基于太阳能制造技术

本发明专利技术公开了一种基于太阳能

【技术实现步骤摘要】
基于太阳能ORC
‑
VCR的数据中心冷却装置


[0001]本专利技术涉及冷却散热
，具体地指一种基于太阳能
ORC
‑
VCR
的数据中心冷却装置
。

技术介绍

[0002]数据中心是现代信息技术基础设施的重要组成部分，支撑着众多行业的运营，包括互联网
、
金融
、
医疗
、
教育等
。
随着云计算
、
大数据等新技术的快速发展，数据中心的规模和复杂性不断提高，对能源和环境的要求也越来越高
。
其中，数据中心的冷却问题尤为重要，数据中心服务器和设备运行时会产生大量热量，若不能及时散去，将会产生局部热点，导致服务器性能下降和设备寿命缩短，进而影响数据中心的稳定性和安全性
。
[0003]目前主流的冷却措施是采用精密空调进行房间级冷却，以控制数据中心的温度在适宜的范围内
。
[0004]然而，现有的数据中心空调系统存在如下问题：
[0005]第一，空调系统采用房间级冷却，由于空气密度和导热性较低，为了消除局部热点和避免服务器故障，房间内部
80
％以上空间存在着过度冷却的问题，冷却系统能耗高，碳排放量增加的同时也对环境产生了不良影响；
[0006]第二，房间级冷却缺乏实时调整能力，数据中心内部服务器的负载和使用情况时刻变化着，而传统的空调系统并不能根据实时情况进行调节，在节能方面还有待提升和改进/>。

技术实现思路

[0007]针对现有技术的不足之处，本专利技术提出一种基于太阳能
ORC
‑
VCR
的数据中心冷却装置，通过有机朗肯循环
(ORC)
耦合蒸汽压缩制冷循环
(VCR)
，将太阳能产生的低温热水间接转化为冷能，并利用服务器产生的热量对
VCR
系统中的制冷剂进行吸热蒸发，促进
VCR
系统进行蒸汽压缩制冷循环，满足数据中心房间内部日间和夜间的冷却需求，而且能够直接降低服务器的内部高温，避免数据中心房间内部的过度冷却；同时，能够根据服务器的负载和使用情况，对太阳能集热系统和
ORC
‑
VCR
系统进行调节，实现高效节能
。
[0008]为达到上述目的，本专利技术所设计的一种基于太阳能
ORC
‑
VCR
的数据中心冷却装置，其特征在于：包括太阳能集热系统
、
有机朗肯循环动力系统
、
蒸汽压缩制冷循环系统
、
以及重力背板热管系统；
[0009]所述太阳能集热系统包括用于连接进水口的第一截止阀，所述第一截止阀输出端通过管路连接太阳能集热器输入端，所述太阳能集热器输出端分别管路连接第二截止阀输入端和第四截止阀输入端，所述第二截止阀输出端管路连接排气口
/
排水口，所述第四截止阀输出端分别管路连接第五截止阀输入端和流量计输入端，所述第五截止阀输出端管路连接蓄热水箱输入端，所述蓄热水箱输出端管路连接第六截止阀输入端，所述第六截止阀输出端管路连接第三截止阀输入端，所述第三截止阀输出端管路连接太阳能集热器输入端；
[0010]所述流量计输出端管路连接
ORC
蒸发器热源输入端，所述
ORC
蒸发器用于传递热量，所述
ORC
蒸发器热源输出端管路连接热水泵输入端，所述热水泵输出端管路连接回热器冷源输入端，所述回热器冷源输出端管路连接第三截止阀输入端；
[0011]所述太阳能集热系统通过
ORC
蒸发器将收集到的热量传递给所述有机朗肯循环动力系统，所述有机朗肯循环动力系统中的制冷剂通过
ORC
蒸发器吸热蒸发，成为饱和或过热蒸汽，将热能转化为机械能，驱动蒸汽压缩制冷循环系统压缩制冷剂，实现蒸汽压缩制冷；
[0012]所述重力背板热管系统包括数据中心的服务器，所述服务器外侧面设置有转角百叶，所述服务器内侧面设置有机柜，所述机柜外壁设置有背板热管，所述背板热管外壁设置有风扇，所述背板热管底部输入端连通循环液管，所述循环液管流出液体制冷剂进入背板热管，空气在风扇驱动下从服务器外侧面进入，经转角百叶定向送风，带走服务器中散发的热量，散发的热量与流入背板热管中的液体制冷剂进行热交换，使液体制冷剂蒸发成气体制冷剂，所述气体制冷剂通过背板热管顶部输出端流入循环气管，所述循环气管中的气体制冷剂与所述蒸汽压缩制冷循环系统中的冷源换热后，冷凝成液体制冷剂，所述液体制冷剂在高度差作用下流入循环液管，再继续吸收热量，实现吸热
‑
放热循环
。
[0013]进一步地，所述太阳能集热系统还包括设置在
ORC
蒸发器热源输入端的第一温度传感器和第一压力传感器，所述第一温度传感器用于监测进入
ORC
蒸发器的热水温度，所述第一压力传感器用于监测进入
ORC
蒸发器的热水压力
。
[0014]进一步地，所述有机朗肯循环动力系统包括管路连接的
ORC
蒸发器制冷剂输入端，所述
ORC
蒸发器制冷剂输出端管路连接用于膨胀做功的透平机输入端，所述透平机驱动连杆使蒸汽压缩制冷循环系统工作，所述透平机输出端管路连接冷凝器第一输入端，所述冷凝器第一输出端管路连接
ORC
水泵输入端，所述
ORC
水泵输出端管路连接
ORC
蒸发器制冷剂输入端
。
[0015]更进一步地，有机朗肯循环动力系统还包括设置在
ORC
蒸发器3制冷剂输入端的第二压力传感器和设置在透平机输入端的第二温度传感器，所述第二压力传感器用于监测进入
ORC
蒸发器的液体制冷剂压力，所述第二温度传感器用于监测进入透平机的气体制冷剂温度
。
[0016]更进一步地，述蒸汽压缩制冷循环系统包括被连杆驱动压缩制冷剂的压缩机，所述压缩机制冷剂输出端管路连接冷凝器第二输入端，所述冷凝器第二输出端管路连接电子膨胀阀输入端，所述电子膨胀阀用于节流降压，所述电子膨胀阀输出端管路连接
VCR
蒸发器加热输入端，所述
VCR
蒸发器用于蒸发吸热，所述
VCR
蒸发器加热输出端管路连接压缩机制冷剂输入端
。
[0017]更进一步地，所述蒸汽压缩制冷循环系统还包括设置在压缩机制冷剂输入端的第三温度传感器和设置在压缩机制冷剂输出端的第三压力传感器，所述第三温度传感器用于监测进入压缩机的制冷剂温度，所述第三压力传感器用于监测流出压缩机的制冷剂压力
。
[0018]更进一步地，还包括冷却系统，所述冷却系统包括用于连接冷却水进口的第七截止阀，所述第七截止阀输出端管道连接冷却水箱本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于太阳能
ORC
‑
VCR
的数据中心冷却装置，其特征在于：包括太阳能集热系统
、
有机朗肯循环动力系统
、
蒸汽压缩制冷循环系统
、
以及重力背板热管系统；所述太阳能集热系统包括用于连接进水口的第一截止阀
(21)
，所述第一截止阀
(21)
输出端通过管路连接太阳能集热器
(1)
输入端，所述太阳能集热器
(1)
输出端分别管路连接第二截止阀
(22)
输入端和第四截止阀
(24)
输入端，所述第二截止阀
(22)
输出端管路连接排气口
/
排水口，所述第四截止阀
(24)
输出端分别管路连接第五截止阀
(25)
输入端和流量计
(4)
输入端，所述第五截止阀
(25)
输出端管路连接蓄热水箱
(6)
输入端，所述蓄热水箱
(6)
输出端管路连接第六截止阀
(26)
输入端，所述第六截止阀
(26)
输出端管路连接第三截止阀
(23)
输入端，所述第三截止阀
(23)
输出端管路连接太阳能集热器
(1)
输入端；所述流量计
(4)
输出端管路连接
ORC
蒸发器
(3)
热源输入端，所述
ORC
蒸发器
(3)
用于传递热量，所述
ORC
蒸发器
(3)
热源输出端管路连接热水泵
(5)
输入端，所述热水泵
(5)
输出端管路连接回热器
(2)
冷源输入端，所述回热器
(2)
冷源输出端管路连接第三截止阀
(23)
输入端；所述太阳能集热系统通过
ORC
蒸发器
(3)
将收集到的热量传递给所述有机朗肯循环动力系统，所述有机朗肯循环动力系统中的制冷剂通过
ORC
蒸发器
(3)
吸热蒸发，成为饱和或过热蒸汽，将热能转化为机械能，驱动蒸汽压缩制冷循环系统压缩制冷剂，实现蒸汽压缩制冷；所述重力背板热管系统包括数据中心的服务器
(15)
，所述服务器
(15)
外侧面设置有转角百叶
(17)
，所述服务器
(15)
内侧面设置有机柜
(16)
，所述机柜
(16)
外壁设置有背板热管
(14)
，所述背板热管
(14)
外壁设置有风扇
(18)
，所述背板热管
(14)
底部输入端连通循环液管，所述循环液管流出液体制冷剂进入背板热管
(14)
，空气在风扇
(18)
驱动下从服务器
(15)
外侧面进入，经转角百叶
(17)
定向送风，带走服务器
(15)
中散发的热量，散发的热量与流入背板热管
(14)
中的液体制冷剂进行热交换，使液体制冷剂蒸发成气体制冷剂，所述气体制冷剂通过背板热管
(14)
顶部输出端流入循环气管，所述循环气管中的气体制冷剂与所述蒸汽压缩制冷循环系统中的冷源换热后，冷凝成液体制冷剂，所述液体制冷剂在高度差作用下流入循环液管，再继续吸收热量，实现吸热
‑
放热循环
。2.
根据权利要求1所述的基于太阳能
ORC
‑
VCR
的数据中心冷却装置，其特征在于：所述太阳能集热系统还包括设置在
ORC
蒸发器
(3)
热源输入端的第一温度传感器
(28)
和第一压力传感器
(29)
，所述第一温度传感器
(28)
用于监测进入
ORC
蒸发器
(3)
的热水温度，所述第一压力传感器
(29)
用于监测进入
ORC
蒸发器
(3)
的热水压力
。3.
根据权利要求1所述的基于太阳能
ORC
‑
VCR
的数据中心冷却装置，其特征在于：所述有机朗肯循环动力系统包括管路连接的
ORC
蒸发器
(3)
制冷剂输入端，所述
ORC
蒸发器
(3)
制冷剂输出端管路连接用于膨胀做功的透平机
(7)

【专利技术属性】
技术研发人员：吴永佳，王庆港，石天豪，赵思童，张贺瑀，明廷臻，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：