本發(fā)明屬于數(shù)據(jù)中心散熱降溫，具體涉及一種雙蓄三供的二氧化碳儲能制冷系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、隨著科技的不斷進步，尤其是人工智能的發(fā)展，數(shù)據(jù)中心的算力需求直線飆升，隨之而來的是對散熱技術(shù)的迫切需求?，F(xiàn)有的數(shù)據(jù)中心散熱系統(tǒng)不僅考慮了數(shù)據(jù)中心的降溫需求，同時也考慮了能源回收的問題；即數(shù)據(jù)中心的費熱，利用到散熱系統(tǒng)的制冷上，這樣不僅將廢熱進行了再生利用，還節(jié)約了制冷所需要的能源量。盡管如此，由于數(shù)據(jù)中心在運行過程中會產(chǎn)生大量的廢熱，這些廢熱的排量非常大且相對穩(wěn)定，導(dǎo)致數(shù)據(jù)中心的制冷系統(tǒng)依然具有高耗能、成本高的缺陷。

2、綜上，現(xiàn)有的數(shù)據(jù)中心冷卻系統(tǒng)存在耗能高和成本高的缺陷。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種雙蓄三供的二氧化碳儲能制冷系統(tǒng)，其設(shè)計新穎合理，能量利用率高，成本低。

2、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

3、一種雙蓄三供的二氧化碳儲能制冷系統(tǒng)，包括有數(shù)據(jù)中心冷卻回路、儲冷制冰回路和地源熱泵儲能回路，所述數(shù)據(jù)中心冷卻回路、儲冷制冰回路和地源熱泵儲能回路共用同一個蒸發(fā)器和冷凝器；

4、所述數(shù)據(jù)中心冷卻回路包括有二氧化碳儲氣罐、第一壓縮機、第二壓縮機、第一間冷器、第二間冷器、冷凝器、蒸發(fā)器、第一回?zé)崞?、第二回?zé)崞?、第一膨脹機、第二膨脹機；所述二氧化碳儲氣罐的出口、第一壓縮機、第一間冷器、第二壓縮機、第二間冷器、冷凝器的高壓口之間依次連接，冷凝器的低壓口、第一回?zé)崞?、第一膨脹機、第二回?zé)崞?、第二膨脹機、二氧化碳儲氣罐的入口之間依次連接，冷凝器通過干燥過濾器、節(jié)流閥連接至蒸發(fā)器，蒸發(fā)器設(shè)置在數(shù)據(jù)中心處，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)中心的降溫；

5、所述儲冷制冰回路包括有用于裝二氧化碳轉(zhuǎn)化為干冰的干冰制造機、用于存儲干冰的干冰儲罐、用于將干冰升華為高溫高壓二氧化碳?xì)怏w的干冰升華裝置和用于存儲高溫高壓二氧化碳的高壓儲氣罐；干冰制造機的出口、干冰儲罐、干冰升華裝置和高壓儲氣罐的入口之間依次連接，高壓儲氣罐的出口通過第二三通閥的第一通道連接至冷凝器的高壓入口，高壓儲氣罐的出口通過第二三通閥的第二通道連接至第一壓縮機的入口；所述蒸發(fā)器的出口與干冰制造機的入口連接；在電價低谷時啟動干冰制造機實現(xiàn)冷能儲存，在電價高峰時打開第二三通閥輸出冷能；

6、所述地源熱泵儲能回路包括有第一換熱管路和地下儲能管路；地下儲能管路通過第一換熱管路與冷凝器和蒸發(fā)器連接，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)中心熱能的回收，所述第一換熱管路包括有出水管路和回水管路，所述回水管路上設(shè)置有地源熱泵機組。

7、進一步地，數(shù)據(jù)中心冷卻回路還包括有輔助儲能介質(zhì)回路；所述輔助儲能介質(zhì)回路包括有第二換熱管路，第二換熱管路依次連接有第一間冷器、第二間冷器、第一回?zé)崞骱偷诙責(zé)崞鳎诙g冷器與第一回?zé)崞髦g的第二換熱管路上設(shè)置有熱介質(zhì)儲罐，第二回?zé)崞髋c第一間冷器之間的第二換熱管路上設(shè)置有冷介質(zhì)儲罐。

8、進一步地，還包括有壓力檢測儀器，用于檢測高壓出氣罐中的二氧化碳的壓力，當(dāng)壓力小于壓力閾值時，打開第二三通閥的第二通道，當(dāng)壓力大于等于壓力閾值時，打開第二三通閥的第一通道。

9、進一步地，第二三通閥的第二通道與第一壓縮機的入口的連接管路上設(shè)置有循環(huán)泵。

10、進一步地，還包括有第一三通閥，所述第一三通閥的第一通道設(shè)置在二氧化碳儲氣罐與第一壓縮機的連接管路上，所述第一三通閥的第二通道設(shè)置在高壓儲氣罐與第一壓縮機的連接管路上。

11、進一步地，還包括有第三換熱管路，所述第三換熱管路與蒸發(fā)器和干冰升華裝置連接，實現(xiàn)蒸發(fā)器與干冰升華裝置的冷熱交換。

12、本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點：

13、本發(fā)明公開了一種雙蓄三供的二氧化碳儲能制冷系統(tǒng)，雙蓄指的是：地源熱泵儲能回路儲蓄數(shù)據(jù)中心的熱能以及儲冷制冰回路在電價低谷時進行制冰儲蓄的能量，三供指的是：系統(tǒng)基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)中心冷卻回路為數(shù)據(jù)中心進行供冷降溫、儲冷制冰回路在電價高峰時為數(shù)據(jù)中心供冷降溫以及地源熱泵儲能回路為數(shù)據(jù)中心功能降溫；通過在電價低谷儲能和電價高峰方能來降低系統(tǒng)供冷的成本，通過地源熱泵儲能回路實現(xiàn)對廢熱的回收，并將回收的能量用于到數(shù)據(jù)中心的降溫中，以此降低系統(tǒng)的能量消耗。消除了現(xiàn)有的數(shù)據(jù)中心冷卻系統(tǒng)存在耗能高和成本高的缺陷。進一步地，通過將二氧化碳壓縮過程分段進行，并在每段之間進行冷卻，從而移除壓縮過程中產(chǎn)生的熱量。這種方法可以顯著減少壓縮功耗，因為絕熱壓縮的功耗大于等溫壓縮。通過級間冷卻，可以有效地排除壓縮熱，從而節(jié)約能量。

14、下面通過附圖和實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進一步的詳細(xì)描述。

技術(shù)特征：

1.一種雙蓄三供的二氧化碳儲能制冷系統(tǒng)，其特征在于：包括有數(shù)據(jù)中心冷卻回路、儲冷制冰回路和地源熱泵儲能回路，所述數(shù)據(jù)中心冷卻回路、儲冷制冰回路和地源熱泵儲能回路共用同一個蒸發(fā)器(13)和冷凝器(12)；

2.按照權(quán)利要求1所述的一種雙蓄三供的二氧化碳儲能制冷系統(tǒng)，其特征在于：所述數(shù)據(jù)中心冷卻回路還包括有輔助儲能介質(zhì)回路；所述輔助儲能介質(zhì)回路包括有第二換熱管路(28)，第二換熱管路(28)依次連接有第一間冷器(3)、第二間冷器(5)、第一回?zé)崞?9)和第二回?zé)崞?7)，第二間冷器(5)與第一回?zé)崞?9)之間的第二換熱管路(28)上設(shè)置有熱介質(zhì)儲罐(11)，第二回?zé)崞?7)與第一間冷器(3)之間的第二換熱管路(28)上設(shè)置有冷介質(zhì)儲罐(10)。

3.按照權(quán)利要求1所述的一種雙蓄三供的二氧化碳儲能制冷系統(tǒng)，其特征在于：還包括有壓力檢測儀器，用于檢測高壓出氣罐中的二氧化碳的壓力，當(dāng)壓力小于壓力閾值時，打開第二三通閥(20)的第二通道，當(dāng)壓力大于等于壓力閾值時，打開第二三通閥(20)的第一通道。

4.按照權(quán)利要求1所述的一種雙蓄三供的二氧化碳儲能制冷系統(tǒng)，其特征在于：第二三通閥(20)的第二通道與第一壓縮機(2)的入口的連接管路上設(shè)置有循環(huán)泵(18)。

5.按照權(quán)利要求1所述的一種雙蓄三供的二氧化碳儲能制冷系統(tǒng)，其特征在于：還包括有第一三通閥(19)，所述第一三通閥(19)的第一通道設(shè)置在二氧化碳儲氣罐(1)與第一壓縮機(2)的連接管路上，所述第一三通閥(19)的第二通道設(shè)置在高壓儲氣罐(17)與第一壓縮機(2)的連接管路上。

6.按照權(quán)利要求1所述的一種雙蓄三供的二氧化碳儲能制冷系統(tǒng)，其特征在于：還包括有第三換熱管路(29)，所述第三換熱管路(29)與蒸發(fā)器(13)和干冰升華裝置(16)連接，實現(xiàn)蒸發(fā)器(13)與干冰升華裝置(16)的冷熱交換。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種雙蓄三供的二氧化碳儲能制冷系統(tǒng)，屬于數(shù)據(jù)中心散熱降溫技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明公開了一種雙蓄三供的二氧化碳儲能制冷系統(tǒng)，雙蓄指的是：地源熱泵儲能回路儲蓄數(shù)據(jù)中心的熱能以及儲冷制冰回路在電價低谷時進行制冰儲蓄的能量，三供指的是：系統(tǒng)基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)中心冷卻回路為數(shù)據(jù)中心進行供冷降溫、儲冷制冰回路在電價高峰時為數(shù)據(jù)中心供冷降溫以及地源熱泵儲能回路為數(shù)據(jù)中心功能降溫；通過在電價低谷儲能和電價高峰方能來降低系統(tǒng)供冷的成本，通過地源熱泵儲能回路實現(xiàn)對廢熱的回收，并將回收的能量用于到數(shù)據(jù)中心的降溫中，以此降低系統(tǒng)的能量消耗。消除了現(xiàn)有的數(shù)據(jù)中心冷卻系統(tǒng)存在耗能高和成本高的缺陷。

技術(shù)研發(fā)人員：嚴(yán)海微,歐陽勇,呂心力,嚴(yán)建勛,趙啟哲
受保護的技術(shù)使用者：西安靶向源儲能科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/4/28