[發明專利]一種雙冷源數據中心供冷系統及方法

在審

• 申請號: 202111449289.1
• 申請日: 2021-11-30
• 公開（公告）號: CN114071976A
• 公開（公告）日: 2022-02-18
• 發明（設計）人: 董凱軍;張博博
• 申請（專利權）人: 中國科學院廣州能源研究所
• 主分類號: H05K7/20
• 分類號: H05K7/20
• 代理公司: 廣州科粵專利商標代理有限公司 44001
• 代理人: 鄧潮彬;莫瑤江

本發明公開了一種雙冷源數據中心供冷系統及方法，該系統包括自然冷源供冷系統和含機械制冷的供冷系統；所述自然冷源供冷系統包括冷卻塔，所述冷卻塔提供第一冷源，所述第一冷源通過空氣處理機組熱交換對數據中心機柜的回風進行一次冷卻；所述含機械制冷的供冷系統包括制冷機組，所述制冷機組提供第二冷源，第二冷源通過空調進行熱交換，將一次冷卻的回風進行二次冷卻后送到數據中心機柜提供冷量；所述自然冷源供冷系統和含機械制冷的供冷系統分段為數據中心機柜供冷；利用自然冷源高溫供冷系統和含機械制冷的低溫供冷系統分段供冷，顯著提升數據中心供冷系統中自然冷源的全年利用時長和占比，實現自然冷源的大時長利用。

技術領域

本發明涉及自然冷源深度利用和節能技術領域，具體涉及一種雙冷源數據中心供冷系統及方法。

背景技術

數據中心是能源消費領域碳排放大戶，巨大的能源消耗和高昂的運營成本是行業發展面臨的瓶頸問題，嚴重制約信息產業的快速發展。據統計，2018年我國數據中心年用電量達1609億kWh，占全社會用電量的2.35％，超過上海市當年全社會用電量。且隨著信息產業的發展對數據中心需求的不斷增加，據預測至2023年我國數據中心年用電量將達到2668億kWh，能耗增長60％以上。同時數據中心的能耗成本占總運營成本的60％以上，巨大的能源消耗和高昂的運營成本給運營商造成巨大壓力，降低行業的競爭力，嚴重制約我國信息產業的快速發展，研發新型節能減碳技術成為未來數據中心產業發展的最緊迫需求。

我國數據中心總體能效水平很低，與發達國家存在較大差距，節能空間巨大。電能使用率(PUE＝數據中心總能耗/IT設備能耗)是衡量數據中心能效水平的通用指標，PUE值越小，數據中心能效水平越高。目前美國數據中心平均PUE(電能利用率)約為1.6～1.8，其先進數據中心PUE達到1.2以下，日本部分數據中心PUE可達1.5。而我國數據中心平均PUE大于2.2，有的甚至高達3.0，據統計，我國仍有40萬個在運行的高耗能數據中心需要改造，我國的數據中心節能形勢非常嚴峻。

發明內容

為了解決上述背景技術所存在的至少一技術問題，本發明提供一種雙冷源數據中心供冷系統及方法。

為實現上述目的，本發明的技術方案是：

第一方面，本發明提供一種雙冷源數據中心供冷系統，包括自然冷源供冷系統和含機械制冷的供冷系統；

所述自然冷源供冷系統包括冷卻塔，所述冷卻塔提供第一冷源，所述第一冷源通過空氣處理機組熱交換對數據中心機柜的回風進行一次冷卻；

所述含機械制冷的供冷系統包括制冷機組，所述制冷機組提供第二冷源，第二冷源通過空調進行熱交換，將一次冷卻的回風進行二次冷卻后送到數據中心機柜提供冷量。

進一步地，所述空氣處理機組和空調之間是兩臺分開設置的設備或者是集成一臺設備，連接方式為空氣處理機組的空氣出口連接精密空調的空氣入口。

進一步地，所述自然冷源供冷系統包括空氣處理機組、蓄冷裝置、冷卻塔一號、冷卻塔二號；所述蓄冷裝置通過第一管路和空氣處理機組相連接，所述冷卻塔二號連接在第一管路中，所述冷卻塔一號連接在所述蓄冷裝置中。

進一步地，一天中氣溫處于第一溫度時段時，所述冷卻塔一號和蓄冷裝置組成的水循環回路工作，為蓄冷裝置儲蓄冷量，同時所述冷卻塔二號和空氣處理機組組成的水循環回路工作，直接為空氣處理機組提供自然冷源冷量。

進一步地，一天中氣溫處于第二溫度時段時，所述冷卻塔二號和空氣處理機組組成的水循環回路停止工作，蓄冷裝置和空氣處理機組組成的水循環回路工作，直接為空氣處理機組提供蓄冷冷量。

進一步地，所述含機械制冷的供冷系統還包括冷卻塔三號、換熱器；所述冷卻塔三號通過第二管路和制冷機組的冷凝端相連接，制冷機組的蒸發端通過第三管路和空調相連接；所述熱換器的一端和第二管路相連接，另一端和第三管路相連接。