[發明專利]零碳數據中心冷電系統及應用

在審

• 申請號: 202111111358.8
• 申請日: 2021-09-18
• 公開（公告）號: CN114251146A
• 公開（公告）日: 2022-03-29
• 發明（設計）人: 吳加林
• 申請（專利權）人: 成都佳靈綠色能源有限責任公司
• 主分類號: F01K25/10
• 分類號: F01K25/10;F01K27/00;F01D15/10;G06F1/20
• 代理公司: 北京世衡知識產權代理事務所(普通合伙) 11686
• 代理人: 肖淑芳;張超艷

1.一種零碳數據中心冷電系統，其特征在于：包括超低溫冷卻系統、冷力發電機、數據中心服務器和外部電源；所述外部電源用于啟動超低溫冷卻系統和冷力發電機；所述超低溫冷卻系統用于采集數據中心服務器所在的數據中心機房內的熱能，使數據中心機房內的環境溫度不斷下降，并將所述熱能轉移至冷力發電機；所述冷力發電機用于將超低溫冷卻系統采集的熱能轉換為電能并向數據中心服務器提供電能,并可將多余電能通過外部電源向外輸送。

2.根據權利要求1所述的零碳數據中心冷電系統，其特征在于：所述冷力發電機包括冷凝-蒸發器、變溫裝置和朗肯循環汽輪發電機系統，所述冷凝-蒸發器中配置有系統工質，吸收超低溫冷卻系統采集的熱能以及朗肯循環汽輪發電機系統產生的乏氣的熱能，并產生低溫蒸汽輸送至變溫裝置；所述變溫裝置用于將冷凝-蒸發器產生的低溫蒸汽轉換為高溫蒸汽；所述朗肯循環汽輪發電機系統用于將變溫裝置產生的高溫蒸汽的熱能部分轉換為電能，供給數據中心服務器使用,并將多余電能向外輸送，所述朗肯循環汽輪發電機系統產生的乏氣經冷凝-蒸發器冷凝后形成低溫液體，所述汽輪機的低壓輸出端與冷凝-蒸發器連通,所述低溫液體經加壓后與變溫裝置的高溫蒸汽進行熱交換后形成高溫高壓蒸汽。

3.根據權利要求2所述的零碳數據中心冷電系統，其特征在于：所述朗肯循環汽輪發電機系統包括液體加壓泵、汽輪機和發電機，所述液體加壓泵的低壓端與冷凝-蒸發器連通，所述液體加壓泵的高壓端與變溫裝置的低溫進口端連通，所述變溫裝置的低溫出口端與汽輪機連通，所述汽輪機和發電機連通。

4.根據權利要求2所述的零碳數據中心冷電系統，其特征在于：所述變溫裝置包括熱交換器機構和鼓風機，所述熱交換機構具有低壓回路和高壓回路，所述鼓風機的進口端與所述熱交換機構的低壓回路連通，所述鼓風機的出口端與所述熱交換機構的高壓回路連通。

5.根據權利要求4所述的零碳數據中心冷電系統，其特征在于：所述熱交換機構包括第一熱交換器、回熱換熱器和第二熱交換器，所述回熱換熱器、第二熱交換器和鼓風機依次串聯，所述第一熱交換器與第二熱交換器并聯。

6.根據權利要求5所述的零碳數據中心冷電系統，其特征在于：所述變溫裝置還包括溫度調節閥，溫度調節閥被配置于鼓風機出口的高壓回路上，用于控制鼓風機輸出的高溫高壓蒸汽在第一熱交換器和第二熱交換器之間的流量分配，從而實現高壓回路中高溫高壓蒸汽的溫度范圍控制。

7.根據權利要求4所述的零碳數據中心冷電系統，其特征在于：所述熱交換機構還包括第三熱交換器，所述第三熱交換器用于增大第二熱交換器高溫端的高壓回路和低壓回路的溫差。

8.根據權利要求7所述的零碳數據中心冷電系統，其特征在于：所述鼓風機和/或第一熱交換器和/或第二熱交換器和/或第三熱交換器設置有保溫層。

9.根據權利要求1所述的零碳數據中心冷電系統，其特征在于：所述超低溫冷卻系統為水冷系統或風冷系統；

優選地，所述超低溫冷卻系統為風冷系統，包括空氣冷卻器和循環風扇，所述循環風扇用于使得空氣冷卻器的冷空氣吹向數據中心服務器，吸收數據中心機房內的熱能返回空氣冷卻器；所述空氣冷卻器用于將吸收熱能后的熱空氣重新冷卻后排出，將冷卻過程中產生的熱能轉移到冷力發電機。

10.根據權利要求1-9所述的零碳數據中心冷電系統在封閉式能量轉換系統中的應用。