专利名称：一种数据机房多冷源供冷系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及数据机房供冷领域，尤其涉及一种数据机房多冷源供冷系统。
背景技术：
数据机房耗能特点是电力和冷量为全年性需求且相对稳定，目前主要用风冷恒温恒湿机组解决机房内供冷问题，风冷机组制冷性能系数(COP)较低造成耗电量巨大，近年来全国范围内数据中心机柜需求量剧增，而国内部分地区的缺电问题却越来越严重。为了解决能源短缺问题，现有技术中还存在燃气发电技术、烟气余热利用技术以及室外自然冷源利用技术，以弥补日益增加的能耗需求。1.燃气发电技术燃气发电机是一种以液化气、天然气等可燃气体为燃烧物，代替汽油、柴油作为发动机动力的新型，高效的新能源发电机。其具有输出功率范围广，启动和运行可靠高、发电质量好、重量轻、体积小、维护简单、低频噪声小等优点。我国的天然气资源十分丰富，相对于我国丰富的天然气储量，天然气在我国一次能源消费中所占比例显得太小，未来具有大幅提高的潜力。由于受到天然气供应的影响， 天然气发电尚处于初始阶段。真正大面积的天然气发电作为分布能源站还要假以时日。现在的小规模天然气发电主要是在油田、气田以及机场、酒店、医院等。可以预计，随着天然气供应的愈加充足、供应范围的不断扩大，近几年天然气发电将会得到飞速的发展。2.烟气余热利用技术在当今社会，节能已经成为继煤炭、电力、石油和天然气之后的第五能源。一般锅炉或溴化锂吸收式机组的设计排烟温度都在150°C以上。这是为了避开燃料中含有硫及其在燃烧过程中产生的NOx化合物等酸性物质腐蚀。在小于150°C时，其在受热面尾部产生酸凝结而腐蚀尾部受热面。使尾部受热面强度降低，危害设备安全运行，使锅炉提前报废。所以国内及国外的常规燃气(油)热水锅炉(直燃机)的设计排烟温度普遍大于150°C，热效率一般在86、0%。造成了大量的排烟显热被浪费。所以，把高温烟气直接排放到大气，不但造成环境热污染，而且还造成了能源浪费。如果在锅炉排烟管道上增加一套冷凝型烟气换热器，回收烟气中的余热，无疑可以解决上述两个问题。安装冷凝型烟气换热器，目的是利用烟气的余热，尤其是烟气中以蒸汽形式存在的能量(潜热)。烟气冷却到露点以下，开始冷凝，蒸汽相变所释放的热量把冷却介质(如供热系统的回水)加热，即可回收烟气的余热。3.室外自然冷源利用技术当室外温度低于室内设计温度时，可考虑采用一定的技术手段直接采用室外低温空气对室内直接换冷，这种技术称为自然冷却节能技术。自然冷却节能系统利用室外冷源将室内的热量传到室外换热器的空调机组。自然冷却系统由末端乙二醇盘管、乙二醇水泵室外干式冷却器组成。当系统检测到室外空调温度低于设定值时，自然冷却节能机组及其附属设备自动启动，来保证室内的恒定温度。室外环境温度为10°c时，可以节省35%左右的能耗，室外环境温度在5°C时，可以节省75%左右的能耗。机房热负荷的特点就是随着室外温度的降低而降低，因此，实际节能比例更高。 自然冷却系统还能降低了机房内噪音，控制简单，故障率低，维修简便；与直接引入室外新风的自然冷却方式相比，机房不会受到室外脏污空气的污染。无论单一供电还是供冷上都无法满足数据机房安全可靠、高效节能的运行的需要，因此有必要考虑充分利用现有的节能技术，以满足数据机房供冷的需求。
发明内容针对现有技术中存在的上述问题，本实用新型提供了一种数据机房多冷源供冷系统。本实用新型提供的数据机房供冷系统包括燃气内燃发电机组1，烟气热水型溴化锂冷热水机组2，烟气余热回收换热器3，以及缸套水换热器4 ；燃气内燃发电机组1通过管道与烟气热水型溴化锂冷热水机组2连接，烟气热水型溴化锂冷热水机组2通过管道与烟气余热回收换热器3连接，缸套水换热器4通过管道分别与燃气内燃发电机组1、烟气热水型溴化锂冷热水机组2和烟气余热回收换热器3连接。在一个示例中，数据机房多冷源供冷系统还包括电制冷水冷式冷水机组5，冷却水循环泵15与冷却塔8串接后与电制冷水冷式冷水机组5连接；电制冷水冷式冷水机组5经管道与烟气热水型溴化锂冷热水机组2连接。电制冷水冷式冷水机组5经管道与烟气热水型溴化锂冷热水机组2并联连接。在一个示例中，电制冷水冷式冷水机组5与烟气热水型溴化锂冷热水机组2之间的管道上设置有第一三通阀17和第二三通阀18。在一个示例中，电制冷水冷式冷水机组5与第一三通阀17和第二三通阀18之间的管道上设置有第三三通阀19和第四三通阀20。在一个示例中，数据机房多冷源供冷系统还包括备用电制冷水冷式冷水机组6，冷却水循环泵16与冷却塔9串接后与备用电制冷水冷式冷水机组6连接。在一个示例中，备用电制冷水冷式冷水机组6与第三三通阀19和第四三通阀20 之间的管道上设置有第六三通阀22和第八三通阀M，冷却水循环泵16与备用电制冷水冷式冷水机组6之间设置有第五三通阀21和第七三通阀23，第五三通阀21和第六三通阀22 连接，第七三通阀23和第八三通阀M连接。在一个示例中，第二三通阀18与烟气热水型溴化锂冷热水机组2之间的管道上设置有冷冻水循环泵12，第四三通阀20与电制冷水冷式冷水机组5之间的管道上设置有冷冻水循环泵13，第四三通阀20与第八三通阀M之间的管道上设置有冷冻水循环泵14。在一个示例中，数据机房多冷源供冷系统还包括空气处理机组10，空气处理机组 10经第一三通阀17和第二三通阀18与烟气热水型溴化锂冷热水机组2连接；乙二醇循环泵11和乙二醇用干式冷却器7串接后与空气处理机组10连接。在一个示例中，乙二醇循环泵11经变频器与室外温度测点25连接。本实用新型提出的数据机房多冷源供冷系统，充分利用燃气发电后的烟气余热和缸套水余热，同时结合室外自然冷源与电制冷空调进行互补，以满足数据机房制冷系统的高效、节能运行。以下结合附图来对本实用新型作进一步详细说明，其中
图1是本实用新型的数据机房多冷源供冷系统基本原理示意图。附图标记说明1-燃气内燃发电机组；2-烟气热水型溴化锂冷热水机组；3-烟气余热回收换热器；4-缸套水换热器；5-电制冷水冷式冷水机组1 ；6-备用电制冷水冷式冷水机组2 ；7-乙二醇用干式冷却器；8-冷却塔1 ；9-冷却塔2 ；10-空气处理机组 (双盘管)；11-乙二醇循环泵；12-冷冻水循环泵1 ;13_冷冻水循环泵2 ；14-冷冻水循环泵 3 ； 15-冷却水循环泵1 ； 16-冷却水循环泵2 ； 17-第一三通阀1 ； 18-第二三通阀2 ； 19-第三三通阀3 ；20-第四三通阀4 ；21-第五三通阀5 ；22-第六三通阀6 ；23-第七三通阀7 ； 24-第八三通阀8 ；25-室外温度测点。
具体实施方式
如
图1所示，本实用新型提供的数据机房供冷系统包括燃气内燃发电机组1，烟气热水型溴化锂冷热水机组2，烟气余热回收换热器3，以及缸套水换热器4 ；燃气内燃发电机组1通过管道与烟气热水型溴化锂冷热水机组2连接，烟气热水型溴化锂冷热水机组2 通过管道与烟气余热回收换热器3连接，缸套水换热器4通过管道分别与燃气内燃发电机组1、烟气热水型溴化锂冷热水机组2和烟气余热回收换热器3连接。数据机房多冷源供冷系统还包括电制冷水冷式冷水机组5，冷却水循环泵15与冷却塔8串接后与电制冷水冷式冷水机组5连接；电制冷水冷式冷水机组5经管道与烟气热水型溴化锂冷热水机组2连接。 电制冷水冷式冷水机组5与烟气热水型溴化锂冷热水机组2之间的管道上设置有第一三通阀17和第二三通阀18。电制冷水冷式冷水机组5与第一三通阀17和第二三通阀18之间的管道上设置有第三三通阀19和第四三通阀20。数据机房多冷源供冷系统还包括备用电制冷水冷式冷水机组6，冷却水循环泵16与冷却塔9串接后与电制冷水冷式冷水机组6连接。备用电制冷水冷式冷水机组6与第三三通阀19和第四三通阀20之间的管道上设置有第六三通阀22和第八三通阀M，冷却水循环泵16与备用电制冷水冷式冷水机组6之间设置有第五三通阀21和第七三通阀23，第五三通阀21和第六三通阀22连接，第七三通阀23 和第八三通阀M连接。第二三通阀18与烟气热水型溴化锂冷热水机组2之间的管道上设置有冷冻水循环泵12，第四三通阀20与电制冷水冷式冷水机组5之间的管道上设置有冷冻水循环泵13，第四三通阀20与第八三通阀M之间的管道上设置有冷冻水循环泵14。数据机房多冷源供冷系统还包括空气处理机组10，空气处理机组10经第一三通阀17和第二三通阀18与烟气热水型溴化锂冷热水机组2连接；乙二醇循环泵11和乙二醇用干式冷却器 7串接后与空气处理机组10连接。乙二醇循环泵11经变频器与室外温度测点25连接。数据机房本身用能的特点决定了其对环境的温度精度要求比较高，根据其元器件的不同，机房室内要求的温度也有所区别，一般在对_281。夏季室外温度较高，没有可直接利用的自然冷源，此时通过燃气发电机组的发电余热用来制冷，不足的由电制冷水冷式冷水机组供冷，考虑到节能及机房内需要避免结露问题，将空调的供水温度可定为12°C，蒸发温度越高，制冷COP越高，此种工况的运行原则是优先利用发电余热制冷以保证天然气的梯级高效利用。在冬季，由于室外温度较低，可以充分的利用室外自然冷源对室内进行降温，降低燃气和电力消耗，为充分利用多个冷源，空调末端采用四管制表冷器和8个三通阀门切换的形式完成多冷源空调系统的互补切换，如
图1所示。夏季工况(t室外t室度-6°C):数据机房的空调冷源为燃气内燃机1发电余热驱动的烟气热水型溴冷机2和电制冷水冷式冷水机组5。天然气进入燃气内燃机1发电后的排烟温度一般在500°C左右，高温烟气进入烟气热水型溴化锂冷热水机组2的高温发生器进行一次换热制冷，90°C左右的高温缸套水通过缸套水换热器4换热后作为热源水进入烟气热水型溴化锂冷热水机组2的低温发生器换热制冷；经过一次换热后的烟气温度在170°C左右，再次通过烟气余热回收换热器3换热后的烟气排烟温度在95摄氏度左右，而经过烟气余热回收换热器3换热后的约90°C的热水作为烟气热水型溴化锂冷热水机组2的热源水进入低温发生器换热制冷。此时冷冻水泵 12、空气处理机组10开启，第一三通阀17和第二三通阀18向AB向为全开状态。余热制冷量不足时通过室外温度测点25检测室外温度，当 t室外温度> t室内设计温 S-6°C时，开启电制冷水冷式冷水机组5制冷。此时第一三通阀17和第二三通阀18向ABC 向处于三通状态，其阀体开度根据冷量需求调节；第三三通阀19和第四三通阀20向AC向全开，冷却水泵15及冷却塔8处于开启状态。如
图1所示。非夏季工况(t室外t室度-6°C):数据机房的空调冷源为燃气内燃机1发电余热驱动的烟气热水型溴冷机2、电制冷水冷式冷水机组5和室外自然冷源。天然气进入燃气内燃机1发电后的排烟温度一般在500°C左右，高温烟气进入烟气热水型溴化锂冷热水机组2的高温发生器进行一次换热制冷，90°C左右的高温缸套水通过缸套水换热器4换热后作为热源水进入烟气热水型溴化锂冷热水机组2的低温发生器换热制冷；经过一次换热后的烟气温度在170°C左右，再次通过烟气余热回收换热器3换热后的烟气排烟温度在95摄氏度左右，而经过烟气余热回收换热器3换热后的约90°C的热水作为烟气热水型溴化锂冷热水机组2的热源水进入低温发生器换热制冷。此时冷冻水泵
12、空气处理机组10开启，第一三通阀17和第二三通阀18向AB向为全开状态。余热制冷量不足时通过室外温度测点25检测室外温度，当2°C<
时，开启自然冷却系统。此时冷冻水泵14开启，此时第一三通阀17和第二三通阀18向ABC向处于三通状态，其阀体开度根据冷量需求调节；第三三通阀19和第四三通阀 20向AB向全开，第五三通阀21、第六三通阀22、第七三通阀23和第八三通阀M向BC向全开，冷却塔8处于开启状态；乙二醇水泵11和室外乙二醇用干式冷却器7以及空调处理机组10乙二醇盘管侧开启制冷运行；当2°C时，冷却塔自然冷却部分关闭只开启乙二醇自然冷却部分，在优先利用自然冷源的基础上制冷量仍不够的情况下再开启电制冷水冷式冷水机组5调峰制冷。此时第三三通阀19和第四三通阀20向AC向全开，冷冻水泵
13、冷却水泵15及冷却塔8处于开启状态。以上所述仅为本实用新型的优选实施方式，但本实用新型保护范围并不局限于此。任何本领域的技术人员在本实用新型公开的技术范围内，均可对其进行适当的改变或变化，而这种改变或变化都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种数据机房多冷源供冷系统，其特征在于，包括燃气内燃发电机组(1)，烟气热水型溴化锂冷热水机组(2)，烟气余热回收换热器(3)，以及缸套水换热器(4)；燃气内燃发电机组(1)通过管道与烟气热水型溴化锂冷热水机组(2 )连接，烟气热水型溴化锂冷热水机组(2 )通过管道与烟气余热回收换热器(3 )连接，缸套水换热器(4 )通过管道分别与燃气内燃发电机组(1)、烟气热水型溴化锂冷热水机组(2)和烟气余热回收换热器(3)连接。
2.如权利要求1所述的数据机房多冷源供冷系统，其特征在于，数据机房多冷源供冷系统还包括电制冷水冷式冷水机组(5)，冷却水循环泵(15)与冷却塔(8)串接后与电制冷水冷式冷水机组(5)连接；电制冷水冷式冷水机组(5)经管道与烟气热水型溴化锂冷热水机组(2)并联连接。
3.如权利要求2所述的数据机房多冷源供冷系统，其特征在于，电制冷水冷式冷水机组(5)与烟气热水型溴化锂冷热水机组(2)之间的管道上设置有第一三通阀(17)和第二三通阀(18)。
4.如权利要求3所述的数据机房多冷源供冷系统，其特征在于，电制冷水冷式冷水机组(5)与第一三通阀(17)和第二三通阀(18)之间的管道上设置有第三三通阀(19)和第四三通阀(20)。
5.如权利要求4所述的数据机房多冷源供冷系统，其特征在于，数据机房多冷源供冷系统还包括备用电制冷水冷式冷水机组(6)，冷却水循环泵(16)与冷却塔(9)串接后与备用电制冷水冷式冷水机组(6 )连接。
6.如权利要求5所述的数据机房多冷源供冷系统，其特征在于，备用电制冷水冷式冷水机组(6)与第三三通阀(19)和第四三通阀(20)之间的管道上设置有第六三通阀(22)和第八三通阀(24)，冷却水循环泵(16)与备用电制冷水冷式冷水机组(6)之间设置有第五三通阀(21)和第七三通阀(23)，第五三通阀(21)和第六三通阀(22)连接，第七三通阀(23) 和第八三通阀(24)连接。
7.如权利要求6所述的数据机房多冷源供冷系统，其特征在于，第二三通阀(18)与烟气热水型溴化锂冷热水机组(2)之间的管道上设置有冷冻水循环泵(12)，第四三通阀(20) 与电制冷水冷式冷水机组(5)之间的管道上设置有冷冻水循环泵(13)，第四三通阀(20)与第八三通阀(24)之间的管道上设置有冷冻水循环泵(14)。
8.如权利要求3所述的数据机房多冷源供冷系统，其特征在于，数据机房多冷源供冷系统还包括空气处理机组(10)，空气处理机组(10)经第一三通阀(17)和第二三通阀(18) 与烟气热水型溴化锂冷热水机组(2)连接；乙二醇循环泵(11)和乙二醇用干式冷却器(7)串接后与空气处理机组(10)连接。
9.如权利要求8所述的数据机房多冷源供冷系统，其特征在于，乙二醇循环泵(11)经变频器与室外温度测点(25)连接。
专利摘要本实用新型公开了一种数据机房多冷源供冷系统，包括燃气内燃发电机组(1)，烟气热水型溴化锂冷热水机组(2)，烟气余热回收换热器(3)，以及缸套水换热器(4)；燃气内燃发电机组(1)通过管道与烟气热水型溴化锂冷热水机组(2)连接，烟气热水型溴化锂冷热水机组(2)通过管道与烟气余热回收换热器(3)连接，缸套水换热器(4)通过管道分别与燃气内燃发电机组(1)、烟气热水型溴化锂冷热水机组(2)和烟气余热回收换热器(3)连接。本实用新型充分利用燃气发电后的烟气余热和缸套水余热，同时结合室外自然冷源与电制冷空调进行互补，以满足数据机房制冷系统的高效、节能运行。
文档编号F25B27/02GK202209811SQ201120280019
公开日2012年5月2日 申请日期2011年8月3日 优先权日2011年8月3日
发明者冯江华, 杨玲, 杨竹, 王融冰, 田国栋, 陈志锋 申请人:北京恩耐特分布能源技术有限公司