數(shù)據(jù)中心的冷卻水余熱利用系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)中心的制冷技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種數(shù)據(jù)中心的冷卻水余熱利用系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著能源成本的不斷攀升以及人們對綠色環(huán)保的重視，數(shù)據(jù)中心節(jié)能需求越來越強(qiáng)烈，節(jié)能減排已成為數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施追求的目標(biāo)之一。在保證數(shù)據(jù)中心機(jī)房IT設(shè)備安全、高性能運行的前提下，綜合利用各種節(jié)能手段，提高數(shù)據(jù)中心的能源利用效率，降低數(shù)據(jù)中心的功率使用有效性(Power Usage Effectiveness，簡稱PUE)。
[0003]數(shù)據(jù)中心常年需要制冷，冷卻塔按照設(shè)定的冷卻水供水溫度，通過消耗電能降低冷卻水回水溫度，并將冷卻后的冷卻水提供給制冷系統(tǒng)以完成制冷。另外，在冬季，數(shù)據(jù)中心的新風(fēng)機(jī)組需消耗電能加熱室外新風(fēng)以滿足數(shù)據(jù)中心室內(nèi)環(huán)境需求。在數(shù)據(jù)中心中，制冷系統(tǒng)能耗占數(shù)據(jù)中心能耗的比例在40%左右，能源耗費嚴(yán)重，如何降低制冷系統(tǒng)能耗對于降低數(shù)據(jù)中心的PUE至關(guān)重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明的目的在于提出一種數(shù)據(jù)中心的冷卻水余熱利用系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過對冷卻水回水的余熱回用降低了數(shù)據(jù)中心中的冷卻塔的能耗，減少數(shù)據(jù)中心加熱設(shè)備的配置和能耗，提高數(shù)據(jù)中心的能源利用效率，降低了 PUE。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實施例的數(shù)據(jù)中心的冷卻水余熱利用系統(tǒng)，包括冷卻塔、冷水機(jī)組、第一閥門、第二閥門、第三閥門和用熱單元，其中:所述冷水機(jī)組的供水端與所述冷卻塔的回水端相連，所述冷水機(jī)組的回水端通過所述第一閥門與所述冷卻塔的供水端相連，所述冷卻塔用于在所述第一閥門處于開啟狀態(tài)，且所述第二閥門與所述第三閥門均處于關(guān)閉狀態(tài)時，根據(jù)設(shè)定的冷卻水供水溫度冷卻冷卻水回水；所述冷水機(jī)組的回水端通過所述第二閥門與所述用熱單元的供水端相連，所述用熱單元的回水端通過所述第三閥門與所述冷卻塔的供水端相連，所述用熱單元用于在所述第一閥門處于關(guān)閉狀態(tài)，且所述第二閥門與所述第三閥門均處于開啟狀態(tài)時，利用所述冷卻水回水的余熱。
[0006]本發(fā)明實施例的數(shù)據(jù)中心的冷卻水余熱利用系統(tǒng)，在第一閥門處于關(guān)閉狀態(tài)，且第二閥門與第三閥門均處于開啟狀態(tài)時，用熱單元可利用冷卻水回水的余熱進(jìn)行利用，該實施例通過對冷卻水回水的余熱回用降低了數(shù)據(jù)中心中的冷卻塔的能耗，減少數(shù)據(jù)中心加熱設(shè)備的配置和能耗，提高數(shù)據(jù)中心的能源利用效率，降低了 PUE。
【附圖說明】
[0007]圖1是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的數(shù)據(jù)中心的冷卻水余熱利用系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0008]圖2是數(shù)據(jù)中心的冷卻水余熱利用系統(tǒng)的示例圖。
【具體實施方式】
[0009]下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。
[0010]下面參考附圖描述本發(fā)明實施例的數(shù)據(jù)中心的冷卻水余熱利用系統(tǒng)。
[0011]圖1是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的數(shù)據(jù)中心的冷卻水余熱利用系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]如圖1所示，該數(shù)據(jù)中心的冷卻水余熱利用系統(tǒng)包括冷卻塔10、冷水機(jī)組20、第一閥門30、第二閥門40、第三閥門50和用熱單元60，其中:
[0013]冷水機(jī)組20的供水端與冷卻塔10的回水端相連，冷水機(jī)組20的回水端通過第一閥門30與冷卻塔10的供水端相連，冷卻塔10用于在第一閥門30處于開啟狀態(tài)，且第二閥門40與第三閥門50均處于關(guān)閉狀態(tài)時，根據(jù)設(shè)定的冷卻水供水溫度冷卻冷卻水回水。
[0014]冷水機(jī)組20的回水端通過第二閥門40與用熱單元60的供水端相連，用熱單元60的回水端通過第三閥門50與冷卻塔10的供水端相連，用熱單元用于在第一閥門30處于關(guān)閉狀態(tài)，且第二閥門40與第三閥門50均處于開啟狀態(tài)時，利用冷卻水回水的余熱。
[0015]在本發(fā)明的一個實施例中，在第一閥門處于關(guān)閉狀態(tài)，且第二閥門與第三閥門均處于開啟狀態(tài)時，上述冷卻塔10還可以用于:在用熱單元60輸出的冷卻水余熱回水的溫度沒有達(dá)到設(shè)定的冷卻水供水溫度時，冷卻冷卻水余熱回水，并將冷卻后的冷卻水余熱回水返回冷水機(jī)組20。
[0016]在本發(fā)明的一個實施例中，上述用熱單元60可以為新風(fēng)機(jī)組，新風(fēng)機(jī)組內(nèi)部設(shè)置有預(yù)熱盤管70，具體地，預(yù)熱盤管70用冷卻水回水的余熱對從室外引進(jìn)的新風(fēng)進(jìn)行預(yù)熱。
[0017]需要理解的是，新風(fēng)機(jī)組僅是用熱單元60的一個示例，上述用熱單元60還可以為其他可以利用冷卻水回水的余熱的其他用熱設(shè)備。例如，用熱單元60可以是用于加熱生活用水的換熱器，還可以是水環(huán)熱栗機(jī)組，即將冷卻水回水作為水環(huán)熱栗機(jī)組的水源。
[0018]為了可以更好地對從室外引進(jìn)的新風(fēng)進(jìn)行加熱，如圖2所示，可以在新風(fēng)機(jī)組內(nèi)部設(shè)置一個預(yù)熱盤管70和一個加熱盤管80。其中，加熱盤管80與預(yù)熱盤管70相連，加熱盤管80用于在預(yù)熱后的新風(fēng)的溫度未達(dá)到預(yù)設(shè)新風(fēng)溫度時，通過消耗電能對通過預(yù)熱盤管70預(yù)熱后的新風(fēng)進(jìn)行加熱，以使預(yù)熱后的新風(fēng)達(dá)到預(yù)設(shè)新風(fēng)溫度。
[0019]具體地，當(dāng)監(jiān)控到從室外引進(jìn)的新風(fēng)的溫度低于或者等于預(yù)設(shè)閾值時，關(guān)閉第一閥門30，開啟第二閥門40與第三閥門50，此時，從冷水機(jī)組20的回水端流出的冷卻水回水通過第二閥門40流向新風(fēng)機(jī)組中的預(yù)熱盤管70，為新風(fēng)進(jìn)行第一次加熱，然后再從預(yù)熱盤管70流出，并經(jīng)過第三閥門50返回。由此，通過冷卻水回水的熱量為新風(fēng)進(jìn)行預(yù)熱，新風(fēng)的溫度被預(yù)熱盤管70加熱的同時冷卻水回水溫度也得到降低，降低了新風(fēng)機(jī)組機(jī)械制熱的熱負(fù)荷，減少機(jī)房供熱機(jī)組容量，降低供熱機(jī)組運行能耗。
[0020]在預(yù)熱后的新風(fēng)的溫度未達(dá)到預(yù)設(shè)新風(fēng)溫度例如3°C時，新風(fēng)機(jī)組中的加熱盤管80通過消耗電能對通過預(yù)熱盤管70預(yù)熱后的新風(fēng)進(jìn)行加熱，以使預(yù)熱后的新風(fēng)達(dá)到預(yù)設(shè)新風(fēng)溫度例如3°C，在新風(fēng)機(jī)組中設(shè)置預(yù)熱盤管70和加熱盤管80，可降低單個熱盤管所承擔(dān)的熱負(fù)荷，避免單盤管能力過大，造成系統(tǒng)不穩(wěn)定。
[0021]其中，預(yù)設(shè)閾值是系統(tǒng)中預(yù)先設(shè)置的溫度閾值。
[0022]例如，假定預(yù)設(shè)閾值為-4°C，可通過溫度傳感器測量從室外引進(jìn)的新風(fēng)的溫度，在監(jiān)控到新風(fēng)的溫度為_5°C時，由于新風(fēng)的溫度低于預(yù)設(shè)閾值，此時，可關(guān)閉第一閥門30，開啟第二閥門40與第三閥門50，從冷水機(jī)組20的回水端流出的冷卻水回水流經(jīng)新風(fēng)機(jī)組的預(yù)熱盤管70，通過冷卻水回水的余熱為新風(fēng)進(jìn)行預(yù)熱，在預(yù)熱新風(fēng)的同時，流經(jīng)預(yù)熱盤管70的冷卻水回水的溫度也得到了降低，實現(xiàn)冷卻水水系統(tǒng)循環(huán)。
[0023]另外，在本發(fā)明的一個實施例中，當(dāng)監(jiān)控到從對室外引進(jìn)的新風(fēng)的溫度高于預(yù)設(shè)閾值時，可開啟第一閥門30，關(guān)閉第二閥門40與第三閥門50。即在用熱單元60不需要使用冷卻水回水的預(yù)熱時，可開啟第一閥門30，關(guān)閉第二閥門40與第三閥門50，此時，從冷水機(jī)組20的回水端流出的冷卻水回水經(jīng)過閥門組90(如圖2所示)流進(jìn)冷卻塔10，冷卻塔10將經(jīng)過閥門組90溫度較高的冷卻水回水(>10°C )降溫后，通過冷卻水循環(huán)水栗100加壓及冷卻水供水管路輸送至各冷水機(jī)組，實現(xiàn)制冷循環(huán)。
[0024]下面以圖2為例詳細(xì)說明數(shù)據(jù)中心的冷卻水余熱利用系統(tǒng)的工作過程。
[0025]在冬季，由于從室外引進(jìn)的新風(fēng)的溫度較低，為了避免新風(fēng)機(jī)組內(nèi)水盤管結(jié)凍以及為新風(fēng)進(jìn)行第一次加熱，此時，可關(guān)閉第一閥門30，開啟第二閥門40與第三閥門50。此時，從冷水機(jī)組20的回水端的冷卻水回水通過第二閥門40流進(jìn)新風(fēng)機(jī)組中的預(yù)熱盤管70，為新風(fēng)進(jìn)行第一次加熱，然后再從預(yù)熱盤管70流出，并經(jīng)過第三閥門50返回。
[0026]在監(jiān)控到從預(yù)熱盤管70流出的冷卻水余熱回水的溫度沒有達(dá)到設(shè)定的冷卻水供水溫度時，冷卻塔10通過消耗電能對冷卻水余熱回水進(jìn)行進(jìn)一步降溫后，通過冷卻水循環(huán)水栗100加壓及冷卻水供水管路輸送至各冷水機(jī)組20，實現(xiàn)制冷循環(huán)。由于經(jīng)過預(yù)熱盤管70的冷卻水回水的溫度得到了降低，因此，冷卻塔10運行能耗也得到了降低，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)中心的節(jié)能減排，進(jìn)而可減少數(shù)據(jù)中心購置供熱機(jī)組及敷設(shè)供