[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

本發明提供零碳數據中心冷電系統，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。本發明還提供其應用。本發明將數據中心服務器運行過程中產生的熱能轉換為電能，電能供給數據中心服務器產生熱能，降低運行成本，提高冷卻效果。

技術領域

本發明涉及大數據技術領域，具體而言，涉及一種零碳數據中心冷電系統及應用。

背景技術

大數據,云計算,區塊鏈等等，眼花繚亂的數字化世界，或者是數字化世間萬物，數據中心就是基礎。在數字經濟時代，數據已經成為經濟社會發展所必需的生產要素，也是一種基礎設施。數字經濟需要構建全價值鏈的數字化生態，一切的實現手段離不開信息基礎設施的支撐。而現在5G的發展也間接了增加了數據中心的需要，5G帶來的變化不僅是網速的變化，還有網絡服務的變化，物聯網和自動駕駛等和人們息息相關的服務都需要數據中心來做支撐。

數據生產呈幾何技術的增長,而能耗也同樣呈幾何級數增長,如果照此發展下去,數據中心的能耗將達到天量的數字,這將成為社會不可承受之重；數據中心生產的結果-數據信息并不攜帶能量,數據中心消耗的能量都轉變為熱能,為了保證數據中心能夠正常運行,就必須采用空調系統，將數據中心產生的熱能轉移到環境中去,又進一步大大增加了數據中心的能耗。

如果能將數據中心產生的熱能轉變為電能，實現電能-熱能-電能連續循環,達到零能耗或者負能耗的目標，就可以徹底解決數據中心發展的根本問題。

發明內容

針對現有技術存在問題中的一個或多個，根據本發明的一個方面，提供一種零碳數據中心冷電系統，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。

本發明將數據中心服務器運行過程中產生的熱能轉換為電能，電能供給數據中心服務器產生熱能，降低運行成本，提高冷卻效果。

可選地，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。

可選地，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。

可選地，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。

可選地，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。