一种地热能与数据中心余热回收耦合的供能系统技术方案

技术编号:40225361 阅读:12 留言:0更新日期:2024-02-02 22:29
本技术公开了一种地热能与数据中心余热回收耦合的供能系统,其中:浅层地热井通过第一热泵机组为园区热用户供能;数据中心通过第二热泵机组为园区热用户供能;数据中心通过第二热泵机组独立散热、通过换热器独立散热或通过第二热泵机组与换热器的串联联合散热;换热器通过空冷塔实现冷却、通过浅层地热井实现冷却,或者通过空冷塔和浅层地热井的并联实现联合冷却。本技术的系统相比于传统数据中心供能系统设计或者自然冷却系统设计,节约了大量的低品位余热,从园区整体上节约了能源,降低了碳排放量。本技术采用数据中心余热供热,在数据中心PUE核算时可以核减,达到降低数据中心PUE值的目的。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于热能,涉及热能回收,具体涉及一种地热能与数据中心余热回收耦合的供能系统


技术介绍

1、近年来,随着信息技术及互联网技术的快速进步,作为信息技术硬件支撑的数据中心项目也得到了快速的发展,例如在金融领域、互联网及通讯等领域、甚至一些工业企业都已经建设并拥有自己的数据中心。

2、数据中心作为互联网的大脑和心脏,其运行过程中消耗着大量的电能。同时数据中里的it设备在工作过程中,也同时产生着大量的热,为了使it设备能够在一个相对适宜的温湿度区间工作,数据中心需要配备空调制冷设备对机房内温湿度进行调节。空调制冷设备的引入,也进一步增加了数据中心的电耗,这也是导致数据中心pue(即power usageeffectiveness)较高的主要原因。因此在提升it设备硬件性能、降低设备功耗的同时,实现对数据中心余热的回收利用,是降低数据中心pue的关键途径。

3、同时地热能,尤其是浅层地热能,一般指地下常温层以下至200m左右的地温资源,以其分布广泛、储量大、清洁可再生、温度常年相对稳定等特点,在园区供冷和制热领域得到了快速的发展。

4、目前,热能回收过程中面临以下技术问题:

5、第一,系统耦合度低:目前数据中心及其配套园区或周边园区,供暖系统较为独立。一方面数据中心大量低品位余热被排放到空气中,造成能源浪费。同时园区配套及周边建筑,在冬季供热又需要通过其他系统消耗能源进行供热,导致园区总体能源消耗增加。

6、第二,系统稳定性低:部分项目采用余热回收工艺,但是当外界条件或者用户负荷变化后,系统响应及调节能力较低,进一步会影响到数据中心供冷参数的稳定性,这也是大多数数据中心未采用余热回用的原因之一。

7、第三,系统效率较低:数据中心无论采用的是风冷热泵还是水冷热泵,在夏季制冷时,随着外界环境温度的升高,系统的制冷能耗也将提升,系统效率会降低。


技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足,本技术的目的在于,提供一种地热能与数据中心余热回收耦合的供能系统,解决现有技术中的热能回收系统难以兼顾耦合度、稳定系和效率的技术问题。

2、为了解决上述技术问题,本技术采用如下技术方案予以实现:

3、一种地热能与数据中心余热回收耦合的供能系统,包括数据中心,数据中心中的机架内的设备通过数据中心中的精密空调提供冷量降温,还包括浅层地热井。

4、所述的浅层地热井的一端通过循环泵与第二三通阀的第一端相连,第二三通阀的第二端与第一热泵机组中的第一蒸发器的一端相连,第一蒸发器的另一端与第一三通阀的第一端相连,第一三通阀的第二端与浅层地热井的另一端相连。

5、所述的第一热泵机组中的第一蒸发器和第一冷凝器之间进行热交换,第一冷凝器的一端与第三三通阀的第一端相连,第三三通阀的第二端通过第一阀门与园区热用户的一端相连;园区热用户的另一端依次通过第一水泵、第二阀门与第四三通阀的第一端相连,第四三通阀的第二端与第一冷凝器的另一端相连。

6、所述的精密空调的一端依次通过第三水泵和第六阀门与第二热泵机组中的第二蒸发器的一端相连,第二蒸发器的另一端通过第三阀门与精密空调的另一端相连。

7、所述的第二热泵机组中的第二蒸发器和第二冷凝器之间进行热交换,第二冷凝器的一端通过第一阀门与园区热用户的一端相连,园区热用户的另一端依次通过第一水泵和第二阀门与第二冷凝器的另一端相连。

8、本技术还具有如下技术特征:

9、进一步地,所述的精密空调的一端还依次通过第三水泵和第五阀门直接与换热器的高温侧的一端相连,所述的第二蒸发器的另一端也通过第四阀门与换热器的高温侧的一端相连,换热器的高温侧的另一端直接与精密空调的另一端相连。

10、所述的换热器的低温侧的一端通过第二水泵与空冷塔的一端相连,空冷塔的另一端直接与换热器的低温侧的另一端相连。

11、更进一步地,所述的换热器的低温侧的一端还通过第一电动阀与第三三通阀的第二端相连,第三三通阀的第三端与所述的第一三通阀的第三端相连;所述的第二三通阀的第三端与第四三通阀的第三端相连,第四三通阀的第二端通过第二电动阀与所述的换热器的低温侧的另一端相连。

12、本技术与现有技术相比,具有如下技术效果:

13、(ⅰ)本技术将数据中心余热回收用于园区供热,属于清洁供能
,该系统相比于传统数据中心供能系统设计或者自然冷却系统设计,节约了大量的低品位余热,从园区整体上节约了能源,降低了碳排放量。

14、(ⅱ)本技术采用数据中心余热供热,在数据中心pue核算时可以核减,达到降低数据中心pue值的目的。

15、(ⅲ)本技术将数据中心余热与地热能进行耦合,属于清洁高效供能方式,尤其是在夏季供冷时,浅层地热能相对稳定,而且相比于空气能制冷能效更高,提供同样的冷量,相对与常规解决方案能耗更低。

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【技术保护点】

1.一种地热能与数据中心余热回收耦合的供能系统,包括数据中心(17),数据中心(17)中的机架(17.1)内的设备通过数据中心(17)中的精密空调(17.2)提供冷量降温,其特征在于,还包括浅层地热井(1);

2.如权利要求1所述的地热能与数据中心余热回收耦合的供能系统,其特征在于,所述的精密空调(17.2)的一端还依次通过第三水泵(22)和第五阀门(20)直接与换热器(16)的高温侧的一端相连,所述的第二蒸发器(23.1)的另一端也通过第四阀门(19)与换热器(16)的高温侧的一端相连,换热器(16)的高温侧的另一端直接与精密空调(17.2)的另一端相连;

3.如权利要求2所述的地热能与数据中心余热回收耦合的供能系统,其特征在于,所述的换热器(16)的低温侧的一端还通过第一电动阀(12)与第三三通阀(6)的第二端相连,第三三通阀(6)的第三端与所述的第一三通阀(3)的第三端相连;所述的第二三通阀(4)的第三端与第四三通阀(7)的第三端相连,第四三通阀(7)的第二端通过第二电动阀(13)与所述的换热器(16)的低温侧的另一端相连。

【技术特征摘要】

1.一种地热能与数据中心余热回收耦合的供能系统,包括数据中心(17),数据中心(17)中的机架(17.1)内的设备通过数据中心(17)中的精密空调(17.2)提供冷量降温,其特征在于,还包括浅层地热井(1);

2.如权利要求1所述的地热能与数据中心余热回收耦合的供能系统,其特征在于,所述的精密空调(17.2)的一端还依次通过第三水泵(22)和第五阀门(20)直接与换热器(16)的高温侧的一端相连,所述的第二蒸发器(23.1)的另一端也通过第四阀门(19)与换热器(16...

【专利技术属性】
技术研发人员:曹龙谢永康华楠周向民尚敏青
申请(专利权)人:陕西鼓风机集团有限公司
类型:新型
国别省市:

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