[实用新型]数据中心多级热泵热回收系统

说明书

本实用新型提供一种数据中心多级热泵热回收系统，包括数据中心空调系统、热源侧水源热泵系统、热力管网系统；热源侧水源热泵系统与数据中心空调系统和热力管网系统相连接，热源侧水源热泵系统包括多台热源侧水源热泵，多台热源侧水源热泵的热水侧管路串联、冷水侧串联或热水侧管路串联、冷水侧管路并联连接。本实用新型采用多级热泵串联或串并联连接的方式，使整套装置的综合能效高于采用简单并联连接方式的能效，系统总造价下降、运行费用下降。

技术领域

本发明涉及一种热回收清洁采暖系统，特别是一种用于回收数据中心余热的数据中心多级热泵热回收系统。

背景技术

随着互联网技术的发展，数据中心已经取得显著的发展，数据中心的规模越来越庞大，因此，从数据中心散发的由数据中心内部电子设备及相关设备产生的热量也越来越多，而这些热量大多数被简单地释放到外部大气之中了，如图1所示的数据中心空调系统100中，由数据中心产生的热量通过数据中心空调机101的制冷盘管吸收出来通过冷水机组冷水回水管105并释放到冷水机组102的回水中，使水温升高到21℃左右；冷水机组102然后将21℃的回水冷却到15℃左右，再通过冷水机组冷水供水管104送入到数据中心空调机组。通过这种不断的循环，数据中心产生的热量不断被冷水机组吸收。冷水机组102吸收数据中心的热量后，通过其冷却水管路系统(冷水机组冷却水进水管107和冷水机组冷却水出水管106)和室外冷却塔103设备将热量散发到外部大气中。

显然，数据中心产生的热量是可以被回收利用的，对于不同的应用场景，可以有多种回收利用的方法，如下列专利所述，可以有很多的方法，也有很多的应用场景：

CN201020567876-一种余热回收节能冷热源系统

CN201420856970-一种机房余热回收利用系统

CN201510778693-数据机房余热回收系统

CN201520891383-数据中心液冷散热系统的余热回收系统

CN201610793773-一种数据机房余热回收系统及空调系统

然而，由于数据中心所产生的热量非常巨大，加上也存在技术经济方面的原因，绝大部份数据中心余热并没有被有效利用。

冬季采暖需要消耗大量的热量，如果能将数据中心产生的余热用作为采暖的热源将是非常有意义的，因为这是清洁能源利用、也是一种清洁供热方法。实际上，市场上已经有少量工程实施了数据中心余热回收供热，实施方案一般如图2所示：常规水源热泵机组203为常规水源热泵热回收供热系统200的主要设备，其冷水侧管路(冷水回水管201与冷水供水管202)接入到数据中心冷水管路(冷水供水管104与冷水回水管105)系统中，而热水侧管路(热水回水管205与热水供水管204)接到热网管路中，向区域热用户提供50℃左右的供热用热水，而从热网的回水温度为40℃左右。主要存在的问题是：供热热水温度不高，不能满足高温热水采暖的需要，另外，热水供回水温差小，导致热水循环泵流量大、功耗大。

这里需要说明的是：这个热回收系统用作区域供热时，只适合某些特定的应用场合，因为其供水温度较低，这些应用场合主要指：用户末端采用地暖、风机盘管等对供水温度要求不高的场合，这种供热场合一般情况下规模也不大，因为供热区域规模较大时，用户末端设备的种类较多，其中会有部份用户需要较高的供水温度(60～70℃)。

我们自然会想到，可以采用高温型水源热泵设备301，而且目前市场上也已经有这样的技术和产品了，这种高温型水源热泵可以提供50～70℃甚至更高温度的热水，如图3所示的高温水源热泵热回收供热系统300。图4提供了水源热泵机组并联应用的热回收供热系统400，采用了并联设置的高温水源热泵机组401。采用图3、图4这种高温水源热泵机组可以解决常温水源热泵机组所存在的供水水温较低的问题，不过，同时也带来了新的问题：

1设备造价提升较多，投资回报周期较长；