【技术实现步骤摘要】
本申请涉及热力循环，尤其涉及一种太阳能热驱动的数据中心发电制冷循环系统。
技术介绍
1、数字经济时代的基础设施建设正在不断扩大，数据中心的规模也随之增大，相应的用电量以及运营成本都在不断增加，目前，为了及时将数据中心的产热排放到环境中，空调制冷的用电量高达40％，这意味着数据中心具有巨大的碳减排潜力，有必要对数据中心余热进行回收利用。对于数据中心的碳减排，有必要利用太阳能、风能、地热能等可再生能源进行电力供应。传统喷射式冷电联合循环中，使用喷射器驱动制冷循环，代价较大，喷射器中的损失最大；使用非共沸混合工质时，循环的净输出功与效率增大，而引射率、制冷量与循环热效率减小，在部分工质组份下引射率非常小，导致在工程上很难实现。
技术实现思路
1、本申请实施例提供一种太阳能热驱动的数据中心发电制冷循环系统，该数据中心发电制冷循环系统能够实现太阳能驱动发电以及数据中心余热利用，实现数据中心的碳减排。
2、本申请实施例提供的数据中心发电制冷循环系统包括：数据中心；
3、热源吸热单元，所述热源吸热单元能够将太阳能转化为热能；
4、冷电联合循环系统，所述冷电联合循环系统包括发电循环单元和制冷循环单元，所述制冷循环单元与所述发电循环单元管路连接；所述发电循环单元包括汽轮机和发电机，所述发电循环单元能够与所述热源吸热单元发生热交换并驱动所述汽轮机和所述发电机工作以进行发电，所述发电机与所述数据中心电连接；所述制冷循环单元能够与所述数据中心发生热交换以吸收所述数据中心
5、换热工质，所述换热工质设置于所述冷电联合循环系统内，所述换热工质能够发生相变。
6、另外，本申请实施例提供的数据中心发电制冷循环系统还可以具有如下附加的技术特征：
7、在一种可选的方案中，所述发电循环单元还包括蒸汽发生器、喷射器、第一冷凝器、分离器、第二冷凝器和工质泵；所述蒸汽发生器的出口与所述汽轮机的进口连通，所述汽轮机的出口与所述喷射器的进口连通，所述喷射器的出口与所述第一冷凝器的进口连通，
8、所述第一冷凝器的出口与所述分离器的进口连通，所述分离器具有气体出口和液体出口，所述分离器的气体出口与所述第二冷凝器的进口连通，所述第二冷凝器的出口连接所述工质泵后接入所述蒸汽发生器的进口以形成循环管路；所述蒸汽发生器用于与所述热源吸热单元发生热交换以吸收所述热源吸热单元的热能。
9、在一种可选的方案中，所述发电循环单元还包括第一冷却塔和第二冷却塔，所述第一冷却塔用于与所述第一冷凝器发生热交换，所述第二冷却塔用于与所述第二冷凝器发生热交换。
10、在一种可选的方案中，所述发电循环单元具有工作状态，在所述工作状态时，换热工质进入所述蒸汽发生器并被加热为高温高压的过热气体，然后对所述汽轮机做功，从所述汽轮机的出口流出的换热工质经所述喷射器增速减压和所述第一冷凝器冷凝后进入所述分离器进行气液分离，分离后的气体换热工质经所述第二冷凝器冷凝和所述工质泵压缩后循环回所述蒸汽发生器。
11、在一种可选的方案中，所述制冷循环单元包括蒸发器和膨胀阀，所述膨胀阀的进口与所述分离器的液体出口连通，所述膨胀阀的出口与所述蒸发器的进口连通，所述蒸发器的出口与所述喷射器的进口连通；所述蒸发器用于与所述数据中心发生热交换以吸收所述数据中心在运行时产生的热量。
12、在一种可选的方案中，所述制冷循环单元具有运行状态，在所述运行状态时，所述分离器分离后的液体换热工质经所述膨胀阀节流降压后进入所述蒸发器，经所述蒸发器进行换热后的换热工质循环进入所述喷射器。
13、在一种可选的方案中，所述热源吸热单元包括熔盐太阳能接收器、热熔盐罐和冷熔盐罐，所述熔盐太阳能接收器、所述热熔盐罐和所述冷熔盐罐依次管路连接并形成循环管路。
14、在一种可选的方案中，所述分离器为调控型非共沸混合工质分离器，所述分离器具有调节模块，所述调节模块能够调节所述分离器的加热量，以调节出口换热工质中的气液组分比例。
15、本申请实施例的有益效果在于：
16、本申请实施例提供了一种太阳能热驱动的数据中心发电制冷循环系统，其每个过程的能量转换关系十分清晰：在蒸发器/冷凝器中发生吸热/放热过程中，换热工质的内能与冷热源的热量相互转换，不涉及电功。在汽轮机中发生绝热膨胀过程中，换热工质的内能和外部电功互相转换，不涉及热量。在换热工质泵与膨胀阀中分别发生升压与降压过程中，换热工质的内能和外部功互相转换，也不涉及热量。这样一一对应的能量转换关系不涉及多种能量间相互转换的复杂匹配关系，在热力学上的合理性强，对应的循环性能上限高。因此在实际中具有高度的可行性，可结合既有的太阳能热源、数据中心以及冷电联合循环系统实现，为实现清洁能源的有效利用以及数据中心的余热利用开辟了一条新的路径。此外，太阳能驱动数据中心发电制冷循环系统无需外部电源辅助即可将低品位热能转换为电能对外输出。另外，本申请提出的发电制冷循环系统的换热过程都是非等温的，可更好地与变温低品位热源进行换热匹配，从而达到更高的热效率。综上所述，本申请实施例提供的太阳能驱动的数据中心发电制冷循环系统具有清晰的能量转换关系、高效能量利用和可行性，为清洁能源利用和数据中心冷热能共享提供了新的解决方案。
17、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本申请。
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1.一种太阳能热驱动的数据中心发电制冷循环系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的太阳能热驱动的数据中心发电制冷循环系统，其特征在于，所述发电循环单元还包括蒸汽发生器、喷射器、第一冷凝器、分离器、第二冷凝器和工质泵；所述蒸汽发生器的出口与所述汽轮机的进口连通，所述汽轮机的出口与所述喷射器的进口连通，所述喷射器的出口与所述第一冷凝器的进口连通，所述第一冷凝器的出口与所述分离器的进口连通，所述分离器具有气体出口和液体出口，所述分离器的气体出口与所述第二冷凝器的进口连通，所述第二冷凝器的出口连接所述工质泵后接入所述蒸汽发生器的进口以形成循环管路；所述蒸汽发生器用于与所述热源吸热单元发生热交换以吸收所述热源吸热单元的热能。
3.根据权利要求2所述的太阳能热驱动的数据中心发电制冷循环系统，其特征在于，所述发电循环单元还包括第一冷却塔和第二冷却塔，所述第一冷却塔用于与所述第一冷凝器发生热交换，所述第二冷却塔用于与所述第二冷凝器发生热交换。
4.根据权利要求2所述的太阳能热驱动的数据中心发电制冷循环系统，其特征在于，所述发电循环单元具有工作状态，在
5.根据权利要求2-4中任一项所述的太阳能热驱动的数据中心发电制冷循环系统，其特征在于，所述制冷循环单元包括蒸发器和膨胀阀，所述膨胀阀的进口与所述分离器的液体出口连通，所述膨胀阀的出口与所述蒸发器的进口连通，所述蒸发器的出口与所述喷射器的进口连通；所述蒸发器用于与所述数据中心发生热交换以吸收所述数据中心在运行时产生的热量。
6.根据权利要求5所述的太阳能热驱动的数据中心发电制冷循环系统，其特征在于，所述制冷循环单元具有运行状态，在所述运行状态时，所述分离器分离后的液体换热工质经所述膨胀阀节流降压后进入所述蒸发器，经所述蒸发器进行换热后的换热工质循环进入所述喷射器。
7.根据权利要求2-4中任一项或权利要求6所述的太阳能热驱动的数据中心发电制冷循环系统，其特征在于，所述热源吸热单元包括熔盐太阳能接收器、热熔盐罐和冷熔盐罐，所述熔盐太阳能接收器、所述热熔盐罐和所述冷熔盐罐依次管路连接并形成循环管路。
8.根据权利要求7所述的太阳能热驱动的数据中心发电制冷循环系统，其特征在于，所述分离器为调控型非共沸混合工质分离器，所述分离器具有调节模块，所述调节模块能够调节所述分离器的加热量，以调节出口换热工质中的气液组分比例。
...【技术特征摘要】
1.一种太阳能热驱动的数据中心发电制冷循环系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的太阳能热驱动的数据中心发电制冷循环系统，其特征在于，所述发电循环单元还包括蒸汽发生器、喷射器、第一冷凝器、分离器、第二冷凝器和工质泵；所述蒸汽发生器的出口与所述汽轮机的进口连通，所述汽轮机的出口与所述喷射器的进口连通，所述喷射器的出口与所述第一冷凝器的进口连通，所述第一冷凝器的出口与所述分离器的进口连通，所述分离器具有气体出口和液体出口，所述分离器的气体出口与所述第二冷凝器的进口连通，所述第二冷凝器的出口连接所述工质泵后接入所述蒸汽发生器的进口以形成循环管路；所述蒸汽发生器用于与所述热源吸热单元发生热交换以吸收所述热源吸热单元的热能。
3.根据权利要求2所述的太阳能热驱动的数据中心发电制冷循环系统，其特征在于，所述发电循环单元还包括第一冷却塔和第二冷却塔，所述第一冷却塔用于与所述第一冷凝器发生热交换，所述第二冷却塔用于与所述第二冷凝器发生热交换。
4.根据权利要求2所述的太阳能热驱动的数据中心发电制冷循环系统，其特征在于，所述发电循环单元具有工作状态，在所述工作状态时，换热工质进入所述蒸汽发生器并被加热为高温高压的过热气体，然后对所述汽轮机做功，从所述汽轮机的出口流出的换热工质经所述喷射器增速减压和所述第一冷凝器冷凝后进入所述分...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴昊澄，刘秋实，蒋雯，赵树成，
申请(专利权)人：中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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