[實用新型]制冷用數據中心分布式能源站熱泵系統

有效

• 申請號: 201720800490.2
• 申請日: 2017-07-04
• 公開（公告）號: CN207050262U
• 公開（公告）日: 2018-02-27
• 發明（設計）人: 李炎;白鑫
• 申請（專利權）人: 四川大通睿恒能源有限公司
• 主分類號: F25B15/06
• 分類號: F25B15/06;F25B30/06;F02G5/04;F02B63/04
• 代理公司: 成都虹橋專利事務所(普通合伙)51124
• 代理人: 成杰

技術領域

本實用新型涉及一種制冷用數據中心分布式能源站熱泵系統，適用于為數據中心提供冷、電供應，同時為園區用戶提供供冷、供暖服務。

背景技術

數據中心能源負荷需求為：全天提供冷、電供應。

現有技術常用的能源供應方式為：直接使用市電+冷水機組。利用市電提供電負荷，利用冷水機組完成電制冷，冷負荷、電負荷分別獨立供應。這種供能方式雖然系統較簡單，但經濟性較差，且設備年使用率較低，造成浪費。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是：提供一種能源利用效率高、經濟性好的制冷用數據中心分布式能源站熱泵系統。

為解決上述技術問題本實用新型所采用的技術方案是：制冷用數據中心分布式能源站熱泵系統，包括天然氣管網和市電供電母線，還包括內燃機、發電機、溴化鋰機組、水源熱泵機組；

內燃機的輸入端連接天然氣管網，內燃機的輸出端通過發電機連接市電供電母線，內燃機的缸套水系統連接溴化鋰機組；內燃機的煙氣系統輸出端連接溴化鋰機組；

溴化鋰機組的輸出端連接數據中心供冷系統；

水源熱泵機組的輸入端連接市電供電母線，水源熱泵機組的輸出端連接數據中心供冷系統；水源熱泵機組的冷凝器冷卻系統連接園區污水管網。

實施時，內燃機、發電機、溴化鋰機組構成的三聯供機組峰平時段運行，水源熱泵機組谷段運行。溴化鋰機組為制冷模式，保障數據中心的冷電負荷需求。三聯供機組谷段停止運行，由水源熱泵機組為數據中心提供冷量。水源熱泵機組冷凝器熱量通過園區污水管網冷卻。該供能方式尤其適用于過度季節使用。

進一步的是：溴化鋰機組的輸出端連接園區用戶供冷系統；水源熱泵機組的輸出端連接園區用戶供冷系統。

實施時，內燃機、發電機、溴化鋰機組構成的三聯供機組峰平時段運行，水源熱泵機組全天運行。溴化鋰機組為制冷模式，與水源熱泵機組共同保障數據中心的冷電負荷需求，剩余的冷量供應到園區用戶。水源熱泵機組冷凝器熱量通過園區污水管網冷卻。三聯供機組谷段停止運行，由水源熱泵機組為數據中心提供冷量，停止園區用戶的冷量供應。該供能方式尤其適用于夏季使用。

此外，溴化鋰機組可切換為以供熱為主的模式。內燃機、發電機、溴化鋰機組構成的三聯供機組峰平時段運行，水源熱泵機組全天運行。溴化鋰機組以供熱為主，特殊情況切換至制冷模式與水源熱泵機組共同保障數據中心的冷電負荷需求。溴化鋰機組供熱時，由水源熱泵機組為數據中心提供冷量。三聯供機組谷段停止運行時，由水源熱泵機組為數據中心提供冷量，為園區用戶提供熱量，對園區起到保暖的作用。該供能方式尤其適用于冬季使用。

冬季數據中心不采用自然冷卻方式，以保障水源熱泵機組的高效余熱回收。

本實用新型的有益效果是：多種能源互為補充，相互轉換，有利于供能方式、種類的合理配比，選擇最經濟的能源方式，同時可合理利用市電峰谷平時段的電價差異，實現供能的經濟性。

附圖說明

圖1是本實用新型在過渡季的運行結構示意圖；

圖2是本實用新型在夏季的運行結構示意圖；

圖3是本實用新型在冬季的運行結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明。

以在某園區建設數據中心為例，園區占地面積37.4萬平方米，規劃建筑用地25萬平方米，總建筑面積約56.5萬平方米。園區用戶的峰值冷負荷需求估算為54MW；園區用戶的峰值熱負荷需求估算為42MW。

數據中心位于園區內。數據中心的設計供電量為12065kW；數據中心的設計供冷負荷為11965kW。

本實用新型中的燃氣冷熱電三聯供子系統裝機方案如下：

3×4300KW級別的燃氣內燃機發電機組+3×4000KW煙氣熱水型的溴化鋰機組。

水源熱泵子系統裝機方案如下：

3×4000KW級別水源熱泵機組。

本項目裝機容量，在滿足數據中心冷、電負荷的基礎上，可向園區供熱、供熱。

在采暖、供冷負荷需求處于峰值時，可供應約37萬m²建筑面積的采暖需求，以及約13萬m²建筑面積的供冷需求。

非極端天氣，在采暖、供冷負荷需求處于均值時，完全滿足園區56.5萬m²建筑面積的采暖需求，以及約26萬m²建筑面積的供冷需求。