本發(fā)明涉及節(jié)能技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于對(duì)數(shù)據(jù)中心的余熱回收的技術(shù)。

背景技術(shù)：

目前，大多數(shù)數(shù)據(jù)中心產(chǎn)生的熱量都是通過(guò)空調(diào)循環(huán)系統(tǒng)釋放到室外大氣，會(huì)對(duì)大氣環(huán)境造成污染?；蛘?，通過(guò)空調(diào)循環(huán)水系統(tǒng)間接完成對(duì)數(shù)據(jù)中心的余熱回收。

對(duì)于直接將數(shù)據(jù)中心的廢熱排放到大氣中的情形，一是對(duì)于大氣環(huán)境的污染，二是對(duì)于環(huán)境資源的浪費(fèi)，三是不符合當(dāng)前國(guó)家提倡的節(jié)能環(huán)保的理念。

對(duì)于間接通過(guò)空調(diào)循環(huán)水系統(tǒng)完成余熱回收的情形，從節(jié)能改造角度來(lái)講，對(duì)現(xiàn)有空調(diào)循環(huán)水系統(tǒng)的環(huán)境穩(wěn)定性造成破壞，而且對(duì)于有些項(xiàng)目制冷系統(tǒng)冗余配置不足的數(shù)據(jù)中心來(lái)講，此技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)性較大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種用于對(duì)數(shù)據(jù)中心的余熱回收的系統(tǒng)與方法。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種數(shù)據(jù)中心的余熱回收系統(tǒng)，其中，所述數(shù)據(jù)中心布置有封閉的熱通道；

其中，該系統(tǒng)包括：

多個(gè)微通道蒸發(fā)換熱器，被布置于所述熱通道內(nèi)的上方區(qū)域，其中每個(gè)微通道蒸發(fā)換熱器包括一個(gè)液體制冷劑的入口和一個(gè)氣體制冷劑的出口，以使得液體制冷劑進(jìn)入所述微通道蒸發(fā)換熱器并吸收所述熱通道內(nèi)的熱量后蒸發(fā)為氣體制冷劑排出；

壓縮機(jī)，用于對(duì)氣體制冷劑進(jìn)行壓縮，以使得高溫的氣體制冷劑變成高溫高壓的氣體制冷器；

冷凝器，與外部循環(huán)水系統(tǒng)相連通，以使得所述高溫高壓的氣體制冷劑在所述冷凝器中釋放熱量后重新液化為高溫高壓的液體制冷劑，所釋放的熱量被所述外部循環(huán)水系統(tǒng)吸收；

節(jié)流閥，用于對(duì)所述高溫高壓的液體制冷劑降溫降壓；

制冷劑泵，用于將液體制冷劑送入所述微通道蒸發(fā)換熱器。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，還提供了一種數(shù)據(jù)中心的余熱回收方法，其中，所述數(shù)據(jù)中心布置有封閉的熱通道，所述熱通道內(nèi)的上方區(qū)域中布置有多個(gè)微通道蒸發(fā)換熱器，其中每個(gè)微通道蒸發(fā)換熱器包括一個(gè)液體制冷劑的入口和一個(gè)氣體制冷劑的出口，

其中，該方法包括以下步驟：

-制冷劑泵將液體制冷劑送入所述微通道蒸發(fā)換熱器；

-液體制冷劑吸收所述熱通道內(nèi)的熱量后蒸發(fā)為氣體制冷劑排出所述微通道蒸發(fā)換熱器；

-氣體制冷劑經(jīng)壓縮機(jī)壓縮后變成高溫高壓的氣體制冷劑；

-所述高溫高壓的氣體制冷劑在冷凝器中釋放熱量后重新液化為高溫高壓的液體制冷劑，所釋放的熱量被外部循環(huán)水系統(tǒng)吸收，其中，所述冷凝器與所述外部循環(huán)水系統(tǒng)相連通；

-液化后的液體制冷劑經(jīng)節(jié)流閥降溫降壓后，再次由所述制冷劑泵送入所述微通道蒸發(fā)換熱器，以此循環(huán)往復(fù)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明利用熱泵原理完成對(duì)數(shù)據(jù)中心的余熱回收。具體地，本發(fā)明將整個(gè)數(shù)據(jù)中心機(jī)房看作一個(gè)冷庫(kù)，在數(shù)據(jù)中心的熱通道內(nèi)布置微通道換熱器，通過(guò)氟利昂熱泵系統(tǒng)，來(lái)完成數(shù)據(jù)中心的余熱回收。

對(duì)于近幾年新建的大中型數(shù)據(jù)中心而言，房間布置方式一般都是冷熱通道分開(kāi)，本發(fā)明方案適用于熱通道封閉的數(shù)據(jù)中心。

傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心機(jī)房平均溫度保持在27±1℃，空調(diào)的回風(fēng)溫度保持在35±3℃左右，這樣的熱量等級(jí)僅適合加熱房間或熱水余熱。本發(fā)明旨在利用微通道換熱器，根據(jù)熱泵原理，來(lái)完成余熱回收。本發(fā)明的余熱回收系統(tǒng)能夠?qū)?shù)據(jù)中心產(chǎn)生的低品位熱能提高，使其變成高品位熱能后用于數(shù)據(jù)中心的周邊小區(qū)或?qū)懽謽嵌旃┡?/p>

對(duì)于提升后的熱能使用問(wèn)題，冬天的時(shí)候，其可適用于數(shù)據(jù)中心的周邊小區(qū)、寫(xiě)字樓等采暖用；對(duì)于全年需要熱負(fù)荷的地方，比如游泳池、健身房、醫(yī)院等，數(shù)據(jù)中心的回收熱能可以為其全年供熱。

并且，本發(fā)明中的微通道換熱器的換熱效果好，制冷劑充注量小，造價(jià)低等特點(diǎn)，也使其更適用于數(shù)據(jù)中心的余熱回收。

附圖說(shuō)明

通過(guò)閱讀參照以下附圖所作的對(duì)非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更明顯：

圖1示出本發(fā)明所采用的微通道蒸發(fā)換熱器的示意圖；

圖2示出本發(fā)明所適用的數(shù)據(jù)中心的機(jī)房布置示意圖；

圖3示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的余熱回收系統(tǒng)示意圖；

圖4示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的余熱回收系統(tǒng)示意圖。

具體實(shí)施方式

這里所公開(kāi)的具體結(jié)構(gòu)和功能細(xì)節(jié)僅僅是代表性的，并且是用于描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例的目的。但是本發(fā)明可以通過(guò)許多替換形式來(lái)具體實(shí)現(xiàn)，并且不應(yīng)當(dāng)被解釋成僅僅受限于這里所闡述的實(shí)施例。

應(yīng)當(dāng)理解的是，雖然在這里可能使用了術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”等等來(lái)描述各個(gè)單元，但是這些單元不應(yīng)當(dāng)受這些術(shù)語(yǔ)限制。使用這些術(shù)語(yǔ)僅僅是為了將一個(gè)單元與另一個(gè)單元進(jìn)行區(qū)分。舉例來(lái)說(shuō)，在不背離示例性實(shí)施例的范圍的情況下，第一單元可以被稱(chēng)為第二單元，并且類(lèi)似地第二單元可以被稱(chēng)為第一單元。這里所使用的術(shù)語(yǔ)“和/或”包括其中一個(gè)或更多所列出的相關(guān)聯(lián)項(xiàng)目的任意和所有組合。

應(yīng)當(dāng)理解的是，當(dāng)一個(gè)單元被稱(chēng)為“連接”或“耦合”到另一單元時(shí)，其可以直接連接或耦合到所述另一單元，或者可以存在中間單元。與此相對(duì)，當(dāng)一個(gè)單元被稱(chēng)為“直接連接”或“直接耦合”到另一單元時(shí)，則不存在中間單元。應(yīng)當(dāng)按照類(lèi)似的方式來(lái)解釋被用于描述單元之間的關(guān)系的其他詞語(yǔ)(例如“處于...之間”相比于“直接處于...之間”，“與...鄰近”相比于“與...直接鄰近”等等)。

這里所使用的術(shù)語(yǔ)僅僅是為了描述具體實(shí)施例而不意圖限制示例性實(shí)施例。除非上下文明確地另有所指，否則這里所使用的單數(shù)形式“一個(gè)”、“一項(xiàng)”還意圖包括復(fù)數(shù)。還應(yīng)當(dāng)理解的是，這里所使用的術(shù)語(yǔ)“包括”和/或“包含”規(guī)定所陳述的特征、整數(shù)、步驟、操作、單元和/或組件的存在，而不排除存在或添加一個(gè)或更多其他特征、整數(shù)、步驟、操作、單元、組件和/或其組合。

還應(yīng)當(dāng)提到的是，在一些替換實(shí)現(xiàn)方式中，所提到的功能/動(dòng)作可以按照不同于附圖中標(biāo)示的順序發(fā)生。舉例來(lái)說(shuō)，取決于所涉及的功能/動(dòng)作，相繼示出的兩幅圖實(shí)際上可以基本上同時(shí)執(zhí)行或者有時(shí)可以按照相反的順序來(lái)執(zhí)行。

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

圖1示出本發(fā)明所采用的微通道蒸發(fā)換熱器的示意圖。

如圖1所示，微通道蒸發(fā)換熱器100包括一個(gè)液體制冷劑的入口，如集液管101，以及一個(gè)氣體制冷劑的出口，如集氣管102。其中，液體制冷劑從微通道蒸發(fā)換熱器100的集液管101進(jìn)入，在微通道蒸發(fā)換熱器100中吸收熱量蒸發(fā)為氣體制冷劑后從集氣管102排出。

圖2示出本發(fā)明所適用的數(shù)據(jù)中心的機(jī)房布置示意圖。

其中，IT機(jī)柜200按列排布，相鄰兩列機(jī)柜200的熱風(fēng)出風(fēng)口呈相對(duì)布置，以連通起來(lái)形成一個(gè)封閉的熱通道300。相應(yīng)地，機(jī)柜200另一側(cè)的冷風(fēng)進(jìn)風(fēng)口則開(kāi)放布置，與房間的氣流相接觸，即冷通道開(kāi)放。

在每個(gè)封閉的熱通道300內(nèi)的上方區(qū)域布置多個(gè)微通道蒸發(fā)換熱器100。在一個(gè)熱通道300內(nèi)，所有微通道蒸發(fā)換熱器100呈并聯(lián)布置，即集液管101均位于熱通道300的一側(cè)，集氣管102均位于熱通道300的另一側(cè)，從而所有集液管101可以連接一液體制冷劑的支管401，所有集氣管102可以連接一氣體制冷劑的支管501。

優(yōu)選地，微通道蒸發(fā)換熱器100被布置于熱通道300的頂部區(qū)域。例如，微通道蒸發(fā)換熱器100被布置在熱通道300頂部封板的下面。通常熱通道300的溫度較高，且根據(jù)冷熱空氣溫度梯度分布，高熱空氣一般分布在熱通道300的頂部，在頂部布置微通道蒸發(fā)換熱器100，液體制冷劑可以有效在微通道蒸發(fā)換熱器100里面蒸發(fā)，吸收熱通道300的熱量，從而熱通道300的頂部空氣溫度降低，底部的較熱空氣隨后會(huì)自發(fā)上升至頂部，再被微通道蒸發(fā)換熱器100冷卻，而頂部的冷空氣繼而會(huì)往底部流動(dòng)，依次循環(huán)，完成熱通道300里面的空氣氣流循環(huán)。這樣可以有效降低熱通道300的溫度，并可以減小機(jī)房末端精密空調(diào)的功耗，同時(shí)會(huì)提高機(jī)房溫度的安全性。

一個(gè)液體制冷劑的主管400連通每個(gè)封閉熱通道300內(nèi)的液體制冷劑的支管，一個(gè)氣體制冷劑的主管500連通每個(gè)封閉熱通道300內(nèi)的氣體制冷劑的支管。

液體制冷劑的主管400通過(guò)各支管分別向各封閉熱通道300內(nèi)的微通道蒸發(fā)換熱器100輸入液體制冷劑。液體制冷劑進(jìn)入微通道蒸發(fā)換熱器100后，吸收IT機(jī)柜200運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的熱量，從而蒸發(fā)為氣體制冷劑。每個(gè)封閉熱通道300內(nèi)的氣體制冷劑支管將其連通的微通道蒸發(fā)換熱器100中蒸發(fā)的氣體制冷劑輸出至氣體制冷劑的主管500。據(jù)此，制冷劑液進(jìn)氣出的通路得以形成。

圖3示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的余熱回收系統(tǒng)示意圖。

如圖3所示，余熱回收系統(tǒng)包括微通道蒸發(fā)換熱器100、壓縮機(jī)600、冷凝器700、節(jié)流閥800和制冷劑泵900。

在步驟S31中，制冷劑泵900將液體制冷劑送入微通道蒸發(fā)換熱器100。

在步驟S32中，液體制冷劑吸收熱通道300內(nèi)的熱量后，在微通道蒸發(fā)換熱器100中蒸發(fā)為氣體制冷劑，進(jìn)而氣體制冷劑進(jìn)入壓縮機(jī)600。

在步驟S33中，壓縮機(jī)600對(duì)氣體制冷劑壓縮做功后，使其變成高溫高壓的氣體制冷劑，進(jìn)而氣體制冷劑進(jìn)入冷凝器700。

在此，由于采用了壓縮機(jī)，使得氣體制冷劑能夠成為高溫高壓的氣體制冷劑，從而為冷凝器700提供了足夠高的冷凝溫度，以使得外部循環(huán)水系統(tǒng)800的冷水回水能夠吸收足夠的熱量來(lái)被加熱到一定的溫度提供生活熱水。

在步驟S34中，高溫高壓的氣體制冷劑在冷凝器700冷凝放熱成高溫高壓的液體制冷劑，冷凝熱被外部循環(huán)水系統(tǒng)800吸收帶走，重新液化的液體制冷劑流出冷凝器700。

其中，冷凝器700與外部循環(huán)水系統(tǒng)1000相連通。外部循環(huán)水系統(tǒng)1000典型地如寫(xiě)字樓的循環(huán)水供暖系統(tǒng)。例如，寫(xiě)字樓1001的循環(huán)水供暖系統(tǒng)通過(guò)循環(huán)水泵1002將冷水回水送入冷凝器700中，冷水回水吸收高溫高壓的氣體制冷劑冷凝釋放的熱量后，變成熱水供水，從而流入寫(xiě)字樓1001來(lái)為寫(xiě)字樓供暖。供暖后的冷水回水再次吸收冷凝熱，以此循環(huán)往復(fù)。

本發(fā)明中給寫(xiě)字樓、健身房等供暖采用風(fēng)機(jī)盤(pán)管，給周邊小區(qū)供暖既可以是風(fēng)機(jī)盤(pán)管，也可以是暖氣片供暖，風(fēng)機(jī)風(fēng)盤(pán)和暖氣片中走熱水。給周邊泳池供泳池?zé)崴畷r(shí)加裝一個(gè)板式換熱器，給泳池的風(fēng)機(jī)盤(pán)管供暖直接供熱水。

在步驟S35中，高溫高壓的液體制冷劑通過(guò)節(jié)流閥800節(jié)流降溫降壓，變?yōu)榈蜏氐蛪旱囊后w制冷劑。

隨后，制冷劑泵900再次將液體制冷劑送入微通道蒸發(fā)換熱器100里面蒸發(fā)吸熱，依次循環(huán)往復(fù)執(zhí)行上述步驟S31-S35。

圖4示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的余熱回收系統(tǒng)示意圖。

如圖4所示，余熱回收系統(tǒng)包括微通道蒸發(fā)換熱器100、壓縮機(jī)600-1和600-2、油分離器1100、干燥過(guò)濾器1200-1和1200-2、高壓儲(chǔ)液器1300、低壓循環(huán)桶1400、節(jié)流閥800、冷凝器700和制冷機(jī)泵900。

在步驟S41中，低壓循環(huán)桶1400中存儲(chǔ)的液體制冷劑經(jīng)干燥過(guò)濾器1200-1干燥后，由制冷劑泵900送入微通道蒸發(fā)換熱器100。

在步驟S42中，液體制冷劑吸收熱通道300內(nèi)的熱量后，在微通道蒸發(fā)換熱器100中蒸發(fā)為氣體制冷劑，進(jìn)而氣體制冷劑經(jīng)由低壓循環(huán)桶1400進(jìn)入壓縮機(jī)600-1和600-2。

在步驟S43中，壓縮機(jī)600-1和600-2分別對(duì)氣體制冷劑壓縮做功后，使其變成高溫高壓的氣體制冷劑，進(jìn)而氣體制冷劑進(jìn)入油分離器1100。

在步驟S44中，油分離器1100分離高溫高壓的氣體制冷劑中的油質(zhì)，并將分離油質(zhì)后的高溫高壓的氣體制冷劑送入冷凝器700。

在此，需要說(shuō)明的是，余熱回收系統(tǒng)中包括油分離器僅為一個(gè)優(yōu)選示例，也即油分離器僅為系統(tǒng)的可選設(shè)備。例如，當(dāng)壓縮機(jī)采用帶潤(rùn)滑油的壓縮機(jī)時(shí)，系統(tǒng)需要油分離器來(lái)分離氣體制冷劑中的油質(zhì)。又如，如果余熱回收系統(tǒng)采用磁懸浮離心式無(wú)油壓縮機(jī)，則無(wú)需油分離器來(lái)分離氣體制冷劑中的油質(zhì)。

在步驟S45中，高溫高壓的氣體制冷劑在冷凝器700冷凝放熱成高溫高壓的液體制冷劑，冷凝熱被外部循環(huán)水系統(tǒng)吸收帶走，重新液化的液體制冷劑流出冷凝器700。其中，冷凝器700典型地如臥式冷凝器。

在步驟S46中，高溫高壓的液體制冷劑被送入高壓儲(chǔ)液器1300，并隨后經(jīng)干燥過(guò)濾器1200-2干燥后，以由節(jié)流閥800節(jié)流降溫降壓。

在此，需要說(shuō)明的是，高壓儲(chǔ)液器1300同樣為余熱回收系統(tǒng)的可選設(shè)備，也即，在沒(méi)有高壓儲(chǔ)液器1300的情況下，余熱回收系統(tǒng)同樣可以正常工作，其僅需節(jié)流閥800來(lái)對(duì)高溫高壓的液體制冷劑進(jìn)行降溫降壓。

在步驟S47中，經(jīng)干燥的高溫高壓的液體制冷劑通過(guò)節(jié)流閥800節(jié)流降溫降壓，變?yōu)榈蜏氐蛪旱囊后w制冷劑，被送入低壓循環(huán)桶1400存儲(chǔ)。

隨后，制冷劑泵900再次將液體制冷劑送入微通道蒸發(fā)換熱器100里面蒸發(fā)吸熱，依次循環(huán)往復(fù)執(zhí)行上述步驟S41-S47。

對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。因此，無(wú)論從哪一點(diǎn)來(lái)看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說(shuō)明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化涵括在本發(fā)明內(nèi)。不應(yīng)將權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記視為限制所涉及的權(quán)利要求。