精确快速地切换不同工况的运行，在电力充足时，可充分利用自然冷源冷却室内环境，同时可充分利用自然冷源蓄冷，减少了冬季开启冷水机组蓄冷的时间，对提高能源利用率和降低制冷运行费用有显著的效果；在电力供应不足时，或电源故障，启动应急电源时，无须开启冷水机组，仅需开启冷冻水泵，即可对室内环境进行冷却。
附图说明
[0029]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进一步详细的说明：
[0030]附图1是本技术的结构原理示意图；
[0031]附图2是本技术的电气系统、控制系统的连线示意图；
[0032]图中：1为冷水机组，2为第一冷冻水泵，3为相变蓄冷水箱，4为集水器，5为分水器，6为第二冷冻水泵，7为第三冷冻水泵，8为第一旁通管，9为第二旁通管，10为冷却塔，11为冷却水泵，12为风冷换热器，13为第四冷冻水泵，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种数据中心相变储能应急制冷系统，其特征在于：包括冷水机组（1）和与之相通的相变蓄冷水箱（3）；所述相变蓄冷水箱（3）内设贮水腔及相变蓄冷装置；所述冷水机组的冷凝器（102）的出水端与冷却塔（10）的进水端相通，冷却塔出水端与冷却水泵（11）的进水端相通；所述数据中心的空调末端回水经管路送至相变蓄冷水箱冷却后，再送回空凋末端与回风换热以冷却室内环境；所述相变蓄冷装置为相变吸能件镶嵌固定于金属板内形成的组合体，组合体外部形状为长方体或球体，相邻的相变蓄冷装置之间设有间距。2.根据权利要求1所述的一种数据中心相变储能应急制冷系统，其特征在于：所述制冷系统还包括第一冷冻水泵（2）、相变蓄冷水箱（3）、集水器（4）、分水器（5）、第二冷冻水泵（6）、第三冷冻水泵（7）、第一旁通管（8）、第二旁通管（9）、冷却塔（10）、冷却水泵（11）、风冷换热器（12）、第四冷冻水泵（13）、第三旁通管（14）、第五冷冻水泵（15），还包括若干电磁阀、若干温度传感器及与之相连的控制器（16）；所述冷水机组的蒸发器的进水端通过水管与第一冷冻水泵的出水端相连，出水端通过水管与所述相变蓄冷水箱的进水端相连；所述若干电磁阀包括第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀、第五电磁阀、第六电磁阀、第七电磁阀、第八电磁阀、第九电磁阀、第十电磁阀、第十一电磁阀、第十二电磁阀、第十三电磁阀：所述第一冷冻水泵的进水端与所述集水器通过水管相连，两者之间的管路上依次设有第一电磁阀（V1）和第二电磁阀（V2）；所述相变蓄冷水箱的出水端通过水管与所述分水器相连，之间的管路上依次设有第三电磁阀（V3）和第四电磁阀（V4）；所述第二冷冻水泵与第五电磁阀（V5）通过水管串联后的管路与所述第一冷冻水泵与第一电磁阀串联后的管路相并联；所述第三冷冻水泵与第六电磁阀（V6）通过水管串联后的管路与所述第一冷冻水泵与第一电磁阀串联后的管路相并联；第七电磁阀（V7）位于蒸发器与相变蓄冷水箱间的管路上；所述第一旁通管与所述相变蓄冷水箱和第三电磁阀串联后的管路并联，并在管路上设有第八电磁阀（V8）；所述第二旁通管的一端连接在第五电磁阀和第六电磁阀之间的管路上，一端连接在所述第八电磁阀和第四电磁阀之间的管路上，该管路上设有第九电磁阀（V9）。3.根据权利要求2所述的一种数据...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈晓明，李凯尧，蒋柱武，郭跃凯，戴宇杰，杨彤卓，
申请(专利权)人：福建工程学院，
类型：新型
国别省市：