一種基于分布式能源的數據中心余熱回收利用系統及方法技術方案

本發明專利技術公開了一種基于分布式能源的數據中心余熱回收利用系統及方法，包括內燃機、煙氣熱水型溴化鋰機組、板式換熱器、數據中心、余熱回收器、光伏/風力發電系統、蓄電池組、第一加熱器、溫度指示器、第二加熱器、蓄熱水箱、第三加熱器和熱水型溴化鋰機組；該系統將數據中心分布式供能系統與數據中心余熱回收系統相結合，可有效回收燃氣分布式供能系統余熱、數據中心余熱資源，同時實現可再生能源與燃氣分布式供能系統想耦合，實現數據中心余熱回收再利用，提高分布式能源站綜合能源利用效率，有效降低數據中心供能成本，具有重要意義。

A waste heat recovery and utilization system and method of data center based on distributed energy

【技術實現步驟摘要】
一種基于分布式能源的數據中心余熱回收利用系統及方法
本專利技術屬于分布式能源領域，具體涉及一種基于分布式能源的數據中心余熱回收利用系統及方法。
技術介紹
數據中心是實現數據信息集中處理、存儲、傳輸等功能的服務平臺，具有用電密度高、用冷需求大、供能可靠性要求高等特點。受云計算、大數據、移動互聯網等信息化技術發展影響，數據中心的需求量也持續快速增長。目前，數據中心用電量占全社會用電量的2%左右，由于數據中心高耗能，北京、上海、深圳等一線城市或浙江、江蘇等發達省份嚴格控制數據中心建設規模，針對新建數據中心規模、電能利用效率（PUE）、可再生能源利用率等均有明確限定。通過為數據中心配套建設燃氣分布式能源供能系統，由燃氣分布式供能系統對數據中心進行冷電聯供，實現能源梯級利用及電力就地消納，從而降低數據中心PUE值，由此成為行業研究熱點。燃氣分布式供能系統排煙溫度一般為120~140℃，仍有部分余熱可以回收利用；數據中心冷卻過程中也有大量熱量被排放到室外，大量熱量無法得到利用。同時數據中心輔助區又需要消耗能源進行衛生熱水供應及冬季供暖，在此背景下，對數據中心分布式供能系統進行余熱回收，促進數據中心節能降耗具有非常重大的現實意義。
技術實現思路
本專利技術的目的在于針對數據中心供能系統，提供一種基于分布式能源的數據中心余熱回收利用系統及方法。該系統可以將數據中心分布式供能系統與數據中心余熱回收系統相結合，實現數據中心余熱回收再利用，同時提高分布式能源站綜合能源利用效率，降低數據中心供能成本。本專利技術解決上述問題所采用的技術方案是：一種基于分布式能源的數據中心余熱回收利用系統，其特征是，包括內燃機、煙氣熱水型溴化鋰機組、板式換熱器、數據中心、余熱回收器、光伏/風力發電系統、蓄電池組、第一加熱器、溫度指示器、第二加熱器、蓄熱水箱、第三加熱器和熱水型溴化鋰機組；所述內燃機的高溫煙氣出口通過煙氣管道與煙氣熱水型溴化鋰機組的高溫煙氣入口相連，所述內燃機的高溫缸套水出口通過熱水管道與煙氣熱水型溴化鋰機組的熱水入口相連，所述煙氣熱水型溴化鋰機組的熱水出口通過回水管道與內燃機的缸套水入口相連；所述煙氣熱水型溴化鋰機組的冷凍水出口通過冷凍水供水管道與板式換熱器的冷凍水入口相連，所述板式換熱器的冷凍水出口通過冷凍水回水管道與第一循環泵的入口相連，所述第一循環泵的出口與煙氣熱水型溴化鋰機組的冷凍水回水入口相連；所述板式換熱器的出水口與數據中心的空調水通道相連，所述數據中心的出水口與第二循環泵相連之后分成兩路，一路通過管道與板式換熱器的熱水入口相連，另一路通過管道與第一閥門的入口相連，所述第一閥門的出口與余熱回收器的熱水入口相連，所述余熱回收器的熱水出口與第一加熱器的熱水入口相連，所述余熱回收器的煙氣入口與煙氣熱水型溴化鋰機組的煙氣排放口相連。進一步的，所述光伏/風力發電系統與蓄電池組相連，所述蓄電池組與第一加熱器相連，所述溫度指示器與第一加熱器的出口相連，所述第二加熱器的入口與溫度指示器相連，所述第二加熱器的出口與蓄熱水箱的入口通過熱水管道相連，所述蓄熱水箱的出口分成兩路，一路為供熱管道，通向數據中心生活熱水供熱管道及冬季辦公采暖管道，另一路管道與第二閥門的入口相連，所述第二閥門的出口與第三加熱器的入口相連，所述第三加熱器的出口與熱水型溴化鋰機組的熱水入口相連，所述熱水型溴化鋰機組的熱水出口與蓄熱水箱的入口通過熱水管道相連。進一步的，所述熱水型溴化鋰機組的冷凍水出口與第三循環泵的入口相連，所述第三循環泵的出口與板式換熱器的冷水入口相連，所述熱水型溴化鋰機組的冷凍水回水入口與第一循環泵的出口相連。進一步的，所述光伏/風力發電系統為光伏發電系統和風力發電系統中的任一項，或者兩者同時存在；所述第三加熱器優先為熱泵系統。所述的基于分布式能源的數據中心余熱回收利用系統的工作方法，其特征是，過程如下：內燃機消耗天然氣產生電和熱，其中所發電力直接上網或對數據中心直供電，產生的高溫煙氣及缸套水分別通過管道進入煙氣熱水型溴化鋰機組作為其運行的驅動熱源，缸套水利用完之后通過管道回轉內燃機循環使用；煙氣熱水型溴化鋰機組產生冷凍水通過管道輸送到數據中心，數據中心通過板式換熱器對煙氣熱水型溴化鋰機組供應的冷凍水進行換熱，換熱之后的冷凍水以回水管道循環送回煙氣熱水型溴化鋰機組進行持續制冷，板式換熱器的另一側為數據中心用制冷水，供數據中心循環制冷；數據中心用制冷水在數據中心負荷側循環之后，制冷水回水一部分水量回轉至板式換熱器進行持續換熱，另一部分回水通過第一閥門進入余熱回收器以煙氣熱水型溴化鋰機組的排煙為熱源進行余熱回收，回收后的煙氣排空；光伏/風力發電系統所發電量通過蓄電池組進行存儲，通過余熱回收器后的數據中心的冷卻回水通過第一加熱器，使用蓄電池組的存儲電量為驅動進行加熱，加熱后的水通過溫度指示器后進入第二加熱器加熱至設定溫度，加熱后的水進入蓄熱水箱；數據中心全年具有生活熱水需求，冬季具有辦公采暖需求，蓄熱水箱內的熱水優先進行生活熱水及采暖供熱，多余部分通過第二閥門進入第三加熱器，對熱水進行進一步加熱后進入熱水型溴化鋰機組，作為熱水型溴化鋰機組的驅動熱源，第三加熱器以數據中心的冷卻用水回水作為低溫側輸入，低溫側輸出后作為數據中心的冷卻用水供水；熱水型溴化鋰機組使用后的熱水通過管道回轉至蓄熱水箱，熱水型溴化鋰機組產生的冷凍水出水進入冷凍水供水管道。本專利技術與現有技術相比，具有以下優點和效果：本專利技術所述的基于分布式能源的數據中心余熱回收利用系統及方法，該系統可以進一步挖掘利用分布式能源站尾部排煙的余熱，提高分布式能源站的綜合能源利用效率，同時挖掘利用數據中心自身熱量，實現數據中心節能降耗。附圖說明圖1是本專利技術實施例的結構示意圖。圖中：內燃機1、煙氣熱水型溴化鋰機組2、第一循環泵3、板式換熱器4、第二循環泵5、數據中心6、第一閥門7、余熱回收器8、光伏/風力發電系統9、蓄電池組10、第一加熱器11、溫度指示器12、第二加熱器13、蓄熱水箱14、第二閥門15、第三加熱器16、熱水型溴化鋰機組17、第三循環泵18。具體實施方式下面結合附圖并通過實施例對本專利技術作進一步的詳細說明，以下實施例是對本專利技術的解釋而本專利技術并不局限于以下實施例。參見圖1，本實施例中的基于分布式能源的數據中心余熱回收利用系統，包括內燃機1、煙氣熱水型溴化鋰機組2、板式換熱器4、數據中心6、余熱回收器8、光伏/風力發電系統9、蓄電池組10、第一加熱器11、溫度指示器12、第二加熱器13、蓄熱水箱14、第三加熱器16和熱水型溴化鋰機組17。內燃機1的高溫煙氣出口通過煙氣管道與煙氣熱水型溴化鋰機組2的高溫煙氣入口相連，內燃機1的高溫缸套水出口通過熱水管道與煙氣熱水型溴化鋰機組2的熱水入口相連，煙氣熱水型溴化鋰機組2的熱水出口通過回水管道與內燃機1的缸套水入口相連；煙氣熱水型溴化鋰機組2的冷凍水出口通過冷凍水供水管道與板式換熱器4的冷凍水入口相連，板式換熱器4的冷凍水出口通過冷凍水回水管道與第一循環泵3的入口相本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種基于分布式能源的數據中心余熱回收利用系統，其特征是，包括內燃機（1）、煙氣熱水型溴化鋰機組（2）、板式換熱器（4）、數據中心（6）、余熱回收器（8）、光伏/風力發電系統（9）、蓄電池組（10）、第一加熱器（11）、溫度指示器（12）、第二加熱器（13）、蓄熱水箱（14）、第三加熱器（16）和熱水型溴化鋰機組（17）；所述內燃機（1）的高溫煙氣出口通過煙氣管道與煙氣熱水型溴化鋰機組（2）的高溫煙氣入口相連，所述內燃機（1）的高溫缸套水出口通過熱水管道與煙氣熱水型溴化鋰機組（2）的熱水入口相連，所述煙氣熱水型溴化鋰機組（2）的熱水出口通過回水管道與內燃機（1）的缸套水入口相連；所述煙氣熱水型溴化鋰機組（2）的冷凍水出口通過冷凍水供水管道與板式換熱器（4）的冷凍水入口相連，所述板式換熱器（4）的冷凍水出口通過冷凍水回水管道與第一循環泵（3）的入口相連，所述第一循環泵（3）的出口與煙氣熱水型溴化鋰機組（2）的冷凍水回水入口相連；所述板式換熱器（4）的出水口與數據中心（6）的空調水通道相連，所述數據中心（6）的出水口與第二循環泵（5）相連之后分成兩路，一路通過管道與板式換熱器（4）的熱水入口相連，另一路通過管道與第一閥門（7）的入口相連，所述第一閥門（7）的出口與余熱回收器（8）的熱水入口相連，所述余熱回收器（8）的熱水出口與第一加熱器（11）的熱水入口相連，所述余熱回收器（8）的煙氣入口與煙氣熱水型溴化鋰機組（2）的煙氣排放口相連。/n...

【技術特征摘要】
1.一種基于分布式能源的數據中心余熱回收利用系統，其特征是，包括內燃機（1）、煙氣熱水型溴化鋰機組（2）、板式換熱器（4）、數據中心（6）、余熱回收器（8）、光伏/風力發電系統（9）、蓄電池組（10）、第一加熱器（11）、溫度指示器（12）、第二加熱器（13）、蓄熱水箱（14）、第三加熱器（16）和熱水型溴化鋰機組（17）；所述內燃機（1）的高溫煙氣出口通過煙氣管道與煙氣熱水型溴化鋰機組（2）的高溫煙氣入口相連，所述內燃機（1）的高溫缸套水出口通過熱水管道與煙氣熱水型溴化鋰機組（2）的熱水入口相連，所述煙氣熱水型溴化鋰機組（2）的熱水出口通過回水管道與內燃機（1）的缸套水入口相連；所述煙氣熱水型溴化鋰機組（2）的冷凍水出口通過冷凍水供水管道與板式換熱器（4）的冷凍水入口相連，所述板式換熱器（4）的冷凍水出口通過冷凍水回水管道與第一循環泵（3）的入口相連，所述第一循環泵（3）的出口與煙氣熱水型溴化鋰機組（2）的冷凍水回水入口相連；所述板式換熱器（4）的出水口與數據中心（6）的空調水通道相連，所述數據中心（6）的出水口與第二循環泵（5）相連之后分成兩路，一路通過管道與板式換熱器（4）的熱水入口相連，另一路通過管道與第一閥門（7）的入口相連，所述第一閥門（7）的出口與余熱回收器（8）的熱水入口相連，所述余熱回收器（8）的熱水出口與第一加熱器（11）的熱水入口相連，所述余熱回收器（8）的煙氣入口與煙氣熱水型溴化鋰機組（2）的煙氣排放口相連。


2.根據權利要求1所述的基于分布式能源的數據中心余熱回收利用系統，其特征是，所述光伏/風力發電系統（9）與蓄電池組（10）相連，所述蓄電池組（10）與第一加熱器（11）相連，所述溫度指示器（12）與第一加熱器（11）的出口相連，所述第二加熱器（13）的入口與溫度指示器（12）相連，所述第二加熱器（13）的出口與蓄熱水箱（14）的入口通過熱水管道相連，所述蓄熱水箱（14）的出口分成兩路，一路為供熱管道，通向數據中心生活熱水供熱管道及冬季辦公采暖管道，另一路管道與第二閥門（15）的入口相連，所述第二閥門（15）的出口與第三加熱器（16）的入口相連，所述第三加熱器（16）的出口與熱水型溴化鋰機組（17）的熱水入口相連，所述熱水型溴化鋰機組（17）的熱水出口與蓄熱水箱（14）的入口通過熱水管道相連。


3.根據權利要求1所述的基于分布式能源的數據中心余熱回收利用系統，其特征是，所...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王世朋，謝玉榮，趙大周，朱良君，周宇昊，
申請(專利權)人：華電電力科學研究院有限公司，
類型：發明
國別省市：浙江;33