余热回收系统及数据中心

技术领域

本发明涉及热回收技术领域，更具体地，本发明涉及一种余热回收系统及数据中心。

背景技术

近年来，随着5G移动通信、互联网、云计算、大数据、物联网、AR/VR、人工智能等新型技术的快速发展，数据中心作为能源使用规模较大的用户，其在运行过程中会产生较多的热量，而热量的聚集会影响数据中心的运行效率。数据中心内的服务器在运行过程中会产生大量热量，通常通过空调冷却的方式将这些热量带至室外环境。

常用的冷却包括水冷系统、间接蒸发冷却系统、液冷系统、磁悬浮相变多联系统和风冷直膨系统等。目前数据中心若采用余热回收技术，主要仍然以水冷及液冷系统的余热回收为主，或者通过压缩机排气的冷凝热回收。

对于间接蒸发冷却系统，由于压缩机处于换热芯体之后，导致冷凝热回收效率过低，且系统控制切换复杂，因此针对间接蒸发冷却系统的余热回收一直没有可落地的解决方案和成熟技术，因此急需有成熟的解决方案来解决借鉴蒸发冷却系统产生的大量余热浪费的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种余热回收系统及数据中心的新技术方案。

根据本发明的一个方面，提供了一种余热回收系统。

所述余热回收系统包括：

冷源，所述冷源具有第一出风口和第一回风口；

机房，所述机房包括第一区域和第二区域，所述第一区域位于所述第二区域的上方，所述第一区域与所述第二区域连通，所述第二区域与所述第一出风口连通，以使所述冷源能够对所述第二区域内的服务器进行吹风降温；

在所述第一区域内还设置有换热器，所述换热器与所述第一回风口连通，所述换热器具有进口和出口；

回收组件，所述进口和所述出口均与所述回收组件管路相连，所述回收组件与所述进口之间、所述回收组件与所述出口之间均流通有工质，所述回收组件用于对所述机房的热量进行回收。

可选地，所述回收组件包括压缩机、冷凝器和储热器，所述换热器的所述出口与所述压缩机管路相连，所述换热器的所述进口与所述冷凝器管路相连，所述储热器与所述冷凝器相连。

可选地，所述储热器为蓄热罐，所述冷凝器位于所述蓄热罐内，所述蓄热罐内流通有液体。

可选地，其特征在于，所述换热器为微通道换热器，所述微通道换热器与所述回收组件管路相连。

可选地，还包括风机，所述风机设置于所述微通道换热器的进口侧。

可选地，所述回收组件包括水源热泵机组、第一水泵和储热器，所述水源热泵机组包括蒸发器和冷凝器，所述换热器的所述出口与所述第一水泵管路相连，所述换热器的所述进口与所述蒸发器管路相连，所述储热器与所述冷凝器管路相连。

可选地，所述储热器为蓄热罐，所述回收组件还包括第二水泵，所述蓄热罐的进口与所述冷凝器的出口管路相连，所述第二水泵连接于所述蓄热罐的出口和所述冷凝器的进口之间，所述蓄热罐内流通有液体。

可选地，所述换热器为管式换热器，所述管式换热器与所述回收组件管路相连。

可选地，所述机房包括吊顶和隔墙，所述吊顶将所述机房划分为所述第一区域和所述第二区域，所述隔墙位于所述第一区域内，所述隔墙将所述第一区域划分为回风区和热回收区，所述换热器位于所述热回收区内。

可选地，在所述隔墙上设置有第二出风口，所述换热器的一端与所述第二出风口连通，所述换热器的另一端朝向所述第一回风口。

可选地，在所述隔墙上还设置有电动阀门，所述电动阀门与所述第二出风口错位，且所述电动阀门的开闭状态与所述第二出风口的开闭状态相反。

根据本发明的再一个方面，提供了一种数据中心，所述数据中心包括上述的余热回收系统。

本发明的一个技术效果在于，所述余热回收系统包括冷源、机房和回收组件，所述机房包括第一区域和第二区域，在所述第一区域内还设置有换热器，所述换热器与所述第一回风口连通，所述换热器具有进口和出口；

所述进口和所述出口均与所述回收组件管路相连，所述回收组件与所述进口之间、所述回收组件与所述出口之间均流通有工质，以能够利用回收组件和换热器的配合以对机房产生的热量进行回收再利用，从而避免能量浪费，提高了应用该余热回收系统的数据中心的能源利用率。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

构成说明书的一部分的附图描述了本发明的实施例，并且连同说明书一起用于解释本发明的原理。

图1是本发明实施例的一种余热回收系统的一个示意图；

图2是本发明实施例的另一种余热回收系统的一个示意图；

图3是本发明实施例的一种机房的一个示意图。

附图标记说明：

1、冷源；11、第一出风口；12、第一回风口；2、机房；21、第一区域；22、第二区域；23、换热器；24、吊顶；25、隔墙；251、第二出风口；252、电动阀门；3、回收组件；31、压缩机；32、冷凝器；33、储热器；34、水源热泵机组；35、第一水泵；36、第二水泵；4、风机。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

本发明提供了一种余热回收系统，该余热回收系统可以用于数据中心中，能够在数据中心的制冷过程中对产生的热量进行回收利用，以避免能量浪费，提高了应用该余热回收系统的数据中心的能量利用率。

如图1和图2所示，本发明实施例提供的余热回收系统包括：

冷源1，所述冷源1具有第一出风口11和第一回风口12；

机房2，所述机房2包括第一区域21和第二区域22，所述第一区域21位于所述第二区域22的上方，所述第一区域21与所述第二区域22连通，所述第二区域22与所述第一出风口11连通，以使所述冷源1能够对所述第二区域22内的服务器进行吹风降温；

在所述第一区域21内还设置有换热器23，所述换热器23与所述第一回风口12连通，所述换热器23具有进口和出口；

回收组件3，所述进口和所述出口均与所述回收组件3管路相连，所述回收组件3与所述进口之间、所述回收组件3与所述出口之间均流通有工质，所述回收组件3用于对所述机房2的热量进行回收。

如图1和图2所示，冷源1用于对机房2内的服务器进行吹风制冷，以调整机房2的工作温度，保证机房2内的服务器能够正常工作。具体地，冷源1具有第一出风口11和第一回风口12，冷源1能够通过第一出风口11向机房2内的服务器进行吹风降温，而热交换后的空气能够通过第一回风口12再流回至冷源1内，从而能够实现空气的循环。

如图1和图2所示，本发明实施例设置机房2可以包括第一区域21和第二区域22，也即机房2可以由两个区域组成。其中，第一区域21位于第二区域22的上方，也即第一区域21在上，第二区域22在下，第一区域21和第二区域22叠设。且，第一区域21与第二区域22连通，第二区域22与第一出风口11连通，使得冷源1能够通过第一出风口11对第二区域22内的服务器进行吹风降温，也即进行热交换，而与服务器进行热交换之后的热空气能够上升并从第一区域21流回至冷源1内。

如图1和图2所示，本发明实施例设置在第一区域21内还设置有换热器23，换热器23内流通有工质，例如氟利昂、水等，换热器23用于与第一区域21内的热空气进行热交换。换热器23与第一回风口12连通，使得经过热交换后的空气能够通过第一回风口12再流回至冷源1内，从而能够实现空气的循环。其中，换热器23的数量可以为多个，多个换热器23并联布置，能够提高换热效果。

如图1和图2所示，本发明实施例设置该余热回收系统还包括回收组件3，回收组件3能够和换热器23配合以对机房2产生的热量进行回收再利用。例如，可以利用该热量进行暖气供应或者热水供应，能够避免能量浪费，提高了应用该余热回收系统的数据中心的能源利用率，也利用响应可持续发展目标。其中，可以结合电价和需求调整回收组件3的工作状态，以提高该余热回收系统的经济适应能力。

另外，该余热回收系统中的回收组件3也能够作为数据中心的备用冷源，能够与冷源1替换使用，也提高了应用该余热回收系统的数据中心的制冷可靠性和稳定性。

具体地，换热器23的进口和换热器23出口均与回收组件3管路相连，回收组件3与换热器23进口之间、回收组件3与换热器23出口之间均流通有工质，使得工质能够在回收组件3与换热器23之间循环，便于回收组件3对换热器23的热量进行持续回收，提高了该余热回收系统的回收稳定性。

可选地，所述回收组件3包括压缩机31、冷凝器32和储热器33，所述换热器23的所述出口与所述压缩机31管路相连，所述换热器23的所述进口与所述冷凝器32管路相连，所述储热器33与所述冷凝器32相连。

如图1所示，本发明实施例设置回收组件3可以包括压缩机31、冷凝器32和储热器33，利用压缩机31、冷凝器32和储热器33能够对换热器23的热量进行持续回收，提高了该余热回收系统的回收稳定性和回收效率。其中，压缩机31可以为磁悬浮压缩机，采用无油磁悬浮压缩机能够实现节能的目的。将多个蒸发器分布在不同的余热回收房间内，能够实现分布多联方式热回收的目的。每个余热热回收房间内的换热器23，多以微通道形式为主，也提高了换热器23的换热效率，并能够降低温度分层。

具体地，换热器23的出口与压缩机31管路相连，换热器23的进口与冷凝器32管路相连，储热器33与冷凝器32相连。工质能够从换热器23的出口通过管路流过压缩机31至冷凝器32，并在冷凝器32内进行冷凝降温，降温后的工质再通过管路流回至换热器23的进口，从而能够构成工质的循环。

其中，工质在冷凝器32内冷凝过程中释放的热量能够传递至相连的储热器33，可以通过储热器33对这些热量进行利用，例如进行暖气供应或者热水供应，能够避免能量浪费，提高了数据中心的能源利用率。

可选地，所述储热器33为蓄热罐，所述冷凝器32位于所述蓄热罐内，所述蓄热罐内流通有液体。

具体地，本发明实施例设置储热器33可以为蓄热罐，冷凝器32位于蓄热罐内，且蓄热罐内流通有液体，工质在冷凝器32内冷凝过程中释放的热量能够将蓄热罐内的液体加热，这些加热后的液体可作为采暖或者供水使用，从而能够避免能量浪费，提高了数据中心的能源利用率。

可选地，所述换热器23为微通道换热器，所述微通道换热器与所述回收组件3管路相连。

具体地，本发明实施例设置换热器23为微通道换热器，微通道换热器的设置能够提高换热器23的换热能量，且降低换热器23的能耗。将微通道换热器与回收组件3管路相连，以能够利用微通道换热器与和回收组件3对机房2产生的热量进行回收再利用。另外，微通道换热器是设置也提高了换热器23的换热效率，并能够降低温度分层。

可选地，还包括风机4，所述风机4设置于所述微通道换热器的进口侧。

如图1所示，本发明实施例将风机4设置于微通道换热器的进口侧，使得风机4能够与微通道换热器共同形成风墙，从而能够提高换热器23处空气的对流效率，也提高了换热器23的换热效果。

可选地，所述回收组件3包括水源热泵机组34、第一水泵35和储热器33，所述水源热泵机组34包括蒸发器和冷凝器，所述换热器23的所述出口与所述第一水泵35管路相连，所述换热器23的所述进口与所述蒸发器管路相连，所述储热器33与所述冷凝器管路相连。

如图2所示，本发明实施例设置回收组件3还可以包括水源热泵机组34、第一水泵35和储热器33，利用水源热泵机组34、第一水泵35和储热器33能够对换热器23的热量进行持续回收，提高了该余热回收系统的回收稳定性，也便于适应较远距离的热量利用需求。

具体地，水源热泵机组34包括蒸发器和冷凝器，换热器23的出口与第一水泵35管路相连，换热器23的进口与蒸发器管路相连，储热器33与冷凝器管路相连。工质能够从换热器23的出口通过管路流过第一水泵35至水源热泵机组34内的冷凝器，并在冷凝器内进行冷凝降温，降温后的工质再经过蒸发器蒸发并流回至换热器23的进口，从而能够构成工质的循环。

另外，设置水源热泵机组34包括蒸发器和冷凝器，也即水源热泵机组34为集成式设计，也能够降低该余热回收系统的整体尺寸，便于应用该余热回收系统的数据中心的小型化发展。

其中，工质在水源热泵机组34内的冷凝器32冷凝过程中释放的热量能够传递至相连的储热器33，可以通过储热器33对这些热量进行利用，例如进行暖气供应或者热水供应，能够避免能量浪费，提高了数据中心的能源利用率。

可选地，所述储热器33为蓄热罐，所述回收组件3还包括第二水泵36，所述蓄热罐的进口与所述冷凝器的出口管路相连，所述第二水泵36连接于所述蓄热罐的出口和所述冷凝器的进口之间，所述蓄热罐内流通有液体。

如图2所示，本发明实施例设置储热器33可以为蓄热罐，回收组件3还包括第二水泵36，蓄热罐的进口与冷凝器的出口管路相连，第二水泵36连接于蓄热罐的出口和冷凝器的进口之间，且所述蓄热罐内流通有液体，能够利用第二水泵36驱动工质在蓄热罐和冷凝器之间流动。工质在水源热泵机组34的冷凝器内冷凝过程中释放的热量能够通过管路传递至蓄热罐，并将蓄热罐内的液体加热，这些加热后的液体可作为采暖或者供水使用，从而能够避免能量浪费，提高了数据中心的能源利用率。

可选地，所述换热器23为管式换热器，所述管式换热器与所述回收组件3管路相连。

具体地，本发明实施例设置换热器23可以为管式换热器，其中流动的工质可以为冷却水。将管式换热器与回收组件3管路相连，以能够利用管式换热器与和回收组件3对机房2产生的热量进行回收再利用。

可选地，所述机房2包括吊顶24和隔墙25，所述吊顶24将所述机房2划分为所述第一区域21和所述第二区域22，所述隔墙25位于所述第一区域21内，所述隔墙25将所述第一区域21划分为回风区和热回收区，所述换热器23位于所述热回收区内。

如图1至图3所示，本发明实施例设置机房2可以包括吊顶24和隔墙25，吊顶24将机房2划分为叠设的第一区域21和第二区域22，便于第二区域22内与服务器进行热交换之后的热空气能够穿过吊顶24上升至第一区域21再流回冷源1，从而能够实现空气的循环。

隔墙25位于第一区域21内，利用隔墙25能够将第一区域21划分为回风区和热回收区，换热器23位于热回收区内，通过管路布置能够将换热器23与回收组件3相连，便于换热器23和回收组件3配合并对机房2产生的热量进行回收再利用，也便于管路的布置。

另外，设置换热器23位于热回收区内，也便于换热器23的维修与更换，降低了换热器23的维修与更换对机房2的安全运行造成影响，也提高了该余热回收系统的可靠性和安全性。

此外，设置吊顶24还能够使得第一区域21与第二区域22相互独立，能够将第一区域21内的管路与第二区域22内的管路在空间上隔离，避免第一区域21内的管路漏水对第二区域22内的服务器造成影响，保证了服务器的安全运行，同时也便于在第一区域21内对管路进行维修等操作，提高了该余热回收系统的可靠性和安全性。

可选地，在所述隔墙25上设置有第二出风口251，所述换热器23的一端与所述第二出风口251连通，所述换热器23的另一端朝向所述第一回风口12。

如图1和图2所示，本发明实施例在隔墙25上设置有第二出风口251，换热器23的一端与第二出风口251连通，换热器23的另一端朝向第一回风口12，使得第二区域22内与服务器进行热交换之后的热空气能够穿过吊顶24上升至第一区域21，并通过隔墙25上的第二出风口251流至换热器23以进行热交换，而热交换后的空气能够通过墙上的洞口和第一回风口12再流回冷源1。其中，可以在换热器23与第二出风口251之间设置回风管路，以便于空气的流通。

可选地，在所述隔墙25上还设置有电动阀门252，所述电动阀门252与所述第二出风口251错位，且所述电动阀门252的开闭状态与所述第二出风口251的开闭状态相反。

如图1和图2所示，本发明实施例在隔墙25上还设置有电动阀门252，电动阀门252可以为电子膨胀阀、电磁阀等。电动阀门252与第二出风口251在隔墙25上错位设置，且电动阀门252的开闭状态与第二出风口251的开闭状态相反。

具体地，在第二出风口251关闭也即换热器23不工作时，电动阀门252开启，能够保证回风通过电动阀门252直接流回冷源1，降低了余热回收系统内的换热器23的风阻影响，从而能够保证冷源1的正常制冷工作，也提高了应用该余热回收系统的数据中心的制冷能力。而在第二出风口251开启也即换热器23工作时，电动阀门252关闭，能够避免回风通过电动阀门252直接流回冷源1，保证余热回收系统内的换热器23的进风量，从而能够保证储热器33对机房2工作过程中产生的热量进行回收。

本发明还提供了一种数据中心，所述数据中心包括上述的余热回收系统，所述数据中心应当具备上述余热回收系统所能够产生的技术效果。

上文实施例中重点描述的是各个实施例之间的不同，各个实施例之间不同的优化特征只要不矛盾，均可以组合形成更优的实施例，考虑到行文简洁，在此则不再赘述。

虽然已经通过示例对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。