專利名稱：一種數(shù)據(jù)機房多冷源供冷系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及數(shù)據(jù)機房供冷領(lǐng)域，尤其涉及一種數(shù)據(jù)機房多冷源供冷系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
數(shù)據(jù)機房耗能特點是電力和冷量為全年性需求且相對穩(wěn)定，目前主要用風冷恒溫恒濕機組解決機房內(nèi)供冷問題，風冷機組制冷性能系數(shù)(COP)較低造成耗電量巨大，近年來全國范圍內(nèi)數(shù)據(jù)中心機柜需求量劇增，而國內(nèi)部分地區(qū)的缺電問題卻越來越嚴重。為了解決能源短缺問題，現(xiàn)有技術(shù)中還存在燃氣發(fā)電技術(shù)、煙氣余熱利用技術(shù)以及室外自然冷源利用技術(shù)，以彌補日益增加的能耗需求。1.燃氣發(fā)電技術(shù)燃氣發(fā)電機是一種以液化氣、天然氣等可燃氣體為燃燒物，代替汽油、柴油作為發(fā)動機動力的新型，高效的新能源發(fā)電機。其具有輸出功率范圍廣，啟動和運行可靠高、發(fā)電質(zhì)量好、重量輕、體積小、維護簡單、低頻噪聲小等優(yōu)點。我國的天然氣資源十分豐富，相對于我國豐富的天然氣儲量，天然氣在我國一次能源消費中所占比例顯得太小，未來具有大幅提高的潛力。由于受到天然氣供應(yīng)的影響， 天然氣發(fā)電尚處于初始階段。真正大面積的天然氣發(fā)電作為分布能源站還要假以時日?，F(xiàn)在的小規(guī)模天然氣發(fā)電主要是在油田、氣田以及機場、酒店、醫(yī)院等?？梢灶A(yù)計，隨著天然氣供應(yīng)的愈加充足、供應(yīng)范圍的不斷擴大，近幾年天然氣發(fā)電將會得到飛速的發(fā)展。2.煙氣余熱利用技術(shù)在當今社會，節(jié)能已經(jīng)成為繼煤炭、電力、石油和天然氣之后的第五能源。一般鍋爐或溴化鋰吸收式機組的設(shè)計排煙溫度都在150°C以上。這是為了避開燃料中含有硫及其在燃燒過程中產(chǎn)生的NOx化合物等酸性物質(zhì)腐蝕。在小于150°C時，其在受熱面尾部產(chǎn)生酸凝結(jié)而腐蝕尾部受熱面。使尾部受熱面強度降低，危害設(shè)備安全運行，使鍋爐提前報廢。所以國內(nèi)及國外的常規(guī)燃氣(油)熱水鍋爐(直燃機)的設(shè)計排煙溫度普遍大于150°C，熱效率一般在86、0%。造成了大量的排煙顯熱被浪費。所以，把高溫煙氣直接排放到大氣，不但造成環(huán)境熱污染，而且還造成了能源浪費。如果在鍋爐排煙管道上增加一套冷凝型煙氣換熱器，回收煙氣中的余熱，無疑可以解決上述兩個問題。安裝冷凝型煙氣換熱器，目的是利用煙氣的余熱，尤其是煙氣中以蒸汽形式存在的能量(潛熱)。煙氣冷卻到露點以下，開始冷凝，蒸汽相變所釋放的熱量把冷卻介質(zhì)(如供熱系統(tǒng)的回水)加熱，即可回收煙氣的余熱。3.室外自然冷源利用技術(shù)當室外溫度低于室內(nèi)設(shè)計溫度時，可考慮采用一定的技術(shù)手段直接采用室外低溫空氣對室內(nèi)直接換冷，這種技術(shù)稱為自然冷卻節(jié)能技術(shù)。自然冷卻節(jié)能系統(tǒng)利用室外冷源將室內(nèi)的熱量傳到室外換熱器的空調(diào)機組。自然冷卻系統(tǒng)由末端乙二醇盤管、乙二醇水泵室外干式冷卻器組成。當系統(tǒng)檢測到室外空調(diào)溫度低于設(shè)定值時，自然冷卻節(jié)能機組及其附屬設(shè)備自動啟動，來保證室內(nèi)的恒定溫度。室外環(huán)境溫度為10°c時，可以節(jié)省35%左右的能耗，室外環(huán)境溫度在5°C時，可以節(jié)省75%左右的能耗。機房熱負荷的特點就是隨著室外溫度的降低而降低，因此，實際節(jié)能比例更高。 自然冷卻系統(tǒng)還能降低了機房內(nèi)噪音，控制簡單，故障率低，維修簡便；與直接引入室外新風的自然冷卻方式相比，機房不會受到室外臟污空氣的污染。無論單一供電還是供冷上都無法滿足數(shù)據(jù)機房安全可靠、高效節(jié)能的運行的需要，因此有必要考慮充分利用現(xiàn)有的節(jié)能技術(shù)，以滿足數(shù)據(jù)機房供冷的需求。
發(fā)明內(nèi)容針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本實用新型提供了一種數(shù)據(jù)機房多冷源供冷系統(tǒng)。本實用新型提供的數(shù)據(jù)機房供冷系統(tǒng)包括燃氣內(nèi)燃發(fā)電機組1，煙氣熱水型溴化鋰冷熱水機組2，煙氣余熱回收換熱器3，以及缸套水換熱器4 ；燃氣內(nèi)燃發(fā)電機組1通過管道與煙氣熱水型溴化鋰冷熱水機組2連接，煙氣熱水型溴化鋰冷熱水機組2通過管道與煙氣余熱回收換熱器3連接，缸套水換熱器4通過管道分別與燃氣內(nèi)燃發(fā)電機組1、煙氣熱水型溴化鋰冷熱水機組2和煙氣余熱回收換熱器3連接。在一個示例中，數(shù)據(jù)機房多冷源供冷系統(tǒng)還包括電制冷水冷式冷水機組5，冷卻水循環(huán)泵15與冷卻塔8串接后與電制冷水冷式冷水機組5連接；電制冷水冷式冷水機組5經(jīng)管道與煙氣熱水型溴化鋰冷熱水機組2連接。電制冷水冷式冷水機組5經(jīng)管道與煙氣熱水型溴化鋰冷熱水機組2并聯(lián)連接。在一個示例中，電制冷水冷式冷水機組5與煙氣熱水型溴化鋰冷熱水機組2之間的管道上設(shè)置有第一三通閥17和第二三通閥18。在一個示例中，電制冷水冷式冷水機組5與第一三通閥17和第二三通閥18之間的管道上設(shè)置有第三三通閥19和第四三通閥20。在一個示例中，數(shù)據(jù)機房多冷源供冷系統(tǒng)還包括備用電制冷水冷式冷水機組6，冷卻水循環(huán)泵16與冷卻塔9串接后與備用電制冷水冷式冷水機組6連接。在一個示例中，備用電制冷水冷式冷水機組6與第三三通閥19和第四三通閥20 之間的管道上設(shè)置有第六三通閥22和第八三通閥M，冷卻水循環(huán)泵16與備用電制冷水冷式冷水機組6之間設(shè)置有第五三通閥21和第七三通閥23，第五三通閥21和第六三通閥22 連接，第七三通閥23和第八三通閥M連接。在一個示例中，第二三通閥18與煙氣熱水型溴化鋰冷熱水機組2之間的管道上設(shè)置有冷凍水循環(huán)泵12，第四三通閥20與電制冷水冷式冷水機組5之間的管道上設(shè)置有冷凍水循環(huán)泵13，第四三通閥20與第八三通閥M之間的管道上設(shè)置有冷凍水循環(huán)泵14。在一個示例中，數(shù)據(jù)機房多冷源供冷系統(tǒng)還包括空氣處理機組10，空氣處理機組 10經(jīng)第一三通閥17和第二三通閥18與煙氣熱水型溴化鋰冷熱水機組2連接；乙二醇循環(huán)泵11和乙二醇用干式冷卻器7串接后與空氣處理機組10連接。在一個示例中，乙二醇循環(huán)泵11經(jīng)變頻器與室外溫度測點25連接。本實用新型提出的數(shù)據(jù)機房多冷源供冷系統(tǒng)，充分利用燃氣發(fā)電后的煙氣余熱和缸套水余熱，同時結(jié)合室外自然冷源與電制冷空調(diào)進行互補，以滿足數(shù)據(jù)機房制冷系統(tǒng)的高效、節(jié)能運行。以下結(jié)合附圖來對本實用新型作進一步詳細說明，其中


圖1是本實用新型的數(shù)據(jù)機房多冷源供冷系統(tǒng)基本原理示意圖。附圖標記說明1-燃氣內(nèi)燃發(fā)電機組；2-煙氣熱水型溴化鋰冷熱水機組；3-煙氣余熱回收換熱器；4-缸套水換熱器；5-電制冷水冷式冷水機組1 ；6-備用電制冷水冷式冷水機組2 ；7-乙二醇用干式冷卻器；8-冷卻塔1 ；9-冷卻塔2 ；10-空氣處理機組 (雙盤管)；11-乙二醇循環(huán)泵；12-冷凍水循環(huán)泵1 ;13_冷凍水循環(huán)泵2 ；14-冷凍水循環(huán)泵 3 ； 15-冷卻水循環(huán)泵1 ； 16-冷卻水循環(huán)泵2 ； 17-第一三通閥1 ； 18-第二三通閥2 ； 19-第三三通閥3 ；20-第四三通閥4 ；21-第五三通閥5 ；22-第六三通閥6 ；23-第七三通閥7 ； 24-第八三通閥8 ；25-室外溫度測點。
具體實施方式
如
圖1所示，本實用新型提供的數(shù)據(jù)機房供冷系統(tǒng)包括燃氣內(nèi)燃發(fā)電機組1，煙氣熱水型溴化鋰冷熱水機組2，煙氣余熱回收換熱器3，以及缸套水換熱器4 ；燃氣內(nèi)燃發(fā)電機組1通過管道與煙氣熱水型溴化鋰冷熱水機組2連接，煙氣熱水型溴化鋰冷熱水機組2 通過管道與煙氣余熱回收換熱器3連接，缸套水換熱器4通過管道分別與燃氣內(nèi)燃發(fā)電機組1、煙氣熱水型溴化鋰冷熱水機組2和煙氣余熱回收換熱器3連接。數(shù)據(jù)機房多冷源供冷系統(tǒng)還包括電制冷水冷式冷水機組5，冷卻水循環(huán)泵15與冷卻塔8串接后與電制冷水冷式冷水機組5連接；電制冷水冷式冷水機組5經(jīng)管道與煙氣熱水型溴化鋰冷熱水機組2連接。 電制冷水冷式冷水機組5與煙氣熱水型溴化鋰冷熱水機組2之間的管道上設(shè)置有第一三通閥17和第二三通閥18。電制冷水冷式冷水機組5與第一三通閥17和第二三通閥18之間的管道上設(shè)置有第三三通閥19和第四三通閥20。數(shù)據(jù)機房多冷源供冷系統(tǒng)還包括備用電制冷水冷式冷水機組6，冷卻水循環(huán)泵16與冷卻塔9串接后與電制冷水冷式冷水機組6連接。備用電制冷水冷式冷水機組6與第三三通閥19和第四三通閥20之間的管道上設(shè)置有第六三通閥22和第八三通閥M，冷卻水循環(huán)泵16與備用電制冷水冷式冷水機組6之間設(shè)置有第五三通閥21和第七三通閥23，第五三通閥21和第六三通閥22連接，第七三通閥23 和第八三通閥M連接。第二三通閥18與煙氣熱水型溴化鋰冷熱水機組2之間的管道上設(shè)置有冷凍水循環(huán)泵12，第四三通閥20與電制冷水冷式冷水機組5之間的管道上設(shè)置有冷凍水循環(huán)泵13，第四三通閥20與第八三通閥M之間的管道上設(shè)置有冷凍水循環(huán)泵14。數(shù)據(jù)機房多冷源供冷系統(tǒng)還包括空氣處理機組10，空氣處理機組10經(jīng)第一三通閥17和第二三通閥18與煙氣熱水型溴化鋰冷熱水機組2連接；乙二醇循環(huán)泵11和乙二醇用干式冷卻器 7串接后與空氣處理機組10連接。乙二醇循環(huán)泵11經(jīng)變頻器與室外溫度測點25連接。數(shù)據(jù)機房本身用能的特點決定了其對環(huán)境的溫度精度要求比較高，根據(jù)其元器件的不同，機房室內(nèi)要求的溫度也有所區(qū)別，一般在對_281。夏季室外溫度較高，沒有可直接利用的自然冷源，此時通過燃氣發(fā)電機組的發(fā)電余熱用來制冷，不足的由電制冷水冷式冷水機組供冷，考慮到節(jié)能及機房內(nèi)需要避免結(jié)露問題，將空調(diào)的供水溫度可定為12°C，蒸發(fā)溫度越高，制冷COP越高，此種工況的運行原則是優(yōu)先利用發(fā)電余熱制冷以保證天然氣的梯級高效利用。在冬季，由于室外溫度較低，可以充分的利用室外自然冷源對室內(nèi)進行降溫，降低燃氣和電力消耗，為充分利用多個冷源，空調(diào)末端采用四管制表冷器和8個三通閥門切換的形式完成多冷源空調(diào)系統(tǒng)的互補切換，如
圖1所示。夏季工況(t室外t室度-6°C):數(shù)據(jù)機房的空調(diào)冷源為燃氣內(nèi)燃機1發(fā)電余熱驅(qū)動的煙氣熱水型溴冷機2和電制冷水冷式冷水機組5。天然氣進入燃氣內(nèi)燃機1發(fā)電后的排煙溫度一般在500°C左右，高溫煙氣進入煙氣熱水型溴化鋰冷熱水機組2的高溫發(fā)生器進行一次換熱制冷，90°C左右的高溫缸套水通過缸套水換熱器4換熱后作為熱源水進入煙氣熱水型溴化鋰冷熱水機組2的低溫發(fā)生器換熱制冷；經(jīng)過一次換熱后的煙氣溫度在170°C左右，再次通過煙氣余熱回收換熱器3換熱后的煙氣排煙溫度在95攝氏度左右，而經(jīng)過煙氣余熱回收換熱器3換熱后的約90°C的熱水作為煙氣熱水型溴化鋰冷熱水機組2的熱源水進入低溫發(fā)生器換熱制冷。此時冷凍水泵 12、空氣處理機組10開啟，第一三通閥17和第二三通閥18向AB向為全開狀態(tài)。余熱制冷量不足時通過室外溫度測點25檢測室外溫度，當 t室外溫度> t室內(nèi)設(shè)計溫 S-6°C時，開啟電制冷水冷式冷水機組5制冷。此時第一三通閥17和第二三通閥18向ABC 向處于三通狀態(tài)，其閥體開度根據(jù)冷量需求調(diào)節(jié)；第三三通閥19和第四三通閥20向AC向全開，冷卻水泵15及冷卻塔8處于開啟狀態(tài)。如
圖1所示。非夏季工況(t室外t室度-6°C):數(shù)據(jù)機房的空調(diào)冷源為燃氣內(nèi)燃機1發(fā)電余熱驅(qū)動的煙氣熱水型溴冷機2、電制冷水冷式冷水機組5和室外自然冷源。天然氣進入燃氣內(nèi)燃機1發(fā)電后的排煙溫度一般在500°C左右，高溫煙氣進入煙氣熱水型溴化鋰冷熱水機組2的高溫發(fā)生器進行一次換熱制冷，90°C左右的高溫缸套水通過缸套水換熱器4換熱后作為熱源水進入煙氣熱水型溴化鋰冷熱水機組2的低溫發(fā)生器換熱制冷；經(jīng)過一次換熱后的煙氣溫度在170°C左右，再次通過煙氣余熱回收換熱器3換熱后的煙氣排煙溫度在95攝氏度左右，而經(jīng)過煙氣余熱回收換熱器3換熱后的約90°C的熱水作為煙氣熱水型溴化鋰冷熱水機組2的熱源水進入低溫發(fā)生器換熱制冷。此時冷凍水泵
12、空氣處理機組10開啟，第一三通閥17和第二三通閥18向AB向為全開狀態(tài)。余熱制冷量不足時通過室外溫度測點25檢測室外溫度，當2°C<
時，開啟自然冷卻系統(tǒng)。此時冷凍水泵14開啟，此時第一三通閥17和第二三通閥18向ABC向處于三通狀態(tài)，其閥體開度根據(jù)冷量需求調(diào)節(jié)；第三三通閥19和第四三通閥 20向AB向全開，第五三通閥21、第六三通閥22、第七三通閥23和第八三通閥M向BC向全開，冷卻塔8處于開啟狀態(tài)；乙二醇水泵11和室外乙二醇用干式冷卻器7以及空調(diào)處理機組10乙二醇盤管側(cè)開啟制冷運行；當2°C時，冷卻塔自然冷卻部分關(guān)閉只開啟乙二醇自然冷卻部分，在優(yōu)先利用自然冷源的基礎(chǔ)上制冷量仍不夠的情況下再開啟電制冷水冷式冷水機組5調(diào)峰制冷。此時第三三通閥19和第四三通閥20向AC向全開，冷凍水泵
13、冷卻水泵15及冷卻塔8處于開啟狀態(tài)。以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施方式，但本實用新型保護范圍并不局限于此。任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實用新型公開的技術(shù)范圍內(nèi)，均可對其進行適當?shù)母淖兓蜃兓?，而這種改變或變化都應(yīng)涵蓋在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種數(shù)據(jù)機房多冷源供冷系統(tǒng)，其特征在于，包括燃氣內(nèi)燃發(fā)電機組(1)，煙氣熱水型溴化鋰冷熱水機組(2)，煙氣余熱回收換熱器(3)，以及缸套水換熱器(4)；燃氣內(nèi)燃發(fā)電機組(1)通過管道與煙氣熱水型溴化鋰冷熱水機組(2 )連接，煙氣熱水型溴化鋰冷熱水機組(2 )通過管道與煙氣余熱回收換熱器(3 )連接，缸套水換熱器(4 )通過管道分別與燃氣內(nèi)燃發(fā)電機組(1)、煙氣熱水型溴化鋰冷熱水機組(2)和煙氣余熱回收換熱器(3)連接。
2.如權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)機房多冷源供冷系統(tǒng)，其特征在于，數(shù)據(jù)機房多冷源供冷系統(tǒng)還包括電制冷水冷式冷水機組(5)，冷卻水循環(huán)泵(15)與冷卻塔(8)串接后與電制冷水冷式冷水機組(5)連接；電制冷水冷式冷水機組(5)經(jīng)管道與煙氣熱水型溴化鋰冷熱水機組(2)并聯(lián)連接。
3.如權(quán)利要求2所述的數(shù)據(jù)機房多冷源供冷系統(tǒng)，其特征在于，電制冷水冷式冷水機組(5)與煙氣熱水型溴化鋰冷熱水機組(2)之間的管道上設(shè)置有第一三通閥(17)和第二三通閥(18)。
4.如權(quán)利要求3所述的數(shù)據(jù)機房多冷源供冷系統(tǒng)，其特征在于，電制冷水冷式冷水機組(5)與第一三通閥(17)和第二三通閥(18)之間的管道上設(shè)置有第三三通閥(19)和第四三通閥(20)。
5.如權(quán)利要求4所述的數(shù)據(jù)機房多冷源供冷系統(tǒng)，其特征在于，數(shù)據(jù)機房多冷源供冷系統(tǒng)還包括備用電制冷水冷式冷水機組(6)，冷卻水循環(huán)泵(16)與冷卻塔(9)串接后與備用電制冷水冷式冷水機組(6 )連接。
6.如權(quán)利要求5所述的數(shù)據(jù)機房多冷源供冷系統(tǒng)，其特征在于，備用電制冷水冷式冷水機組(6)與第三三通閥(19)和第四三通閥(20)之間的管道上設(shè)置有第六三通閥(22)和第八三通閥(24)，冷卻水循環(huán)泵(16)與備用電制冷水冷式冷水機組(6)之間設(shè)置有第五三通閥(21)和第七三通閥(23)，第五三通閥(21)和第六三通閥(22)連接，第七三通閥(23) 和第八三通閥(24)連接。
7.如權(quán)利要求6所述的數(shù)據(jù)機房多冷源供冷系統(tǒng)，其特征在于，第二三通閥(18)與煙氣熱水型溴化鋰冷熱水機組(2)之間的管道上設(shè)置有冷凍水循環(huán)泵(12)，第四三通閥(20) 與電制冷水冷式冷水機組(5)之間的管道上設(shè)置有冷凍水循環(huán)泵(13)，第四三通閥(20)與第八三通閥(24)之間的管道上設(shè)置有冷凍水循環(huán)泵(14)。
8.如權(quán)利要求3所述的數(shù)據(jù)機房多冷源供冷系統(tǒng)，其特征在于，數(shù)據(jù)機房多冷源供冷系統(tǒng)還包括空氣處理機組(10)，空氣處理機組(10)經(jīng)第一三通閥(17)和第二三通閥(18) 與煙氣熱水型溴化鋰冷熱水機組(2)連接；乙二醇循環(huán)泵(11)和乙二醇用干式冷卻器(7)串接后與空氣處理機組(10)連接。
9.如權(quán)利要求8所述的數(shù)據(jù)機房多冷源供冷系統(tǒng)，其特征在于，乙二醇循環(huán)泵(11)經(jīng)變頻器與室外溫度測點(25)連接。
專利摘要本實用新型公開了一種數(shù)據(jù)機房多冷源供冷系統(tǒng)，包括燃氣內(nèi)燃發(fā)電機組(1)，煙氣熱水型溴化鋰冷熱水機組(2)，煙氣余熱回收換熱器(3)，以及缸套水換熱器(4)；燃氣內(nèi)燃發(fā)電機組(1)通過管道與煙氣熱水型溴化鋰冷熱水機組(2)連接，煙氣熱水型溴化鋰冷熱水機組(2)通過管道與煙氣余熱回收換熱器(3)連接，缸套水換熱器(4)通過管道分別與燃氣內(nèi)燃發(fā)電機組(1)、煙氣熱水型溴化鋰冷熱水機組(2)和煙氣余熱回收換熱器(3)連接。本實用新型充分利用燃氣發(fā)電后的煙氣余熱和缸套水余熱，同時結(jié)合室外自然冷源與電制冷空調(diào)進行互補，以滿足數(shù)據(jù)機房制冷系統(tǒng)的高效、節(jié)能運行。
文檔編號F25B27/02GK202209811SQ201120280019
公開日2012年5月2日 申請日期2011年8月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月3日
發(fā)明者馮江華, 楊玲, 楊竹, 王融冰, 田國棟, 陳志鋒 申請人:北京恩耐特分布能源技術(shù)有限公司