本发明专利技术涉及空调系统领域。一种基于LNG冷能应用的数据中心空调系统，包括LNG储液罐，第一换热器，第二换热器，所述第二换热器安装在数据中心，其特征在于，该系统还包括高温冷媒储罐，低温冷媒储罐，所述LNG储液罐连接所述第一换热器，所述第一换热器连接所述高温冷媒储罐和低温冷媒储罐，所述高温冷媒储罐和所述低温冷媒储罐分别与所述第二换热器连接。本发明专利技术提供了一种能够显著降低数据中心PUE值的应用LNG冷能的数据中心空调系统及数据中心空调系统应用LNG冷能的方法，以实现数据中心空调系统的低能耗。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及空调系统领域，特别是涉及一种应用LNG冷能，能够在数据中心使用的空调系统。
技术介绍
随着国家“科技强国、产业兴国”的政策进一步实施，IT基础服务(云计算服务平台)作为与水、电、煤等传统基础配套设施一样，成为吸引国内外各行各业投资者入驻的基础配套之一。未来所有互联网企业的发展，都离不开云计算公共平台和绿色数据中心的支撑。绿色数据中心，是指数据机房中的IT设备、供暖、配电系统、安防系统、监控、照明和电气等能取得最大化能源效率以及最小化环境影响的综合结果，是未来发展的趋势，尤其是云计算时代及应用的到来，加快并促进了大数据、大中心、大储存时代的到来。衡量绿色数据中心最重要的指标是PUE，PUE＝数据中心总能耗/IT设备能耗。通常认为，PEU的比值越小，数据中心越低碳节能，而比值越大，说明有更多的电能被空调、照明、电源等配套设备所消耗，且没有新的绿色电源的补充。一般的数据中心的空调能耗比重比较大，其PUE值往往大于2。目前国际平均PUE值在1.8左右，国内平均PUE值在2.0以上，水平参差不齐。国家明确要求大型数据中心的PUE值要小于1.5，因此就将PUE值小于1.5的数据中心定义为绿色数据中心。数据中心除IT设备能耗外，最大的能耗就是空调。IT设备是能耗最高的部分，约占数据中心总能耗的50％左右。空调系统能耗在数据中心总能耗中排第二位，占40％。IT设备是数据中心的核心，其顺利的运行是数据中心运营的关键指标。由于IT设备在运行中总是发热的，为防止宕机，数据中心的空调一定是常年制冷的。国际上最先进的数据中心都是建立在高纬度地区，主要是为了利用高纬度地区的冬季天然冷能达到降低IT设备温度的目的，所以在低纬度地区建设数据中心存在地理上的天然不足。所以在低纬度地区建设数据中心，其PUE值会因为空调电量的高消耗而很难降低，一般在1.7左右。LNG是液化天然气的简称，在常压下将天然气冷冻至-162℃左右，可使其转变为液体。液化天然气是将天然气经过净化后，采用压缩、节流、膨胀和外加冷源制冷的工艺而形成的。LNG气化过程中，其释放的冷能可采用直接或间接的方法加以利用。液化的LNG蕴藏着大量的冷能，合理充分利用LNG冷能，达到节约能源、减少环境污染、提高经济效益的目的。而在低纬度地区的沿海等地，会有很多运输和储存LNG的港口，这些港口一般采用海水对LNG升温后转换为NG(天然气)后向外输送，冷能被浪费，并且冷能的排放会对周边海水生态环境造成很大的影响。所以如何运用和控制好这些冷能对于节能环保意义重大。
技术实现思路
本专利技术提供了一种能够显著降低数据中心PUE值的应用LNG冷能的数据中心空调系统及数据中心空调系统应用LNG冷能的方法，以实现数据中心空调系统的低能耗。以上技术问题是通过以下技术方案解决的：一种基于LNG冷能应用的数据中心空调系统，包括LNG储液罐，第一换热器，第二换热器，所述第二换热器安装在数据中心，该系统还包括高温冷媒储罐，低温冷媒储罐，所述LNG储液罐连接所述第一换热器，所述第一换热器连接所述高温冷媒储罐和低温冷媒储罐，所述高温冷媒储罐和所述低温冷媒储罐分别与所述第二换热器连接。将LNG的冷能通过第一换热器传递至冷媒，冷媒经过低温冷媒储罐进行梯级热交换后，到达数据中心的第二换热器，数据中心的第二换热器采用水冷换热后，通过排风系统将冷气传输至各机房为机房中的IT设备降温。这样可以充分利用LNG的高冷能，实现数据中心的空气调节目的，并且由于不需要使用电源制冷，电源仅需要驱动通风系统，这样可以显著降低数据中心的能耗，进而降低PUE值，达到绿色数据中心的标准。进一步，所述高温冷媒储罐数量设置至少为两个，并且所述高温冷媒储罐之间串联连接，所述低温冷媒储罐数量设置为至少两个，并且所述低温冷媒储罐之间串联连接。由于冷媒经过第一换热器热交换降温后，温度会降低至-50℃以下，经过多级冷媒储罐梯级降温和保温，能更好地控制冷媒在空调换热制冷系统中的温度，实现数据中心对温度控制的高要求。进一步，在所述第二换热器中，冷媒进界区的温度为-45℃至-35℃，冷媒出界区的温度为20℃至30℃。数据中心一般要求室内温度在18℃至20℃之间，所以出界温度不宜过高，应保持在数据中心需要的温度范围内，这样更有利于控制数据中心室内的温度。冷媒进界区温度为换热器进口处的冷媒的温度意思，冷媒出界区的温度为换热器出口处的冷媒的温度意思。进一步，在所述第一换热器中，冷媒进界区的温度为25℃至35℃，冷媒出界区的温度为-50℃至-40℃。冷媒温度不宜过低，温度过低的冷媒不仅对设备和原料增加成本，而且由于需要将数据中心的温度降低值18至20度之间，所以温度太低后，梯级升温的要求增大，温度不宜控制。进一步，在所述第一换热器中，LNG进界区的温度为-145℃至-140℃，NG出界区的温度为0℃至5℃。进一步，所述连接均采用管道连接，低温管道的壁厚大于等于6mm，高温管道的壁厚大于等于3mm。管道壁厚在允许的条件下，越厚越好。但出于成本的考虑，经测算低温管道的壁厚在6mm以上，高温管道的壁厚在3mm以上即可达到液体传输的目的和效果。进一步，所述空调系统还包括使用市电、柴油发电机或UPS供电驱动制冷系统，所述UPS的主用容量大于等于710KVA，系统后备时间设置大于等于15分钟。为了降低采用LNG冷能制冷可能会出现的持续性方面的风险，所以设置了包括市电、柴油发电或者UPS(ups是不间断电源的意思)供电的电驱动制冷系统，保障数据中心空调系统的持续供冷。经过计算，系统后备时间至少要达到15分钟才能满足数据中心运行的目的，所以UPS的主用容量设置为至少710KVA，防止一旦出现LNG冷能供应不足，市电断电的情况，柴油发电机启动需要一定的时间，这时需要UPS供电驱动制冷系统，保证冷气供应不间断。进一步，经过所述第一换热器换热后的天然气输送至天然气高压管网和/或天然气燃气电厂。经过第一换热器换热后，液化天然气变成天然气后可以输送至高压管网和天然气燃气电厂，这样本专利技术的空调系统可以和LNG输气网络共同建设，应地制宜。并且还可以利用天然气电厂的地缘优势，为数据中心提供稳定的电力供应。进一步，所述冷媒包括乙二醇、丙二醇、液氮、氯化钙盐水、二氯甲烷或一氟三氯甲烷。在本专利技术中，冷媒的工作稳定在25℃至-50℃之间，所以冷媒可以包括但不限于上述冷媒介质。作为优选，所述LNG储液罐还设有支撑脚，所述支撑脚包括上段和上端套设在下段下端的下段，下段的下端设有安装座，本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于LNG冷能应用的数据中心空调系统，包括LNG储液罐，第一换热器，第二换热器，所述第二换热器安装在数据中心，其特征在于，该系统还包括高温冷媒储罐，低温冷媒储罐，所述LNG储液罐连接所述第一换热器，所述第一换热器连接所述高温冷媒储罐和低温冷媒储罐，所述高温冷媒储罐和所述低温冷媒储罐分别与所述第二换热器连接。
【技术特征摘要】
1.一种基于LNG冷能应用的数据中心空调系统，包括LNG储液罐，第一换热器，第二换热器，所述第二换热器安装在数据中心，其特征在于，该系统还包括高温冷媒储罐，低温冷媒储罐，所述LNG储液罐连接所述第一换热器，所述第一换热器连接所述高温冷媒储罐和低温冷媒储罐，所述高温冷媒储罐和所述低温冷媒储罐分别与所述第二换热器连接。
2.根据权利要求1所述的基于LNG冷能应用的数据中心空调系统，其特征在于，所述高温冷媒储罐数量设置至少为两个，并且所述高温冷媒储罐之间串联连接，所述低温冷媒储罐数量设置为至少两个，并且所述低温冷媒储罐之间串联连接。
3.根据权利要求1或2所述的基于LNG冷能应用的数据中心空调系统，其特征在于，在所述第二换热器中，冷媒进界区的温度为-45℃至-35℃，冷媒出界区的温度为20℃至30℃。
4.根据权利要求1或2所述的基于LNG冷能应用的数据中心空调系统，其特征在于，在所述第一换热器中，冷媒进界区的温度为25℃至35℃，冷媒出界区的温度为-50℃至-40℃。
5.根据权利要求1或2所述的基于LNG冷能应用的数据中心空调系统，其特征在于，在所述第一换热器中，LNG进界区的温度为-145℃至-140℃，NG出界区的温度为0℃至5℃。
6.根据权利要求1所述的基于LNG冷能应用的数据中心空调系统，其特征在于，所述连接均采用管道连接，低温管道的壁厚大于等于6mm，高温管道的壁厚...
【专利技术属性】
技术研发人员：张守庆，刘立枫，
申请(专利权)人：张守庆，刘立枫，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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