数据中心的冷却水余热利用系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及数据中心的制冷技术领域，特别涉及一种数据中心的冷却水余热利用系统。
【背景技术】
[0002]随着能源成本的不断攀升以及人们对绿色环保的重视，数据中心节能需求越来越强烈，节能减排已成为数据中心基础设施追求的目标之一。在保证数据中心机房IT设备安全、高性能运行的前提下，综合利用各种节能手段，提高数据中心的能源利用效率，降低数据中心的功率使用有效性(Power Usage Effectiveness，简称PUE)。
[0003]数据中心常年需要制冷，冷却塔按照设定的冷却水供水温度，通过消耗电能降低冷却水回水温度，并将冷却后的冷却水提供给制冷系统以完成制冷。另外，在冬季，数据中心的新风机组需消耗电能加热室外新风以满足数据中心室内环境需求。在数据中心中，制冷系统能耗占数据中心能耗的比例在40%左右，能源耗费严重，如何降低制冷系统能耗对于降低数据中心的PUE至关重要。
【发明内容】
[0004]本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的目的在于提出一种数据中心的冷却水余热利用系统，该系统通过对冷却水回水的余热回用降低了数据中心中的冷却塔的能耗，减少数据中心加热设备的配置和能耗，提高数据中心的能源利用效率，降低了 PUE。
[0005]为实现上述目的，本发明实施例的数据中心的冷却水余热利用系统，包括冷却塔、冷水机组、第一阀门、第二阀门、第三阀门和用热单元，其中:所述冷水机组的供水端与所述冷却塔的回水端相连，所述冷水机组的回水端通过所述第一阀门与所述冷却塔的供水端相连，所述冷却塔用于在所述第一阀门处于开启状态，且所述第二阀门与所述第三阀门均处于关闭状态时，根据设定的冷却水供水温度冷却冷却水回水；所述冷水机组的回水端通过所述第二阀门与所述用热单元的供水端相连，所述用热单元的回水端通过所述第三阀门与所述冷却塔的供水端相连，所述用热单元用于在所述第一阀门处于关闭状态，且所述第二阀门与所述第三阀门均处于开启状态时，利用所述冷却水回水的余热。
[0006]本发明实施例的数据中心的冷却水余热利用系统，在第一阀门处于关闭状态，且第二阀门与第三阀门均处于开启状态时，用热单元可利用冷却水回水的余热进行利用，该实施例通过对冷却水回水的余热回用降低了数据中心中的冷却塔的能耗，减少数据中心加热设备的配置和能耗，提高数据中心的能源利用效率，降低了 PUE。
【附图说明】
[0007]图1是根据本发明一个实施例的数据中心的冷却水余热利用系统的结构示意图。
[0008]图2是数据中心的冷却水余热利用系统的示例图。
【具体实施方式】
[0009]下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0010]下面参考附图描述本发明实施例的数据中心的冷却水余热利用系统。
[0011]图1是根据本发明一个实施例的数据中心的冷却水余热利用系统的结构示意图。
[0012]如图1所示，该数据中心的冷却水余热利用系统包括冷却塔10、冷水机组20、第一阀门30、第二阀门40、第三阀门50和用热单元60，其中:
[0013]冷水机组20的供水端与冷却塔10的回水端相连，冷水机组20的回水端通过第一阀门30与冷却塔10的供水端相连，冷却塔10用于在第一阀门30处于开启状态，且第二阀门40与第三阀门50均处于关闭状态时，根据设定的冷却水供水温度冷却冷却水回水。
[0014]冷水机组20的回水端通过第二阀门40与用热单元60的供水端相连，用热单元60的回水端通过第三阀门50与冷却塔10的供水端相连，用热单元用于在第一阀门30处于关闭状态，且第二阀门40与第三阀门50均处于开启状态时，利用冷却水回水的余热。
[0015]在本发明的一个实施例中，在第一阀门处于关闭状态，且第二阀门与第三阀门均处于开启状态时，上述冷却塔10还可以用于:在用热单元60输出的冷却水余热回水的温度没有达到设定的冷却水供水温度时，冷却冷却水余热回水，并将冷却后的冷却水余热回水返回冷水机组20。
[0016]在本发明的一个实施例中，上述用热单元60可以为新风机组，新风机组内部设置有预热盘管70，具体地，预热盘管70用冷却水回水的余热对从室外引进的新风进行预热。
[0017]需要理解的是，新风机组仅是用热单元60的一个示例，上述用热单元60还可以为其他可以利用冷却水回水的余热的其他用热设备。例如，用热单元60可以是用于加热生活用水的换热器，还可以是水环热栗机组，即将冷却水回水作为水环热栗机组的水源。
[0018]为了可以更好地对从室外引进的新风进行加热，如图2所示，可以在新风机组内部设置一个预热盘管70和一个加热盘管80。其中，加热盘管80与预热盘管70相连，加热盘管80用于在预热后的新风的温度未达到预设新风温度时，通过消耗电能对通过预热盘管70预热后的新风进行加热，以使预热后的新风达到预设新风温度。
[0019]具体地，当监控到从室外引进的新风的温度低于或者等于预设阈值时，关闭第一阀门30，开启第二阀门40与第三阀门50，此时，从冷水机组20的回水端流出的冷却水回水通过第二阀门40流向新风机组中的预热盘管70，为新风进行第一次加热，然后再从预热盘管70流出，并经过第三阀门50返回。由此，通过冷却水回水的热量为新风进行预热，新风的温度被预热盘管70加热的同时冷却水回水温度也得到降低，降低了新风机组机械制热的热负荷，减少机房供热机组容量，降低供热机组运行能耗。
[0020]在预热后的新风的温度未达到预设新风温度例如3°C时，新风机组中的加热盘管80通过消耗电能对通过预热盘管70预热后的新风进行加热，以使预热后的新风达到预设新风温度例如3°C，在新风机组中设置预热盘管70和加热盘管80，可降低单个热盘管所承担的热负荷，避免单盘管能力过大，造成系统不稳定。
[0021]其中，预设阈值是系统中预先设置的温度阈值。
[0022]例如，假定预设阈值为-4°C，可通过温度传感器测量从室外引进的新风的温度，在监控到新风的温度为_5°C时，由于新风的温度低于预设阈值，此时，可关闭第一阀门30，开启第二阀门40与第三阀门50，从冷水机组20的回水端流出的冷却水回水流经新风机组的预热盘管70，通过冷却水回水的余热为新风进行预热，在预热新风的同时，流经预热盘管70的冷却水回水的温度也得到了降低，实现冷却水水系统循环。
[0023]另外，在本发明的一个实施例中，当监控到从对室外引进的新风的温度高于预设阈值时，可开启第一阀门30，关闭第二阀门40与第三阀门50。即在用热单元60不需要使用冷却水回水的预热时，可开启第一阀门30，关闭第二阀门40与第三阀门50，此时，从冷水机组20的回水端流出的冷却水回水经过阀门组90(如图2所示)流进冷却塔10，冷却塔10将经过阀门组90温度较高的冷却水回水(>10°C )降温后，通过冷却水循环水栗100加压及冷却水供水管路输送至各冷水机组，实现制冷循环。
[0024]下面以图2为例详细说明数据中心的冷却水余热利用系统的工作过程。
[0025]在冬季，由于从室外引进的新风的温度较低，为了避免新风机组内水盘管结冻以及为新风进行第一次加热，此时，可关闭第一阀门30，开启第二阀门40与第三阀门50。此时，从冷水机组20的回水端的冷却水回水通过第二阀门40流进新风机组中的预热盘管70，为新风进行第一次加热，然后再从预热盘管70流出，并经过第三阀门50返回。
[0026]在监控到从预热盘管70流出的冷却水余热回水的温度没有达到设定的冷却水供水温度时，冷却塔10通过消耗电能对冷却水余热回水进行进一步降温后，通过冷却水循环水栗100加压及冷却水供水管路输送至各冷水机组20，实现制冷循环。由于经过预热盘管70的冷却水回水的温度得到了降低，因此，冷却塔10运行能耗也得到了降低，实现了数据中心的节能减排，进而可减少数据中心购置供热机组及敷设供