【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及数据中心余热利用、co2储能系统，具体涉及一种基于液冷数据中心余热的压缩co2储能系统及方法。
技术介绍
1、目前，对于大型数据中心的冷区主要采用水冷的方式，其中所用到的冷却水在冷却之后的余热可达到55℃，传统方法就是将其排至环境，造成能量的极大浪费。
2、虽然，现有的cn115682456a公开一种面向数据中心余热回收的co2热泵储能方法，采用包括数据中心冷冻水回路、co2热泵循环、co2储能循环和循环水回路的储能系统；冷冻水通过co2热泵循环冷却的同时通过风扇鼓风冷却；co2热泵循环与co2储能循环耦合；分为用电低估、高峰期和常规状态下三种运行模式。
3、cn111697567a公开了一种面向数据中心的可再生能源发电及余热再利用综合能源系统，该系统包括外部电网、地热发电系统、数据中心、co2空调系统、三通阀、冷却塔、用能建筑、微网系统和控制器，将可再生能源(地热能)发电应用于数据中心，通过co2空调系统回收数据中心产生的废热。
4、cn114485242a借助热化学吸附反应进行数据中心余热的吸收，并利用热化学吸附反应盐稳定安全的性能进行跨季节存储。
5、但是，现有的上述压缩co2储能系统的电转换效率不高，如何进一步提高利用率，才能保证在工程中的正常应用；此外，在co2压缩储能系统中，滑压运行时，co2的储罐体积较大，如何进一步减少体积，以节省成本也是需要重点考虑。
技术实现思路
1、为解决以上技术问题，本专利技术提供
2、为了实现上述的技术特征，本专利技术的目的是这样实现的：一种基于液冷数据中心余热的压缩co2储能系统，包括数据中心，数据中心的液冷介质出口连接有三通阀，三通阀的其中一支路连接换热器，三通阀的另一支路连接吸热器并为co2储能过程供热，三通阀的最后一路连接换热器并为co2释能过程供热；换热器、吸热器和换热器的液冷介质出口与数据中心的液冷介质入口相连通；所述吸热器和换热器之间设置有用于进行co2储能的co2储能循环回路和用于进行水循环的循环水回路。
3、所述换热器与用于对其进行降温的风扇相配合；所述风扇通过鼓风引入自然冷源降低流经换热器的液冷介质的温度。
4、所述co2储能循环回路包括液态co2储罐，液态co2储罐通过节流阀与蓄冷换热器相连并吸收热量释放冷量，蓄冷换热器与吸热器相连并吸收数据中心的热量，吸热器的co2出口与压缩机相连并对co2进行压缩，压缩机与冷却器相连，冷却器与co2出口与冷水换热器相连，冷水换热器的co2出口与高压co2储罐相连，高压co2储罐与换热器相连，换热器的co2出口与加热器相连，加热器的co2出口与膨胀机相连，膨胀机与冷水换热器相连，冷水换热器的co2出口与蓄冷换热器相连，蓄冷换热器的co2出口与液态co2储罐相连。
5、所述循环水回路包括冷水罐，冷水罐与冷却器相连并吸收进入冷却器中的co2热量，冷却器的出水口连接热水罐，热水罐与加热器相连，加热器的出水口与冷水罐相连并为加热器中的co2提供热量。
6、一种基于液冷数据中心余热的压缩co2储能系统的运行方法，所述方法采用一种基于液冷数据中心余热的压缩co2储能系统实现，包括以下几种运行模式：
7、模式一，数据中心液冷运行流程：
8、通过系统对数据中心进行降温；
9、模式二，co2储能循环运行流程：
10、通过系统将数据中心热源进行储存并释放；
11、模式三，系统循环水运行流程：
12、通过系统实现循环水的循环。
13、所述模式一中数据中心液冷运行流程具体过程为：
14、数据中心液冷介质流经数据中心，吸收其热量，在出口处介质可分为三路，各支路的流量由三通阀进行控制，一路进入换热器散热，风扇通过鼓风引入自然冷源降低流经换热器的液冷介质的温度；一路进入吸热器放热，为co2储能过程供热；一路进入换热器加热co2，为co2释能过程供热，流出换热器、吸热器和换热器的液冷介质混合后流入数据中心，完成一次液冷循环。
15、所述模式二中co2储能循环运行流程具体过程为：
16、在co2储能循环中，储能时，液态co2储罐中的co2进入节流阀节流，流出节流阀的co2进入蓄冷换热器中吸收热量释放冷量，吸热后进入吸热器吸收数据中心的热量，之后进入压缩机压缩，压缩后的co2进入冷却器放热，之后进入冷水换热器中进一步放热，以提高高压co2的密度，放热之后的co2储存在高压co2储罐中；
17、释能时，高压co2储罐中的co2进入换热器吸收数据中心的热量，之后进入加热器进一步吸热，吸热后的co2经膨胀机膨胀做功后进入冷水换热器冷却，之后流经蓄冷换热器得到储存在其中的冷量进一步降温液化，最后流入液态co2储罐。
18、所述模式三中系统循环水运行流程具体过程为：
19、冷水罐的冷水进入冷却器吸收co2热量后，流入热水罐；热水罐的热水流经加热器为加热器中的co2提供热量，之后流入冷水罐。
20、所述数据中心的冷却介质为氟化液，经服务器后温度高达70℃，与储能及释能co2换热后使co2温度升至60℃。
21、低压液态co2压力在3.5mpa~5.7mpa范围，相应的温度为0℃~20℃。
22、高压co2其压力在15mpa~25mpa区间，对应的储热温度高达200℃。
23、本专利技术有如下有益效果：
24、1、本系统将数据中心余热有效输入至压缩co2储能系统，极大提高了数据中心余热的利用效率。
25、2、系统将数据中心余热分别用在了储能和释能过程，可提高储能系统效率。
26、3、低压侧，通过蓄冷换热器实现了co2的液态存储，温度可为0℃~20℃；而高压侧，co2压力为15mpa~25mpa，通过冷水换热器将co2降至环境温度，增加了co2的存储密度。采用上述两种方式，可以极大的减少co2储罐体积。
27、4、本专利技术中液冷数据中心的冷却介质为氟化液，经服务器后温度可高达70℃，与储能及释能co2换热后可使co2温度升至60℃。为保证低压液态co2存储，co2压力可在3.5mpa~5.7mpa范围，相应的温度为0℃~20℃。对于高压co2，其压力一般在15mpa~25mpa区间，对应的储热温度可高达200℃。在此基础上，为增加co2密度、减小高压罐体积，可采用冷却水将高压co2冷却至环境温度左右。
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1.一种基于液冷数据中心余热的压缩CO2储能系统，其特征在于，包括数据中心（1），数据中心（1）的液冷介质出口连接有三通阀（18），三通阀（18）的其中一支路连接换热器（16），三通阀（18）的另一支路连接吸热器（2）并为CO2储能过程供热，三通阀（18）的最后一路连接换热器（7）并为CO2释能过程供热；换热器（16）、吸热器（2）和换热器（7）的液冷介质出口与数据中心（1）的液冷介质入口相连通；所述吸热器（2）和换热器（7）之间设置有用于进行CO2储能的CO2储能循环回路和用于进行水循环的循环水回路。
2.根据权利要求1所述一种基于液冷数据中心余热的压缩CO2储能系统，其特征在于，所述换热器（16）与用于对其进行降温的风扇（17）相配合；所述风扇（17）通过鼓风引入自然冷源降低流经换热器（16）的液冷介质的温度。
3.根据权利要求1所述一种基于液冷数据中心余热的压缩CO2储能系统，其特征在于，所述CO2储能循环回路包括液态CO2储罐（12），液态CO2储罐（12）通过节流阀（13）与蓄冷换热器（11）相连并吸收热量释放冷量，蓄冷换热器（11）与吸热器（2
4.根据权利要求3所述一种基于液冷数据中心余热的压缩CO2储能系统，其特征在于，所述循环水回路包括冷水罐（14），冷水罐（14）与冷却器（4）相连并吸收进入冷却器（4）中的CO2热量，冷却器（4）的出水口连接热水罐（15），热水罐（15）与加热器（8）相连，加热器（8）的出水口与冷水罐（14）相连并为加热器（8）中的CO2提供热量。
5.一种基于液冷数据中心余热的压缩CO2储能系统的运行方法，其特征在于，所述方法采用权利要求1-4任意一项所述一种基于液冷数据中心余热的压缩CO2储能系统实现，包括以下几种运行模式：
6.根据权利要求5所述一种基于液冷数据中心余热的压缩CO2储能系统的运行方法，其特征在于，所述模式一中数据中心液冷运行流程具体过程为：
7.根据权利要求5所述一种基于液冷数据中心余热的压缩CO2储能系统的运行方法，其特征在于，所述模式二中CO2储能循环运行流程具体过程为：
8.根据权利要求5所述一种基于液冷数据中心余热的压缩CO2储能系统的运行方法，其特征在于，所述模式三中系统循环水运行流程具体过程为：
9.根据权利要求5所述一种基于液冷数据中心余热的压缩CO2储能系统的运行方法，其特征在于，所述数据中心（1）的冷却介质为氟化液，经服务器后温度高达70℃，与储能及释能CO2换热后使CO2温度升至60℃。
10.根据权利要求5所述一种基于液冷数据中心余热的压缩CO2储能系统的运行方法，其特征在于，低压液态CO2压力在3.5MPa~5.7Mpa范围，相应的温度为0℃~20℃。
11.根据权利要求5所述一种基于液冷数据中心余热的压缩CO2储能系统的运行方法，其特征在于，高压CO2其压力在15MPa~25MPa区间，对应的储热温度高达200℃。
...【技术特征摘要】
1.一种基于液冷数据中心余热的压缩co2储能系统，其特征在于，包括数据中心（1），数据中心（1）的液冷介质出口连接有三通阀（18），三通阀（18）的其中一支路连接换热器（16），三通阀（18）的另一支路连接吸热器（2）并为co2储能过程供热，三通阀（18）的最后一路连接换热器（7）并为co2释能过程供热；换热器（16）、吸热器（2）和换热器（7）的液冷介质出口与数据中心（1）的液冷介质入口相连通；所述吸热器（2）和换热器（7）之间设置有用于进行co2储能的co2储能循环回路和用于进行水循环的循环水回路。
2.根据权利要求1所述一种基于液冷数据中心余热的压缩co2储能系统，其特征在于，所述换热器（16）与用于对其进行降温的风扇（17）相配合；所述风扇（17）通过鼓风引入自然冷源降低流经换热器（16）的液冷介质的温度。
3.根据权利要求1所述一种基于液冷数据中心余热的压缩co2储能系统，其特征在于，所述co2储能循环回路包括液态co2储罐（12），液态co2储罐（12）通过节流阀（13）与蓄冷换热器（11）相连并吸收热量释放冷量，蓄冷换热器（11）与吸热器（2）相连并吸收数据中心的热量，吸热器（2）的co2出口与压缩机（3）相连并对co2进行压缩，压缩机（3）与冷却器（4）相连，冷却器（4）与co2出口与冷水换热器（5）相连，冷水换热器（5）的co2出口与高压co2储罐（6）相连，高压co2储罐（6）与换热器（7）相连，换热器（7）的co2出口与加热器（8）相连，加热器（8）的co2出口与膨胀机（9）相连，膨胀机（9）与冷水换热器（10）相连，冷水换热器（10）的co2出口与蓄冷换热器（11）相连，蓄冷换热器（11）的co2出口与液态co2储罐（12）相连。
4.根据权利要求3所...
【专利技术属性】
技术研发人员：丁若晨，钟声远，蔺新星，关苏敏，常勇，
申请(专利权)人：中国长江三峡集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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