[發(fā)明專利]用于數(shù)據(jù)中心的可再生能源及余熱綜合利用系統(tǒng)及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110785497.2
• 申請日: 2021-07-12
• 公開（公告）號: CN113418255A
• 公開（公告）日: 2021-09-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張博博;董凱軍;孫欽;羅偉民
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院廣州能源研究所
• 主分類號: F24F5/00
• 分類號: F24F5/00;F25B30/02;F25B41/40;H05K7/20
• 代理公司: 廣州科粵專利商標代理有限公司 44001
• 代理人: 勞劍東;莫瑤江

本發(fā)明公開了一種用于數(shù)據(jù)中心的可再生能源及余熱綜合利用系統(tǒng)及方法，涉及可再生能源及余熱綜合利用技術(shù)領(lǐng)域，其包括數(shù)據(jù)中心、蓄水池、水循環(huán)系統(tǒng)和制冷劑循環(huán)系統(tǒng)，蓄水池用于：在設(shè)定第一周期內(nèi)，利用所述數(shù)據(jù)中心的熱量完成蓄熱過程，在設(shè)定第二周期內(nèi)，利用所述蓄熱過程儲存的熱量供應(yīng)的放熱過程；水循環(huán)系統(tǒng)設(shè)置有若干水循環(huán)回路；以及制冷劑循環(huán)系統(tǒng)設(shè)置有若干循環(huán)系統(tǒng)；其中，通過若干水循環(huán)回路和/或若干循環(huán)系統(tǒng)配合實現(xiàn)所述蓄熱過程和所述放熱過程。本發(fā)明可有效降低用戶冬季的用熱成本、減少化石燃料的燃燒、二氧化碳的產(chǎn)生、數(shù)據(jù)中心PUE值，具有重要的經(jīng)濟價值和環(huán)保價值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及可再生能源及余熱綜合利用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于數(shù)據(jù)中心的可再生能源及余熱綜合利用系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器在運行過程中，會釋放出大量中低品位余熱，這些余熱易提取、產(chǎn)熱穩(wěn)定且熱量大，是一種優(yōu)質(zhì)熱源，可加熱生活用水、供暖，或滿足其他熱需求，我國大約有8萬座數(shù)據(jù)中心，按現(xiàn)有數(shù)據(jù)中心規(guī)模計算，我國北方地區(qū)數(shù)據(jù)中心的可回收余熱總量約10GW，理論上可支持3億平方米建筑供暖，將數(shù)據(jù)中心余熱回收用于區(qū)域供暖，在我國北方有著廣闊的市場前景及節(jié)能意義。

然而，現(xiàn)階段的數(shù)據(jù)中心余熱大多數(shù)被直接排向大氣，浪費巨大。目前余熱回收利用系統(tǒng)應(yīng)用案例僅有阿里巴巴千島湖數(shù)據(jù)中心、騰訊天津數(shù)據(jù)中心和中國電信重慶云計算基地等寥寥數(shù)家企業(yè)。我國數(shù)據(jù)中心行業(yè)的節(jié)能重點環(huán)節(jié)是空調(diào)系統(tǒng)和IT系統(tǒng)，余熱回收利用往往被忽視，隨著數(shù)據(jù)中心建設(shè)規(guī)模及數(shù)量的快速增長，政府對數(shù)據(jù)中心節(jié)能的要求也越來越高，

另一方面，我國可再生能源資源量豐富，深度開發(fā)可再生能源的貢獻度，在數(shù)據(jù)中心節(jié)能和區(qū)域供冷供熱領(lǐng)域，同樣具備廣闊的發(fā)展前景。顯然，可再生能源及余熱的綜合利用已成為亟待解決的技術(shù)難題。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明提供一種用于數(shù)據(jù)中心的可再生能源及余熱綜合利用系統(tǒng)及方法，在非冬季，將數(shù)據(jù)中心產(chǎn)生的余熱，通過多溫區(qū)連續(xù)集熱技術(shù)，儲存在大型蓄水池內(nèi)，整個過程大型蓄水池依次作為數(shù)據(jù)中心直供、制冷機組冷凝端、制冷機組熱回收端的跨季節(jié)冷源，最終由太陽能集熱器輔助升溫至目標供暖溫度；在冬季，將數(shù)據(jù)中心余熱、太陽能、大型蓄水池?zé)崃浚謩e通過高能效熱泵技術(shù)、太陽能光熱技術(shù)、多溫區(qū)連續(xù)放熱技術(shù)，實現(xiàn)寒冷區(qū)域跨季節(jié)低碳供暖，系統(tǒng)全年穩(wěn)定運行，周而復(fù)始，可有效降低用戶冬季的用熱成本、減少化石燃料的燃燒、二氧化碳的產(chǎn)生、數(shù)據(jù)中心PUE值，具有重要的經(jīng)濟價值和環(huán)保價值。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為：

一種可再生能源及余熱綜合利用系統(tǒng)，其包括：

數(shù)據(jù)中心；

蓄水池，其用于：在設(shè)定第一周期內(nèi)，利用所述數(shù)據(jù)中心的熱量完成蓄熱過程，在設(shè)定第二周期內(nèi)，利用所述蓄熱過程儲存的熱量供應(yīng)的放熱過程；

水循環(huán)系統(tǒng)，其設(shè)置有若干水循環(huán)回路；以及

制冷劑循環(huán)系統(tǒng)，其設(shè)置有若干循環(huán)系統(tǒng)；其中，

通過若干水循環(huán)回路和/或若干循環(huán)系統(tǒng)配合實現(xiàn)所述蓄熱過程和所述放熱過程。

如上所述的可再生能源及余熱綜合利用系統(tǒng)，進一步地，所述水循環(huán)系統(tǒng)包括：

第一水循環(huán)回路，其包括：一號板式換熱器、蓄水池、冷卻塔、一號熱泵蒸發(fā)器，其中，所述一號板式換熱器一端分別與所述蓄水池、所述冷卻塔和所述一號熱泵蒸發(fā)器各自連通；

第二水循環(huán)回路，其包括：制冷機組冷凝端、蓄水池、冷卻塔，其中，所述制冷機組冷凝端一端分別與蓄水池、冷卻塔各自連通；

第三水循環(huán)回路，其包括：制冷機組熱回收端和蓄水池，其中，所述制冷機組熱回收端與蓄水池之間連通；