一种利用冷源的数据中心cchp供能系统及方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及数据中屯、的供能系统，尤其设及一种利用冷源的数据中屯、CCHP(冷热 电联供）供能系统及方法。
【背景技术】
[0002] 随着信息技术的快速进步，信息化对社会的影响越来越大，已然成为社会未来发 展的大方向。为了满足逐年增加的信息网络服务用户需求，增强公共服务能力，同时保障国 家、社会信息数据的安全，各电信企业大规模建设信息数据中屯、；且数据中屯、不再是独立机 楼，而将逐渐发展成大型信息产业园。近年来世界范围内信息数据中屯、呈现出爆发式增长， 世界各国信息中屯、总个数已高达300多万，由于信息数据中屯、的设备密度大，高能耗备受 企业及政府关注，其耗电量约占全球总耗电量的1.5%~2%，而且仍W12%的增速在逐年 增长。数据中屯、在消耗惊人电量的同时，还会产生大量的碳排放。自2008年W来，全球数 据中屯、每年都产生大约8000万吨二氧化碳；预计至2020年，全球数据中屯、的碳排放将达到 3. 4亿吨。2015年初国家工信部联合其他部委，提出了建设绿色数据中屯、的要求，尽量提升 信息数据中屯、的能源利用效率，降低碳排放，发展可再生能源。
[0003] 除了能耗和环保问题外，电力安全对信息数据中屯、的正常运行尤为重要，电力一 旦出现故障，将可能给社会公共生活和经济带来无法估量的损失。电网再可靠，也有其脆弱 的一面，无法保证不出现任何意外，如2003年北美洲出现大面积停电，2008年我国南方雪 灾导致大范围断电等，都使当地失去电力供应，严重影响了正常的社会和经济秩序，造成了 巨大的损失。目前我国95%左右的电力都靠大电网远程输送，使电力需求密集的负荷中屯、 的供电安全令人堪忧，尤其是信息数据中屯、运种对电力安全要求特别高的建筑，其用能的 安全性、可靠性受到电网的较大制约。
[0004] 对于数据中屯、，除电力安全和其可靠性至关重要外，数据中屯、内大量计算机和电 子设备不间断运行产生巨大的热量，为了保证数据中屯、的正常运转，一定要将其热量及时 排出。由于设备全年运行，工艺性冷负荷恒定，数据中屯、空调系统的制冷能耗占到总能耗的 40%左右，仅次于IT设备，因此数据中屯、不仅对电力系统安全可靠性的要求极高，对制冷 的质与量也有较高的要求。 阳0化]供电安全，耗电量、制冷量、碳排放量大已成为目前信息数据中屯、面临的主要问 题，传统供能方式已无法胜任大型绿色数据中屯、的用能需求，而冷热电联供系统（CCH巧正 是实现绿色安全的数据中屯、的有效途径。CCHP系统发电的同时利用余热制冷制热，不仅提 供独立电源，保障系统能源安全，降低C〇2排放，还使能源得W梯级利用，提高能源利用效 率。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是为了解决上述数据中屯、存在的能耗和环保及用能可靠性问题，提 供一种利用冷源的数据中屯、CCHP供能系统及方法。利用室外冷源供冷可W显著地减少数 据中屯、空调系统的能耗。
[0007] 本发明通过下述技术方案实现：
[000引一种利用冷源的数据中屯、CCHP供能系统，包括：
[0009] 与电网相连的数据中屯、；
[0010] 与天然气管网相连的原动机al;
[0011] 与原动机al相连的余热型漠化裡空调机组a2 ;
[0012] 与天然气管网相连的直燃型漠化裡空调机组a3 ;
[0013] 低溫盘管a4、室外冷源利用装置曰5 ;
[0014] 所述余热型漠化裡空调机组曰2和直燃型漠化裡空调机组曰3的输出管路并联后连 接在低溫盘管曰4的输入管路；所述低溫盘管曰4的输出管路分别连接余热型漠化裡空调机 组曰2和直燃型漠化裡空调机组a3的输入管路；
[0015] 所述室外冷源利用装置曰5连接数据中屯、；也可采用室内冷源利用装置，也或者室 内与室内结合使用。
[0016] 所述原动机al包括一台或者多台燃气轮机、内燃发电机或者微燃机，其类型和台 数根据数据中屯、具体的用电及用冷负荷而定。
[0017] 所述余热型漠化裡空调机组a2包括一台或两台W上热水烟气机或蒸汽式机组。 阳01引所述室外冷源利用装置曰5包括A风阀11、B风阀12、C风阀13、D风阀14、E风阀 15、吸风机66、排风机88 ;
[0019] 所述A风阀11、吸风机66、D风阀14依次串联在进风风路上，D风阀14连通数据 中屯、；所述B风阀12和排风机88依次串联在出风风路上，所述C风阀13的一端连通低溫 盘管a4,C风阀13的另一端连通在吸风机66与D风阀14之间的风路上，排风机88连通数 据中屯、；
[0020] 所述E风阀15的一端连通在吸风机66与A风阀11之间的风路上，E风阀15的 另一端连通在排风机88与B风阀12之间的风路上。
[0021] 所述D风阀14与数据中屯、之间的风路上还串联有消声器99。
[0022] 所述数据中屯、的用电负荷由电网和CCHP系统共同组成。
[0023] 所述数据中屯、包括云计算中屯、、通信机房运类容纳了大量服务器、存储设备、网络 设备等IT设备的建筑场所。
[0024] 上述利用冷源的数据中屯、CCHP供能系统的供能方法如下：
[00巧]气管网输入后分为两路：一路天然气供给原动机al用于燃烧发电，也是最主要的 部分。原动机al产生的电能与网电一起输送到数据中屯、的建筑大楼，共同承担满足数据中 屯、的用电负荷；另一路天然气则与直燃型漠化裡空调机组a3相连，用于制冷负荷高时的调 峰补燃；
[00%] 当极端情况冷负荷高时，依靠余热型漠化裡空调机组a2不能满足数据中屯、的冷 负荷需求时，需要启用直燃型漠化裡空调机组曰3,直燃型漠化裡空调机组曰3产生的冷冻水 与余热型漠化裡空调机组曰2产生的冷冻水一起输送到低溫盘管曰4,由来自余热型漠化裡 空调机组曰2和直燃型漠化裡空调机组曰3的冷冻水在低溫盘管曰4中与室外冷源利用装置 曰5的回风进行换热，冷冻水吸收热量，溫度升高，同时低溫盘管曰4输出的回风则降至满足 送风溫度后经过消声器99送入数据中屯、ατ设备的建筑场所）；最后从低溫盘管曰4出来 的回水循环返回到余热型漠化裡空调机组a2和直燃型漠化裡空调机组a3中。
[0027] 1)冬季期间控制步骤
[0028] 两台内燃发电机同时运行，A阀口 1开启，B阀口 2、C阀口 3、D阀口 4关闭，两台内 燃发电机共同产生余热向周边地区供暖；A风阀11、B风阀12、D风阀14、E风阀15开启，C 风阀13关闭，空调回风与室外新风混合降溫达到送风溫度要求后送回数据中屯、，利用室外 冷源承担数据中屯、全部冷负荷；
[0029] 2)夏季期间控制步骤
[0030] 两台内燃发电机同时运行，A阀口 1关闭，B阀口 2、C阀口 3、D阀口 4开启，两台内 燃发电机共同产生余热和补燃的热量用于生产冷冻水，满足数据中屯、的全部冷负荷需求;A 风阀11、B风阀12、D风阀14关闭，C风阀13、E风阀15开启，构成全回风；
[0031] 3)过渡季期间控制步骤
[0032] 一台内燃发电机单独运行，另一台内燃发电机停止，B阀口 2和D阀口 4开启，A阀 口 1和C阀口 3关闭；（相应的，若另一组内燃发电机单独运行，C阀口 3和D阀口 4开启； A阀口 1和B阀口 2关闭）；A风阀11、B风阀12、C风阀13、E风阀15全部开启，D风阀14 关闭；此时余热型漠化裡空调机组曰2内的其中一台热水烟气机W及直燃型漠化裡空调机 组a3产生冷冻水，同时利用室外的新风制冷。
[0033] 本发明相对于现有技术，具有如下的优点及效果：
[0034] 1、从能耗方面分析，冷热电联供系统实现供热、制冷及发电的有机结合。基于能源 梯级利用的原则，将高品质热能用于发电，低品质热能回收用于供热或制冷，能源利用率可 达70%W上，实现节省一次能源的目的。另外，利用室外冷