[发明专利]热电联产设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种热电联产设备。特别是，本发明涉及一种适用于但不限于为数据中心提供动力和冷却的热电联产设备，并将在上下文描述本发明。

背景技术

以下关于本发明背景技术的论述只是为了促进理解本发明。应当理解该论述不是确认或者承认所提及的任一种素材在本发明优先权日以任何权限已经公开、已知或者为本领域技术人员在的公知常识的一部分。

贯穿本说明书，除非上下文要求，否则，词语“包括”或例如“包含”或“含有”的变型，将被理解为暗含包含所陈述的整数或者整数组，但不是排除任何其它整数或者整数组。

此外，贯穿本说明书，除非上下文要求，否则，词语“包括”或例如“包含”或“含有”的变型，将被理解为暗含所陈述的整数或者整数组，但不是排除任何其它整数或者整数组其它。

数据中心通常比典型的商业建筑物利用更多的能量，因为他们需要适当的冷却设备从而维持服务器和电气部件。这些服务器和电气部件理想地应该除了预定的停机时间之外要一星期七天24小时运行(也就是说，24/7)，并且同样的，热电联产配置(即，从一个燃料源产生两种形式的可用能量)是一种有效地驱动和冷却数据中心的适当且可行的选择。

一种常见的用于数据中心的热电联产配置是产生电和热的气体动力涡轮/发动机驱动型发电机。例如，电为设备提供动力，并且自涡轮发电机获得的生成热(以烟道，热水等的形式)然后用于运行一个或者多个吸收式冷冻机从而通过空气调节为服务器和电气部件提供冷却。这种热电联产设备同时产生电能、热能和用于冷却的能量的配置被称为三联产。

为了给数据中心提供动力，现在的热电联产设备需要大量的物理空间去合并和容纳重型发电机和/或具有底座的吸收式冷冻机。这些热电联产设备不可能适用于物理空间受到限制的区域或者应用场合。对于物理空间的需要进一步加剧，因为大型吸收式冷冻机需要为数据中心产生足够水平的冷却。

另一个重要因素是数据中心需要最小化的断电和停机时间。在这点上，准则正文例如正常运行时间协会(the Uptime Institute)问题认可从1到4级范围的数据设备，4级的数据设备如已经证明能获得最小停机时间和断电。除了满足一般的要求之外，用于数据中心的热电联产设备的设计和执行必须满足尽可能高标准的正常运行时间级标准。

本发明寻求提供一种热电联产设备其当接合标准需求的时候至少部分的减轻物理空间限制。

发明内容

可以理解的是，术语“热电联产设备”指的是产生电和热的设备，其包括(但是不限于)三联产设备，其中热电联产设备产生三种类型的能量：包括电，热和用于冷却的能量。

根据本发明的一个方面，热电联产设备单元包括用于容纳发电源的基层；竖直地设置在基层上方用于容纳吸收式冷冻机的第二层，吸收式冷冻机能与发电源流体连通地运行；竖直地设置在第二层上方的第三层，该第三层用于容纳冷却塔；和与发电源和吸收式冷冻机流体连通地设置以驱散发电源以及吸收式冷冻机运行时的排气的烟囱。

优选地，热电联产设备单元包含竖直地设置在第二层上方的至少一个附加层，所述至少一个附加层的每一个用于容纳吸收式冷冻机。

优选地，热电联产设备单元包含设置在基层和用于容纳(一个或多个)吸收式冷冻机的第二层之间的消声器。

优选地，热电联产设备单元包含设置在用于容纳吸收式冷冻机的层和第三层之间的至少一附加层，所述至少一个附加层用于容纳电气部件。

优选地，发电源是双燃料往复运动的(活塞)发动机，其能够在通过天然气和柴油的组合物驱动的方式下运行。

优选地，天然气和柴油的组合物包含至少90％的天然气。

优选地，运行中天然气和柴油的组合物被用于发电源的引燃，并且其后天然气被用作单一燃料用于发电。

优选地，吸收式冷冻机是通过排气(烟道气)的输入被致动，并且由热水进行补充。

根据本发明的另一个方面，具有能操作以为数据中心提供动力的热电联产设备，热电联产设备包括任一前述方面所述的热电联产设备单元，所述热电联产设备单元具有十二个发电源和二十四个吸收式冷冻机。

优选地，每个发电源是往复运动的(活塞)发动机，其具有的最大负载能力为8.7兆瓦，并且能操作以在50％负载下产生输出。

优选地，每个吸收式冷冻机运行以产生500冷冻吨。

优选地，二十四个吸收式冷冻机中的十二个每个能操作以产生1000冷冻吨，并且剩余十二个吸收式冷冻机不运行或者处于备用模式。

附图说明