一种基于数据中心的海水淡化冷热联供系统技术方案

本申请提供一种基于数据中心的海水淡化冷热联供系统，包括数据中心、热泵循环系统、海水淡化系统和制冷机组系统；热泵循环系统包括热泵蒸发器、压缩机及第一节流元件；海水淡化系统包括海水过滤装置、第一换热器、海水淡化蒸发器及海水冷凝器；海水淡化蒸发器设于热泵循环系统的回路管道上，还分别与第一换热器、海水过滤装置和海水冷凝器连接；数据中心的高温回水管分别与第一换热器和热泵蒸发器连接，第一换热器分别与热泵蒸发器和数据中心的低温供水管连接；热泵蒸发器与低温供水管通过第一管道连接；海水冷凝器与所述制冷机组系统连接以使制冷机组系统能供冷和供热，从而具有数据中心余热利用率高，结构紧凑、成本低廉等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种基于数据中心的海水淡化冷热联供系统
本申请属于工程热物理技术以及海水淡化
，更具体地说，是涉及一种用于实现制取淡水、冷量和热量的基于数据中心的海水淡化冷热联供系统。
技术介绍
数据中心是一个庞大的系统工程，它承担着数据处理、数据储存和数据交换等职能，随着5G时代的到来，数据中心的数量以及规模不断扩大以满足对庞大数据处理量的需求，其耗电量相当惊人。2019年全球数据中心能耗已占世界能源使用量的3％以上，而应用于数据中心冷却的耗能在总耗能中占比达40％，产生的废热量相当可观，具有很大的节能潜力。全球的淡水资源十分紧缺，海水淡化技术及其相关设备一直是人们研究的重点，而实际应用中以蒸馏法和膜法居多。其中，蒸馏法最早投入工业应用，具有可利用低品位热能、产水纯度高、对原料海水要求低等优点，但是也存在能耗较高的问题。已有的数据中心余热利用系统存在余热(废热量)利用不完全问题，因此，亟需一种可以将数据中心、海水淡化及冷热供水相耦合起来的装置，以便提高能量利用率。
技术实现思路
本申请实施例的目的在于提供一种基于数据中心的海水淡化冷热联供系统，以解决现有技术中数据中心废热量的能量利用率低的技术问题。为实现上述目的，本申请采用的技术方案是：提供一种基于数据中心的海水淡化冷热联供系统，包括：数据中心、热泵循环系统、海水淡化系统和制冷机组系统；所述热泵循环系统包括呈回路连接的热泵蒸发器、压缩机以及第一节流元件；所述海水淡化系统包括海水过滤装置、第一换热器、海水淡化蒸发器、以及海水冷凝器；所述海水淡化蒸发器设于所述热泵循环系统的回路管道上，所述海水淡化蒸发器还分别与所述第一换热器、所述海水过滤装置和所述海水冷凝器连接；所述数据中心的高温回水管通过第一三通阀分别与所述第一换热器和所述热泵蒸发器连接，所述第一换热器通过第二三通阀分别与所述热泵蒸发器和所述数据中心的低温供水管连接；所述热泵蒸发器与所述低温供水管通过第一管道连接；所述海水冷凝器与所述制冷机组系统连接以使所述制冷机组系统能供冷和供热。在一个实施例中，所述海水淡化蒸发器包括满液式海水淡化蒸发器和/或喷淋式海水淡化蒸发器；当所述海水淡化蒸发器包括满液式海水淡化蒸发器和所述喷淋式海水淡化蒸发器时，所述海水过滤装置、所述第一换热器、所述满液式海水淡化蒸发器和所述喷淋式海水淡化蒸发器通过四通阀连接；当所述海水淡化蒸发器为满液式海水淡化蒸发器或者为喷淋式海水淡化蒸发器时，所述海水过滤装置、所述第一换热器和所述海水淡化蒸发器通过第三三通阀连接。在一个实施例中，所述海水过滤装置上设有第一温度传感器，所述高温回水管上设有第二温度传感器，所述第一温度传感器和所述第二温度传感器均与控制器连接，所述控制器分别与所述第一三通阀和所述第二三通阀电连接。在一个实施例中，所述制冷机组系统包括第二换热器、第二节流元件、吸收器、溶液泵、第三换热器、第三节流元件和第四换热器，所述海水冷凝器、所述第二换热器、所述第二节流元件、所述吸收器、所述溶液泵、所述第二换热器、所述第三换热器、所述第三节流元件、所述第四换热器和所述吸收器构成一个回路。在一个实施例中，所述第一换热器为板式换热器，所述第二换热器为热交换器，所述第三换热器为热交换器，所述第四换热器为冷交换器。在一个实施例中，所述海水淡化蒸发器和所述海水冷凝器之间设置有第四三通阀，所述第四三通阀上连接有第二管道，所述第二管道上设有第五换热器。在一个实施例中，所述海水淡化蒸发器上设有浓盐水出口，所述海水冷凝器上设有淡水出口。在一个实施例中，所述第一节流元件、所述第二节流元件、所述第三节流元件均为膨胀阀或节流阀。本申请提供的基于数据中心的海水淡化冷热联供系统的有益效果在于：通过将数据中心、热泵循环系统、海水淡化系统和制冷机组系统的有机耦合，使得数据中心的余热可以被热泵循环系统利用，并且可以对海水淡化系统提供热量以及可以给用户供应冷热水，大大提供了数据中心余热的利用率，并且还具有结构紧凑、成本低廉等优点。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本申请实施例提供的基于数据中心的海水淡化冷热联供系统的第一种工作状态结构示意图；图2为本申请实施例提供的基于数据中心的海水淡化冷热联供系统的第二种工作状态结构示意图；图3为本申请实施例提供的基于数据中心的海水淡化冷热联供系统中海水淡化蒸发器为满液式海水淡化蒸发器的主视结构示意图；图4为本申请实施例提供的基于数据中心的海水淡化冷热联供系统中海水淡化蒸发器为喷淋式海水淡化蒸发器的主视结构示意图。其中，图中各附图标记：1、数据中心；11、高温回水管；12、第一三通阀；13、第二三通阀；14、低温供水管；15、第一管道；2、热泵循环系统；21、热泵蒸发器；22、压缩机；23、第一节流元件；3、海水淡化系统；31、海水过滤装置；32、第一换热器；33、海水淡化蒸发器；331、满液式海水淡化蒸发器；332、喷淋式海水淡化蒸发器；34、海水冷凝器；35、四通阀；36、第三三通阀；4、制冷机组系统；41、第二换热器；42、第二节流元件；43、吸收器；44、溶液泵；45、第三换热器；46、第三节流元件；47、第四换热器；48、第四三通阀；49、第二管道；491、第五换热器。具体实施方式为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。如图1和图2所示，现对本申请实施例提供的一种基于数据中心的海水淡化冷热联供系统进行说明。该基于数据中心的海水淡化冷热联供系本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于数据中心的海水淡化冷热联供系统，其特征在于，包括：/n数据中心(1)、热泵循环系统(2)、海水淡化系统(3)和制冷机组系统(4)；/n所述热泵循环系统(2)包括呈回路连接的热泵蒸发器(21)、压缩机(22)以及第一节流元件(23)；/n所述海水淡化系统(3)包括海水过滤装置(31)、第一换热器(32)、海水淡化蒸发器(33)以及海水冷凝器(34)；/n所述海水淡化蒸发器(33)设于所述热泵循环系统(2)的回路管道上，所述海水淡化蒸发器(33)还分别与所述第一换热器(32)、所述海水过滤装置(31)和所述海水冷凝器(34)连接；/n所述数据中心(1)的高温回水管(11)通过第一三通阀(12)分别与所述第一换热器(32)和所述热泵蒸发器(21)连接，所述第一换热器(32)通过第二三通阀(13)分别与所述热泵蒸发器(21)和所述数据中心(1)的低温供水管(14)连接；所述热泵蒸发器(21)与所述低温供水管(14)通过第一管道(15)连接；/n所述海水冷凝器(34)与所述制冷机组系统(4)连接以使所述制冷机组系统(4)能供冷和供热。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于数据中心的海水淡化冷热联供系统，其特征在于，包括：
数据中心(1)、热泵循环系统(2)、海水淡化系统(3)和制冷机组系统(4)；
所述热泵循环系统(2)包括呈回路连接的热泵蒸发器(21)、压缩机(22)以及第一节流元件(23)；
所述海水淡化系统(3)包括海水过滤装置(31)、第一换热器(32)、海水淡化蒸发器(33)以及海水冷凝器(34)；
所述海水淡化蒸发器(33)设于所述热泵循环系统(2)的回路管道上，所述海水淡化蒸发器(33)还分别与所述第一换热器(32)、所述海水过滤装置(31)和所述海水冷凝器(34)连接；
所述数据中心(1)的高温回水管(11)通过第一三通阀(12)分别与所述第一换热器(32)和所述热泵蒸发器(21)连接，所述第一换热器(32)通过第二三通阀(13)分别与所述热泵蒸发器(21)和所述数据中心(1)的低温供水管(14)连接；所述热泵蒸发器(21)与所述低温供水管(14)通过第一管道(15)连接；
所述海水冷凝器(34)与所述制冷机组系统(4)连接以使所述制冷机组系统(4)能供冷和供热。


2.如权利要求1所述的基于数据中心的海水淡化冷热联供系统，其特征在于：所述海水淡化蒸发器(33)包括满液式海水淡化蒸发器(331)和/或喷淋式海水淡化蒸发器(332)；
当所述海水淡化蒸发器(33)包括满液式海水淡化蒸发器(331)和所述喷淋式海水淡化蒸发器(332)时，所述海水过滤装置(31)、所述第一换热器(32)、所述满液式海水淡化蒸发器(331)和所述喷淋式海水淡化蒸发器(332)通过四通阀(35)连接；
当所述海水淡化蒸发器(33)为满液式海水淡化蒸发器(331)或者为喷淋式海水淡化蒸发器(332)时，所述海水过滤装置(31)、所述第一换热器(32)和所述海水淡化蒸发器(33)通过第三三通阀(36)连接。

【专利技术属性】
技术研发人员：苏文，左露洁，张幔，狄雨洋，陈镘羽，邓雅，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43