[实用新型]一种梯级蓄冷-释冷型数据机房多模式制冷系统

说明书

本实用新型公开了一种梯级蓄冷‑释冷型数据机房多模式制冷系统，包括冷水机组，冷冻水循环泵，空调末端设备，冷却水循环泵，主冷却塔，辅助冷却塔，板式换热器，梯级相变蓄冷装置，温度传感器。该系统可根据运行状态和外界条件，控制电磁阀门，灵活调整运行模式。在夜间低谷电时期，系统可切换6种运行模式，实现梯级相变蓄冷装置蓄冷量和利用夜间自然冷量最大化。在白天峰电时期，系统具有9种运行模式，最大化降低进入冷水机组的冷冻水回水温度，从而减少冷水机组制冷能耗和运行成本，实现节能和经济效益最大化。本系统可充分利用夜间低谷电和外界自然冷源，显著降低数据机房制冷能耗和运行成本，应用前景广阔。

技术领域

本实用新型涉及一种数据机房制冷系统尤其涉及一种梯级蓄冷-释冷型数据机房多模式制冷系统。

背景技术

随着大数据和云计算的快速发展，数据中心的能耗也在迅速增加。在2010年，数据中心耗电量已占全球总耗电量的1.3％。其中，除IT服务器外，冷却设备能耗最高，约占数据中心总能耗的30-50％。因此，如何有效降低数据中心制冷能耗是实现节能减排的关键。此外，由于电力需求和供给不平衡，国家实施峰谷电价，鼓励错峰用电。若能在夜间低谷电时期，蓄存一定冷量供白天使用，则不仅能起到电网削峰填谷的作用，更能降低数据中心的制冷运行成本，提高系统经济性。

专利号为ZL2018208097738的中国专利公布了一种数据中心节能蓄冷及供冷系统，该系统包括制冷机组、释冷泵、散热器、冷冻泵、蓄冷罐。通过在夜间低谷电时期加大制冷机组投入，对制冷罐蓄冷，将大量的冷量储存在蓄冷罐中，当白天用电峰值时，蓄冷罐进行放冷，将所储存的冷量释放出来，在不影响系统供冷的前提下实现系统的节能运行，减少系统的运行投入。

专利号为ZL2017208597202的中国专利公布了一种数据中心蓄冷节能系统，该系统括制冷系统的主机、在主机与末端负荷的循环管路上设置有与末端负荷并联的蓄冷罐。该系统具有节约用电费用的效能，在电价高峰时少用或不用电，把储存的能量释放出来适用，而在电价低时多用电，把制得的冷或热量储存起来。

专利号为ZL2017205149844的中国专利公布了一种用于数据中心的水蓄冷制冷系统，包括常规运行管道、蓄冷管道和放冷管道。其中所述常规运行管道包括通过依次通过管道连接的集水器、冷冻泵、制冷主机、冷却泵、冷却塔，冷却塔连接制冷主机，制冷主机连接分水器；所述蓄冷管道包括依次通过管道连接的蓄冷泵、制冷主机、放冷泵和蓄冷罐，蓄冷罐与蓄冷泵连接；所述放冷管道包括通过管道连接的集水器、蓄冷泵、蓄冷罐、放冷泵和分水器。该系统具有常规运行管道，蓄冷管道和放冷管道三种运行模式，可在实施峰谷电价的地区，夜间利用低谷电蓄冷罐进行蓄冷，白天利用蓄冷罐夜间存储的冷量进行放冷。

专利号为ZL2016205233888的中国专利公布了一种数据中心太阳能相变蓄冷系统。该系统包括精密空调，太阳能吸收式制冷机组，相变蓄冷器。该系统应用用可再生资源太阳能，作为空调系统使用的常规能源的替代，降低了数据中心空调制冷系统的能源消耗，节约了企业成本。采用相变蓄冷器，可在光照充足的时段存储较多量的冷量，能最大程度的保证在光照不足或夜间用户对冷量的需求。

从上述专利可以总结出如下问题：1、仅考虑采用机械蓄冷的方法，即仅通过制冷机组在夜间低谷电时期蓄冷，而没有充分利用夜间自然冷源，并且，由于蓄释冷过程中存在冷量损失，单纯利用机械制冷，并不节能。此外，在数据中心运行后期，机房冷负荷达到设计负荷时，制冷机组将无法再夜间蓄冷。2、研究者大多采用水蓄冷或单级相变蓄冷。然而，水蓄冷装置体积大，蓄冷量小。而采用填充一种相变材料的单级相变蓄冷装置，换热性能差，蓄释冷速率慢，㶲效率低。3、系统运行模式过于简单。申请者仅基于谷电蓄冷提出几种简单的运行模式，缺乏利用夜间冷量，且无法灵活调节。

发明内容

本实用新型的目的在于克服已有技术的缺点，提供一种梯级蓄冷-释冷型数据机房多模式制冷系统，采用本系统最大化降低机组在峰电时期的电耗，提升系统经济性和节能性。