本發明專利技術涉及空調系統領域。一種基于LNG冷能應用的數據中心空調系統，包括LNG儲液罐，第一換熱器，第二換熱器，所述第二換熱器安裝在數據中心，其特征在于，該系統還包括高溫冷媒儲罐，低溫冷媒儲罐，所述LNG儲液罐連接所述第一換熱器，所述第一換熱器連接所述高溫冷媒儲罐和低溫冷媒儲罐，所述高溫冷媒儲罐和所述低溫冷媒儲罐分別與所述第二換熱器連接。本發明專利技術提供了一種能夠顯著降低數據中心PUE值的應用LNG冷能的數據中心空調系統及數據中心空調系統應用LNG冷能的方法，以實現數據中心空調系統的低能耗。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及空調系統領域，特別是涉及一種應用LNG冷能，能夠在數據中心使用的空調系統。
技術介紹
隨著國家“科技強國、產業興國”的政策進一步實施，IT基礎服務(云計算服務平臺)作為與水、電、煤等傳統基礎配套設施一樣，成為吸引國內外各行各業投資者入駐的基礎配套之一。未來所有互聯網企業的發展，都離不開云計算公共平臺和綠色數據中心的支撐。綠色數據中心，是指數據機房中的IT設備、供暖、配電系統、安防系統、監控、照明和電氣等能取得最大化能源效率以及最小化環境影響的綜合結果，是未來發展的趨勢，尤其是云計算時代及應用的到來，加快并促進了大數據、大中心、大儲存時代的到來。衡量綠色數據中心最重要的指標是PUE，PUE＝數據中心總能耗/IT設備能耗。通常認為，PEU的比值越小，數據中心越低碳節能，而比值越大，說明有更多的電能被空調、照明、電源等配套設備所消耗，且沒有新的綠色電源的補充。一般的數據中心的空調能耗比重比較大，其PUE值往往大于2。目前國際平均PUE值在1.8左右，國內平均PUE值在2.0以上，水平參差不齊。國家明確要求大型數據中心的PUE值要小于1.5，因此就將PUE值小于1.5的數據中心定義為綠色數據中心。數據中心除IT設備能耗外，最大的能耗就是空調。IT設備是能耗最高的部分，約占數據中心總能耗的50％左右。空調系統能耗在數據中心總能耗中排第二位，占40％。IT設備是數據中心的核心，其順利的運行是數據中心運營的關鍵指標。由于IT設備在運行中總是發熱的，為防止宕機，數據中心的空調一定是常年制冷的。國際上最先進的數據中心都是建立在高緯度地區，主要是為了利用高緯度地區的冬季天然冷能達到降低IT設備溫度的目的，所以在低緯度地區建設數據中心存在地理上的天然不足。所以在低緯度地區建設數據中心，其PUE值會因為空調電量的高消耗而很難降低，一般在1.7左右。LNG是液化天然氣的簡稱，在常壓下將天然氣冷凍至-162℃左右，可使其轉變為液體。液化天然氣是將天然氣經過凈化后，采用壓縮、節流、膨脹和外加冷源制冷的工藝而形成的。LNG氣化過程中，其釋放的冷能可采用直接或間接的方法加以利用。液化的LNG蘊藏著大量的冷能，合理充分利用LNG冷能，達到節約能源、減少環境污染、提高經濟效益的目的。而在低緯度地區的沿海等地，會有很多運輸和儲存LNG的港口，這些港口一般采用海水對LNG升溫后轉換為NG(天然氣)后向外輸送，冷能被浪費，并且冷能的排放會對周邊海水生態環境造成很大的影響。所以如何運用和控制好這些冷能對于節能環保意義重大。
技術實現思路
本專利技術提供了一種能夠顯著降低數據中心PUE值的應用LNG冷能的數據中心空調系統及數據中心空調系統應用LNG冷能的方法，以實現數據中心空調系統的低能耗。以上技術問題是通過以下技術方案解決的：一種基于LNG冷能應用的數據中心空調系統，包括LNG儲液罐，第一換熱器，第二換熱器，所述第二換熱器安裝在數據中心，該系統還包括高溫冷媒儲罐，低溫冷媒儲罐，所述LNG儲液罐連接所述第一換熱器，所述第一換熱器連接所述高溫冷媒儲罐和低溫冷媒儲罐，所述高溫冷媒儲罐和所述低溫冷媒儲罐分別與所述第二換熱器連接。將LNG的冷能通過第一換熱器傳遞至冷媒，冷媒經過低溫冷媒儲罐進行梯級熱交換后，到達數據中心的第二換熱器，數據中心的第二換熱器采用水冷換熱后，通過排風系統將冷氣傳輸至各機房為機房中的IT設備降溫。這樣可以充分利用LNG的高冷能，實現數據中心的空氣調節目的，并且由于不需要使用電源制冷，電源僅需要驅動通風系統，這樣可以顯著降低數據中心的能耗，進而降低PUE值，達到綠色數據中心的標準。進一步，所述高溫冷媒儲罐數量設置至少為兩個，并且所述高溫冷媒儲罐之間串聯連接，所述低溫冷媒儲罐數量設置為至少兩個，并且所述低溫冷媒儲罐之間串聯連接。由于冷媒經過第一換熱器熱交換降溫后，溫度會降低至-50℃以下，經過多級冷媒儲罐梯級降溫和保溫，能更好地控制冷媒在空調換熱制冷系統中的溫度，實現數據中心對溫度控制的高要求。進一步，在所述第二換熱器中，冷媒進界區的溫度為-45℃至-35℃，冷媒出界區的溫度為20℃至30℃。數據中心一般要求室內溫度在18℃至20℃之間，所以出界溫度不宜過高，應保持在數據中心需要的溫度范圍內，這樣更有利于控制數據中心室內的溫度。冷媒進界區溫度為換熱器進口處的冷媒的溫度意思，冷媒出界區的溫度為換熱器出口處的冷媒的溫度意思。進一步，在所述第一換熱器中，冷媒進界區的溫度為25℃至35℃，冷媒出界區的溫度為-50℃至-40℃。冷媒溫度不宜過低，溫度過低的冷媒不僅對設備和原料增加成本，而且由于需要將數據中心的溫度降低值18至20度之間，所以溫度太低后，梯級升溫的要求增大，溫度不宜控制。進一步，在所述第一換熱器中，LNG進界區的溫度為-145℃至-140℃，NG出界區的溫度為0℃至5℃。進一步，所述連接均采用管道連接，低溫管道的壁厚大于等于6mm，高溫管道的壁厚大于等于3mm。管道壁厚在允許的條件下，越厚越好。但出于成本的考慮，經測算低溫管道的壁厚在6mm以上，高溫管道的壁厚在3mm以上即可達到液體傳輸的目的和效果。進一步，所述空調系統還包括使用市電、柴油發電機或UPS供電驅動制冷系統，所述UPS的主用容量大于等于710KVA，系統后備時間設置大于等于15分鐘。為了降低采用LNG冷能制冷可能會出現的持續性方面的風險，所以設置了包括市電、柴油發電或者UPS(ups是不間斷電源的意思)供電的電驅動制冷系統，保障數據中心空調系統的持續供冷。經過計算，系統后備時間至少要達到15分鐘才能滿足數據中心運行的目的，所以UPS的主用容量設置為至少710KVA，防止一旦出現LNG冷能供應不足，市電斷電的情況，柴油發電機啟動需要一定的時間，這時需要UPS供電驅動制冷系統，保證冷氣供應不間斷。進一步，經過所述第一換熱器換熱后的天然氣輸送至天然氣高壓管網和/或天然氣燃氣電廠。經過第一換熱器換熱后，液化天然氣變成天然氣后可以輸送至高壓管網和天然氣燃氣電廠，這樣本專利技術的空調系統可以和LNG輸氣網絡共同建設，應地制宜。并且還可以利用天然氣電廠的地緣優勢，為數據中心提供穩定的電力供應。進一步，所述冷媒包括乙二醇、丙二醇、液氮、氯化鈣鹽水、二氯甲烷或一氟三氯甲烷。在本專利技術中，冷媒的工作穩定在25℃至-50℃之間，所以冷媒可以包括但不限于上述冷媒介質。作為優選，所述LNG儲液罐還設有支撐腳，所述支撐腳包括上段和上端套設在下段下端的下段，下段的下端設有安裝座，本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種基于LNG冷能應用的數據中心空調系統，包括LNG儲液罐，第一換熱器，第二換熱器，所述第二換熱器安裝在數據中心，其特征在于，該系統還包括高溫冷媒儲罐，低溫冷媒儲罐，所述LNG儲液罐連接所述第一換熱器，所述第一換熱器連接所述高溫冷媒儲罐和低溫冷媒儲罐，所述高溫冷媒儲罐和所述低溫冷媒儲罐分別與所述第二換熱器連接。
【技術特征摘要】
1.一種基于LNG冷能應用的數據中心空調系統，包括LNG儲液罐，第一換熱器，第二換熱器，所述第二換熱器安裝在數據中心，其特征在于，該系統還包括高溫冷媒儲罐，低溫冷媒儲罐，所述LNG儲液罐連接所述第一換熱器，所述第一換熱器連接所述高溫冷媒儲罐和低溫冷媒儲罐，所述高溫冷媒儲罐和所述低溫冷媒儲罐分別與所述第二換熱器連接。
2.根據權利要求1所述的基于LNG冷能應用的數據中心空調系統，其特征在于，所述高溫冷媒儲罐數量設置至少為兩個，并且所述高溫冷媒儲罐之間串聯連接，所述低溫冷媒儲罐數量設置為至少兩個，并且所述低溫冷媒儲罐之間串聯連接。
3.根據權利要求1或2所述的基于LNG冷能應用的數據中心空調系統，其特征在于，在所述第二換熱器中，冷媒進界區的溫度為-45℃至-35℃，冷媒出界區的溫度為20℃至30℃。
4.根據權利要求1或2所述的基于LNG冷能應用的數據中心空調系統，其特征在于，在所述第一換熱器中，冷媒進界區的溫度為25℃至35℃，冷媒出界區的溫度為-50℃至-40℃。
5.根據權利要求1或2所述的基于LNG冷能應用的數據中心空調系統，其特征在于，在所述第一換熱器中，LNG進界區的溫度為-145℃至-140℃，NG出界區的溫度為0℃至5℃。
6.根據權利要求1所述的基于LNG冷能應用的數據中心空調系統，其特征在于，所述連接均采用管道連接，低溫管道的壁厚大于等于6mm，高溫管道的壁厚...
【專利技術屬性】
技術研發人員：張守慶，劉立楓，
申請(專利權)人：張守慶，劉立楓，
類型：發明
國別省市：浙江;33
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