一种具有余热回收和相变储能功能的数据中心液冷系统技术方案

本发明专利技术提供了一种具有余热回收和相变储能功能的数据中心液冷系统，该系统包括冷却系统、综合制冷热回收系统以及余热利用系统。所述综合制冷热回收系统包括综合制冷模块和余热回收模块。该系统具有三个模式，包括余热全回收模式、余热部分回收模式以及余热不回收模式。在余热全回收模式和余热部分回收模式下，余热回收模块和余热利用系统的设置，避免了数据中心热耗的浪费，同时在余热部分回收模式以及余热不回收模式下，因系统中的综合制冷热回收系统能够在机械制冷循环回路、完全自然制冷循环回路与部分自然制冷循环回路之间切换，使得系统能够最大化利用自然冷源进行冷却，有助于降低数据中心的能耗。于降低数据中心的能耗。于降低数据中心的能耗。

【技术实现步骤摘要】
一种具有余热回收和相变储能功能的数据中心液冷系统


[0001]本专利技术涉及服务器
，具体涉及一种具有余热回收和相变储能功能的数据中心液冷系统。

技术介绍

[0002]蓬勃发展的新一代网络技术产生的数据量、数据交互与数据计算的规模越来越大。截止2021年年底，我国在用数据中心机架规模达到520万架，近五年年均复合增速超过30％。过去十年间，我国数据中心整体用电量以每年超过10％的速度递增，其耗电量在2020年突破2000亿千瓦时。
[0003]而数据中心能耗主要来源于IT设备、空调系统、照明系统和供配电系统等，其中空调系统能耗约占整个数据中心能耗的40％左右，因此自然冷源的利用可以显著降低数据中心冷却能耗及PUE。另外，数据中心机房设备所消耗的电能几乎全部转化为热能，这些余热有着易提取、热源充足等特点。如果能收集这些余热用于周围建筑的采暖和热水供应，一方面可以缓解周围建筑的供暖压力，另一方面可以缓解数据中心冷却系统的供冷压力。
[0004]与风冷技术相比，液冷系统更具发展前景且PUE值显著降低。其中浸没式液冷系统和直接冷板本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有余热回收和相变储能功能的数据中心液冷系统，其特征在于，该系统包括冷却系统(100)、综合制冷热回收系统(200)以及余热利用系统(300)；所述冷却系统(100)包括服务器喷淋液冷系统(1)、第一换热器(2)以及蜂窝套管式相变储能换热器(3)；所述冷却系统(100)能够在不同的制冷剂循环回路之间切换，所述不同的制冷剂循环回路包括由所述服务器喷淋液冷系统(1)、第一换热器(2)通过管路连通形成的第一制冷剂循环回路以及由所述服务器喷淋液冷系统(1)、第一换热器(2)、蜂窝套管式相变储能换热器(3)通过管路连通形成的第二制冷剂循环回路；所述服务器喷淋液冷系统(1)用于将服务器箱体(13)热量转移至制冷剂循环回路的第一制冷剂；所述综合制冷热回收系统(200)包括综合制冷模块和余热回收模块；所述综合制冷模块包括第二换热器(5)、冷水机组(6)、蒸发器(7)以及自然冷源(4)，所述综合制冷热回收系统(200)能够在不同的冷却水循环回路之间切换，所述不同的循环回路包括由所述蜂窝套管式相变储能换热器(3)与所述第二换热器(5)连通形成的完全自然制冷循环回路、由所述蜂窝套管式相变储能换热器(3)与冷水机组(6)连通形成的机械制冷循环回路以及由所述蜂窝套管式相变储能换热器(3)、所述第二换热器(5)、冷水机组(6)连通形成的部分自然制冷循环回路；所述第二换热器(5)用于对所述冷却水循环回路的冷却水与来自自然冷源(4)的冷却水换热；所述余热回收模块包括蒸发器(7)、压缩机(8)以及冷凝器(9)，所述蒸发器(7)与所述第一换热器(2)可选择地连通形成余热回收循环回路；所述蒸发器(7)、压缩机(8)以及所述冷凝器(9)可选择地连通形成热泵循环回路；所述余热回收循环回路与所述热泵循环回路通过所述蒸发器(7)换热，所述热泵循环回路的热量通过所述冷凝器(9)传递给所述余热利用系统(300)。2.根据权利要求1所述的一种具有余热回收和相变储能功能的数据中心液冷系统，其特征在于，所述余热利用系统(300)包括具有第一通道(101)和第二通道(102)的储热水箱(10)和采暖末端(11)，所述冷凝器(9)、储热水箱(10)的第二通道(102)的入口与出口、采暖末端(11)可选择地连通形成热水循环回路，冷水经过冷凝器(9)吸收高温制冷剂热量后变为热水，进入储热水箱(10)，储热水箱(10)的第一通道(101)用于连接生活热水管网。3.根据权利要求1所述的一种具有余热回收和相变储能功能的数据中心液冷系统，其特征在于，所述服务器箱体(13)呈倾斜设置且包括喷淋面，所述服务器喷淋液冷系统(1)的雾化喷头与所述喷淋面正对设置。4.根据权利要求1或2或3所述的一种具有余热回收和相变储能功能的数据中心液冷系统，其特征在于，所述蜂窝套管式相变储能换热器(3)包括壳体(303)，所述壳体(303)内设置有圆柱形腔体，所述圆柱形腔体内设置有若干套管，所述套管内设置有制冷剂通道(304)，所述套管外壁设置有相变材料层(305)，所述圆柱形腔体的侧壁与所述相变材料层(305)之间设置有冷却水通道(306)。5.根据权利要求4所述的一种具有余热回收和相变储能功能的数据中心液冷系统，其特征在于，所述相变材料层(305)选用的材料的相变温度为35℃～40℃。6.根据权利要求5所述的一种具有余热回收和相变储能功能的数据中心液冷系统，其特征在于，所述相变材料层(305)的材料为Zn(NO3)2·
6H2O，相变温度为36～36.4℃，相变储热为134～258kJ/kg，比热容为1.34kJ/(kg
·
m3)，密度为1937～2065kg/m3，导热系数为
0.464～0.469W/(m
·
K)。7.根据权利要求4所述的一种具有余热回收和相变储能功能的数据中心液冷系统，其特征在于，所述冷却系统(100)包括第一阀门(16)和第二阀门(17)，所述第二阀门(17)连接于第一换热器(2)与蜂窝套管式相变储能换热器(3)之间的管路上；所述第一阀门(16)的一端连接于第一换热器(2)与第二阀门(17)之间的管路上，另一端连接于蜂窝套管式相变储能换热器(3)与服务器喷淋液冷系统(1)之间的管路上。8.根据权利要求7所述的一种具有余热回收和相变储能功能的数据中心液冷系统，其特征在于，所述综合制冷热回收系统(200)包括第三阀门(18)、第四阀门(19)、第五阀门(20)以及第六阀门(21)；所述蜂窝...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐靖文，王加强，郭洋，朱晨鸣，王丽，王克勇，张林锋，
申请(专利权)人：中通服咨询设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：