一种用于数据中心制冷的节能方案

技术领域

本发明专利涉及节能技术领域，尤其是一种以太阳能或工业生产余热为制冷装置驱动热源，以湿空气为散热介质的数据中心制冷节能方案。

背景技术

随着信息技术的快速发展，信息成为与能源、材料并列的人类社会发展三大支柱，作为信息资源集散的数据中心发展建设日益加快，机房单机柜功率密度不断上升，但其高能耗的问题未能得到很好解决。数据中心的能耗主要包括IT设备能耗、空调冷却系统能耗、电源系统能耗三部分，其中30%以上的能耗用于空调冷却系统，传统的空调冷却技术靠电力驱动，以冷空气冷却机柜，制冷换热效率较低，研发一种新型节能冷却方案显得愈加重要。

发明内容

本发明改变了传统依靠电力制冷的现状，提出一种以太阳能或工业生产余热驱动制冷装置制冷，以湿空气进行散热的数据中心节能高效制冷方案。

本发明为解决其技术问题采用以下技术方案：

一种用于数据中心制冷的节能方案，其特征在于，包括：

机房、热收集/转化装置、制冷装置、加湿装置、除湿装置、送排风装置、补液器和引流设备，其中热收集/转化装置、制冷装置构成热源流路，补液器、引流设备、制冷装置、加湿装置构成冷却液流路，送排风装置、除湿装置、制冷装置、机房构成冷却气流路。

热源流路中热收集/转化装置、制冷装置通过管道连接，构成循环回路，热收集/转化装置通过储热介质为制冷装置提供驱动所需能量。

冷却液流路中补液器、引流设备、制冷装置、加湿装置依次连通，形成一个闭环，冷却液沿此闭环流动。

冷却气流路中送风装置、除湿装置、制冷装置、机房、排风装置依次连通，冷却气沿此方向流动。

热收集/转化装置的热源包括但不限于太阳能光热、工业生产余热等。

制冷装置为吸收式制冷机，内部发生器吸收来自热收集/转化装置的热量，蒸发器给冷却气和回流冷却水降温。

加湿装置为喷淋雾化加湿，雾化液滴与冷却气混合，加湿装置设于制冷装置与机房间的冷却气管路上，包括加压设备、喷头、加湿腔、集液部件。

加湿装置的加压设备为流体泵。

加湿腔顶部连接喷头，底部为集液部件，其中一对对立侧壁分别与机房和制冷装置连通。

集液部件为汇集未充分雾化液滴的槽、斜平板等结构。

除湿装置用于降低冷却气湿度，可以为压缩除湿、吸附除湿等形式。

送排风装置为风机或泵。

补液器为能盛装液体的容器，与引流设备、集液部件、外部水源连通。

引流设备为能使液体加压流动的装置。

本发明的有益效果是以太阳能或工业生产余热驱动制冷装置制冷，可节约大量能源，节能环保；以湿空气进行散热，换热效率高，减少散热冷却气量，降低送排风装置能耗。

附图说明

图1为本发明实施例提供的用于数据中心制冷的节能方案系统结构示意图。

图中包括机房1、机柜2、太阳能集热器3、制冷机4、喷淋头5、除湿器6、风机7、泵8、收集槽9、泵10、机房立壁11与12、送气风扇13、排气风扇14、冷空气室15、通风孔16、补液器17、发生器入口41、发生器出口42、蒸发器出口43与44、蒸发器入口45与46。

具体实施方式

为更好地理解本发明，下面结合附图解释其具体实施方式。

一种用于数据中心制冷的节能方案，如图1所示，其包括机房1、机柜2、太阳能集热器3、制冷机4、喷淋头5、除湿器6、风机7、流体泵8、集液槽9、流体泵10、机房侧壁11与12、送气风扇13、排气风扇14、冷空气室15、通风孔16、补液器17、发生器入口41、发生器出口42、蒸发器出口43与44、蒸发器入口45与46。

机房1用于放置机柜2，对立侧壁11和12开有通风孔16，通风孔16内安装有送气风扇13和排气风扇14。

所述热收集/转化装置选用太阳能集热器3，太阳能集热器3将储热介质升温，高温储热介质从发生器入口41流入，换热完成后温度降低，低温储热介质从发生器出口42流出，回到太阳能集热器3，此构成所述热源流路。

风机7从环境抽取空气送入除湿器6，将空气相对湿度降低，然后干空气从蒸发器入口46流进制冷机，制冷机将空气温度降低，低温干空气从蒸发器出口44流出，沿管路进入冷空气室15，由喷淋头5对低温干空气进行加湿，送气风扇13将低温湿空气引入机房1内对机柜2进行散热，排气风扇将换热后的空气引出机房4外，此构成所述冷却气流路。

外部水源给补液器17补充水，流体泵8将水从补液器17抽出，经蒸发器入口45泵入制冷机4，冷却水降温以后从蒸发器出口43流入加湿装置流体泵10，加压后经喷头5喷出雾化，在加湿腔15中与冷却气混合，凝结的液滴坠入下方的集液槽9，然后流回补液器17，此构成冷却液流路。

考虑到集热效率与集热温度，本实施例中使用的太阳能集热器3优先选用槽式集热器，储热介质为导热油。槽式太阳能集热器能够使储热介质获得比较高的温度，增大制冷机4内发生器的换热温差，提高换热热流密度，满足制冷机能耗需求。储热介质管路外包裹保温材料，减少流程中损失掉的热量。

制冷机4选用溴化锂吸收式制冷机，能够制取7~10℃冷却水，。根据热源温度可选择吸收式制冷机类型，当储热介质的温度能达到150℃以上，优先选用双效式吸收制冷机，储热介质温度较低时，选用单效式吸收制冷机。制冷机内蒸发器同时给冷却气和冷却水降温，需要分别设置冷却水和冷却气的换热管路，二者彼此分离。

上述具体实施例描述了本发明的技术原理，这些描述只是为了解释系统原理，实施方式并不受上述实施例的限制，任何未背离发明技术原理条件下进行的改变、修饰、替代、组合、简化等实施方式都将落入在本发明的保护范围之内。