一种联合数据中心余热利用的温差能发电系统的制作方法

本发明涉及数据中心和温差能发电的联合，具体涉及一种联合数据中心余热利用的温差能发电系统。

背景技术：

1、近年来，随着数据中心的建设数量迅猛增长，数据中心的高能耗问题也越来越受到重视，未来数据流量仍会不断扩容增长，数据中心的数量和规模仍会处于快速增长的发展趋势，故必须要解决数据中心高能耗和高碳排放量的问题。目前，数据中心面临的两大难题是能耗高和散热冷却难，处于现在能源供应紧张、自然环境不利的现实条件，应考虑绿色新型能源结合和自然环境优势方面来降低数据中心的用电和散热冷却成本。研究表明，数据中心68％电力消耗产生的余热可回收利用，具备丰富的余热资源，但是常规的建筑供暖、加热生活用水等应用领域，需要单独建设配套设施、应用季节受限、长距离传热的热量耗散等问题。此外，现有技术水平和自然环境条件下，海洋温差能由于热、冷源的温差较小，导致其发电效率很低，单系统循环发电的经济效应很低，不具备商业化开发价值。因此，亟需研究一种可以联合利用数据中心的余热的温差能发电系统。

技术实现思路

1、针对现有技术中的不足，本发明提供一种联合数据中心余热利用的温差能发电系统，其联合数据中心系统和温差能发电系统，在对数据中心系统进行冷却的同时，可以利用数据中心系统在运作中产生的余热进行发电。

2、为实现上述目的，本发明可以采用以下技术方案进行：

3、一种联合数据中心余热利用的温差能发电系统，其包括：

4、搭建于海面上的建设平台，所述建设平台上设置有数据中心系统、温差能发电系统和中控系统，其中，

5、所述温差能发电系统用于冷却运作中的所述数据中心系统并利用所述数据中心系统在运作中产生的余热进行发电，至少部分发电产生的发电量供给至所述数据中心系统；

6、所述中控系统与所述温差能发电系统和所述数据中心系统通信连接，根据所述数据中心系统运作中的温度，调配所述温差能发电系统的供冷量和发电量。

7、如上所述的联合数据中心余热利用的温差能发电系统，进一步的，所述数据中心系统包括多个数据仓，多个所述数据仓以沿三维方向延伸的矩阵队列安置在所述建设平台上，从而形成多套数据仓组，所述数据仓组上端的平台上放置所述温差能发电系统和所述中控系统，所述数据仓组的侧边设有抽吸深海冷水的冷水管，所述冷水管抽吸的深海冷水用作所述温差能发电系统的工质冷源。

8、如上所述的联合数据中心余热利用的温差能发电系统，进一步的，所述温差能发电系统还包括透平机、气液分离器和冷凝器，其中，所述气液分离器的气态工质入口与所述数据中心系统的工质出口相连通，所述气液分离器的气态工质出口与所述透平机的工质入口相连通，所述透平机的乏气工质出口与所述冷凝器的入口相连通，所述冷水管通过带有冷水泵的管道连接至所述冷凝器，所述冷凝器的液态工质出口与所述数据中心系统的工质入口相连通。

9、如上所述的联合数据中心余热利用的温差能发电系统，进一步的，所述温差能发电系统还包括储液罐，所述储液罐用于暂存受冷液化的液态工质，所述储液罐设置于所述冷凝器的液态工质出口与所述数据中心系统的工质入口相连通的管道上，其中，所述储液罐的入口管道上设置有止向阀且所述储液罐的出口管道上设置有工质泵，所述冷凝器的出口管道上设有工质泵。

10、如上所述的联合数据中心余热利用的温差能发电系统，进一步的，所述温差能发电系统还包括气罐，所述气罐用于暂存气态工质，所述气罐设置于所述气液分离器的气态工质入口与所述数据中心系统的工质出口相连通的管道上，其中，所述气罐的入口管道上设置有单向阀和多相流量计，且所述气罐的出口管道上设置有安全阀和控制阀。

11、如上所述的联合数据中心余热利用的温差能发电系统，进一步的，每个所述数据仓至少单独配置有一条工质流通管，所述工质流通管设置在所述数据仓的内部流通或外部流通，或设置在所述数据仓的单面、组合面或局部区域，所述工质流通管采用螺旋型、迂回型、螺旋迂回混合型的布管方式。

12、如上所述的联合数据中心余热利用的温差能发电系统，进一步的，所述数据仓配备有温度监控器和湿度监控器，所述温度监控器和所述湿度监控器均分别与所述数据中心系统控制信号连接。

13、如上所述的联合数据中心余热利用的温差能发电系统，进一步的，用于固定所述建设平台的固定支撑，所述固定支撑的顶部与所述建设平台连接而所述固定支撑的底部深入至海底泥面以下。

14、如上所述的联合数据中心余热利用的温差能发电系统，进一步的，所述温差能发电系统的工质包括纯工质材料或非共沸材料的任一种。

15、本发明与现有技术相比，其有益效果在于：本发明结合数据中心系统和温差能发电系统进行缺陷互补和优势利用，一方面解决了数据中心系统的散热冷却困难的问题，另一方面解决了温差能发电系统的发电效率低下的问题。另外，创新提出应用温差能发电系统的液态工质作为数据中心系统的冷却材料，可以迅速带走数据中心运作的高热负荷，维持数据中心处于高性能运作温度。此外，对数据中心冷却工序所带走的余热进行回收利用，应用于温差能发电系统，为其提供高温、稳定的热源，大幅度提高温差能发电系统的冷源和热源之间的温度差，提升系统的发电量，且发出的电量可直接应用于数据中心的供电需求，实现绿色、低碳的综合利用系统建设，有效的扩大了该综合利用系统的建设选址范围，以及商业化发展进程。

技术特征：

1.一种联合数据中心余热利用的温差能发电系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的联合数据中心余热利用的温差能发电系统，其特征在于，所述数据中心系统包括多个数据仓，多个所述数据仓以沿三维方向延伸的矩阵队列安置在所述建设平台上，从而形成多套数据仓组，所述数据仓组上端的平台上放置所述温差能发电系统和所述中控系统，所述数据仓组的侧边设有抽吸深海冷水的冷水管，所述冷水管抽吸的深海冷水用作所述温差能发电系统的工质冷源。

3.根据权利要求2所述的联合数据中心余热利用的温差能发电系统，其特征在于，所述温差能发电系统还包括透平机、气液分离器和冷凝器，其中，所述气液分离器的气态工质入口与所述数据中心系统的工质出口相连通，所述气液分离器的气态工质出口与所述透平机的工质入口相连通，所述透平机的乏气工质出口与所述冷凝器的入口相连通，所述冷水管通过带有冷水泵的管道连接至所述冷凝器，所述冷凝器的液态工质出口与所述数据中心系统的工质入口相连通。

4.根据权利要求3所述的联合数据中心余热利用的温差能发电系统，其特征在于，所述温差能发电系统还包括储液罐，所述储液罐用于暂存受冷液化的液态工质，所述储液罐设置于所述冷凝器的液态工质出口与所述数据中心系统的工质入口相连通的管道上，其中，所述储液罐的入口管道上设置有止向阀且所述储液罐的出口管道上设置有工质泵，所述冷凝器的出口管道上设有工质泵。

5.根据权利要求4所述的联合数据中心余热利用的温差能发电系统，其特征在于，所述温差能发电系统还包括气罐，所述气罐用于暂存气态工质，所述气罐设置于所述气液分离器的气态工质入口与所述数据中心系统的工质出口相连通的管道上，其中，所述气罐的入口管道上设置有单向阀和多相流量计，且所述气罐的出口管道上设置有安全阀和控制阀。

6.根据权利要求2所述的联合数据中心余热利用的温差能发电系统，其特征在于，每个所述数据仓至少单独配置有一条工质流通管，所述工质流通管设置在所述数据仓的内部流通或外部流通，或设置在所述数据仓的单面、组合面或局部区域，所述工质流通管采用螺旋型、迂回型、螺旋迂回混合型的布管方式。

7.根据权利要求2所述的联合数据中心余热利用的温差能发电系统，其特征在于，所述数据仓配备有温度监控器和湿度监控器，所述温度监控器和所述湿度监控器均分别与所述数据中心系统控制信号连接。

8.根据权利要求1所述的联合数据中心余热利用的温差能发电系统，其特征在于，用于固定所述建设平台的固定支撑，所述固定支撑的顶部与所述建设平台连接而所述固定支撑的底部深入至海底泥面以下。

9.根据权利要求1所述的联合数据中心余热利用的温差能发电系统，其特征在于，所述温差能发电系统的工质包括纯工质材料或非共沸材料的任一种。

技术总结
本发明公开了一种联合数据中心余热利用的温差能发电系统，涉及数据中心和温差能发电的联合技术领域，其包括搭建于海面上的建设平台，所述建设平台上设置有数据中心系统、温差能发电系统和中控系统，其中，所述温差能发电系统用于冷却运作中的所述数据中心系统并利用所述数据中心系统在运作中产生的余热进行发电，至少部分发电产生的发电量供给至所述数据中心系统；所述中控系统与所述温差能发电系统和所述数据中心系统通信连接，根据所述数据中心系统运作中的温度，调配所述温差能发电系统的供冷量和发电量。本发明联合数据中心系统和温差能发电系统，在对数据中心系统进行冷却的同时，可以利用数据中心系统在运作中产生的余热进行发电。

技术研发人员：欧芬兰,宁波,李博,周佳维,李晶
受保护的技术使用者：广州海洋地质调查局
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13