[发明专利]一种用于回收液冷数据中心余热的热泵储电系统

权利要求书

1.一种用于回收液冷数据中心余热的热泵储电系统，其特征在于，包括循环水回路、热泵储能回路、热机发电回路和冷却回路，各回路均是内有工作介质流动的循环回路；

在谷段电价时期，数据中心的余热通过循环水回路把低品位热能输送至热泵储能回路，制备高温热能，并将高温热能存储于高温储罐(109)中；在峰段电价时期，热机发电回路将高温储罐(109)中已存储的高温热能通过热机发电回路驱动热机循环发电，并将产生的电能供给数据中心的水冷冷水机组(102)，释能过程中的余热通过冷却回路排散至环境中；

所述循环水回路包括热泵蒸发换热器(105)、热泵冷却装置(103)和数据中心的水冷冷水机组(102)，通过管路依次连接形成闭合回路；

所述热泵储能回路包括热泵蒸发换热器(105)、压缩机(106)、热泵冷凝换热器(107)和膨胀阀(108)，通过管路依次连接形成闭合回路；

所述热机发电回路基于有机朗肯循环，包括热机换热器(110)、透平机(113)、热机冷凝器(112)和工质泵(111)，通过管路依次连接形成闭合回路；透平机(113)带动发电机输出的电能供给水冷冷水机组(102)；

所述冷却回路包括热机冷凝器(112)和冷却装置(114)，通过管路依次连接形成闭合回路。

2.根据权利要求1所述的用于回收液冷数据中心余热的热泵储电系统，其特征在于，在谷段电价时期，所述的循环水回路中液态工质循环流动，液态工质经过数据中心的水冷冷水机组(102)时被加热，经过热泵蒸发换热器(105)时被冷却，借助热泵冷却装置(103)将从热泵储能回路中流出的工质中的热量排散到环境中，达到水冷冷水机组(102)所需温度时回到水冷冷水机组(102)。

3.根据权利要求1所述的用于回收液冷数据中心余热的热泵储电系统，其特征在于，在谷段电价时期，所述的热泵储能回路中，通过循环水回路输送至热泵蒸发换热器(105)的热能与热泵蒸发换热器(105)内部工质进行热交换；同时，热泵蒸发换热器(105)内部的工质吸热汽化被吸入压缩机(106)，压缩机(106)将这种低压工质气体压缩成高温、高压气体送入热泵冷凝换热器(107)；高温储罐内部的水也通过热泵冷凝换热器(107)与热泵冷凝换热器(107)内工质进行热交换，并储存在高温储罐(109)中；所述热泵冷凝换热器(107)内工质被冷却成液体，该液体经膨胀阀(108)节流降温后再次流入热泵蒸发换热器(105)，如此反复循环工作，使得数据中心输送至热泵储能回路的热能被不断换热送到高温储罐(109)中。

4.根据权利要求1所述的用于回收液冷数据中心余热的热泵储电系统，其特征在于，在峰段电价时期，所述热机发电回路中，从高温储罐(109)输送至热机换热器(110)的热能与热机换热器(110)内部工质进行热交换；同时，热机换热器(110)内部工质在热机换热器(110)中吸收热量，生成具一定压力和温度的工质蒸气；工质蒸气进入透平机(113)械膨胀做功，从而带动发电机发电；从透平机(113)排出的工质蒸气在热机冷凝器(112)中向冷却回路内冷却水放热，凝结成液态；最后借助工质泵(111)重新回到热机换热器(110)，如此不断循环。

5.根据权利要求1所述的用于回收液冷数据中心余热的热泵储电系统，其特征在于，在峰段电价时期，所述冷却回路中的液态工质循环流动，液态工质经过热机冷凝器(112)时被加热，经过冷却装置(114)时被冷却，将热机发电回路中流体工质冷凝过程释放的热能排散到环境中。

6.根据权利要求1所述的用于回收液冷数据中心余热的热泵储电系统，其特征在于，在谷段电价时期，高温储罐(109)内的液态水在回路中循环流动，液态水经过热泵储能回路中热泵冷凝换热器(107)时被加热，热泵产出的高温热能被存储至高温储罐(109)中；

在峰段电价时期，开始释放储存在高温储罐(109)内高温液态水，经过热机换热器(110)时被冷却，存储在高温储罐(109)中的高温热能被交换至热机发电回路中。