專利名稱：一種分布式機房節能系統的制作方法
技術領域：
一種分布式機房節能系統技術領域[0001]本實用新型涉及一種分布式機房制冷及大廈制熱、發電為一體的節能系統。
技術背景[0002]分布式機房一般采用傳統動力系統技術開發以及商業化努力主要著眼于單獨設 備，例如，集中供熱、直燃式中央空調及發電設備。這些設備共同問題單一目標下能 耗高，忽視環境影響和不合理能源價格情況下，具有一定經濟效益。從科技技術角度出 發，這些設備都尚未達到有限能源資源高效和綜合利用。例如集中式發電——遠程送 電比較大型發電廠發電效率-般為35%-55%，扣除廠用電和線損率，終端利用效率只 能達到30-47%。實用新型內容[0003]本實用新型所要解決的技術問題是提供一種分布式機房節能系統，實現對分布 式機房常年制冷，并實現冬季對大廈的制熱，結合制冷、供熱、發電的三聯產系統可以 大幅度提高系統能源利用率的優勢，實現對能源的綜合利用，節約能源。[0004]本實用新型解決上述技術問題的技術方案如下一種分布式機房節能系統，包 括冷卻塔、對分布式機房進行制冷的熱交換單元、制冷機、用于發電的燃氣輪機、供暖 單元和衛生熱水單元；其中，所述冷卻塔與所述制冷機通過第一循環回路連接；所述制 冷機與所述熱交換單元通過第二循環回路連接；所述冷卻塔與所述熱交換單元通過第三 循環回路連接；所述燃氣輪機通過通過煙氣管道與制冷機連接；所述供暖單元和所述衛 生熱水單元分別與所述制冷機連接。[0005]本實用新型的有益效果是通過冷卻塔、制冷機、熱交換單元、第一循環回路 和第二循環回路，在夏天實現對分布式機房的制冷；通過冷卻塔、熱交換單元和第三循 環回路，在冬天實現對分布式機房的制冷；燃氣輪機發電，為分布式機房提供電力，并 且通過煙氣管道將發電時產生的熱量傳送給制冷機，所述制冷機利用該熱量制造衛生熱 水，并通過衛生熱水單元進行供給；冬天時，所述制冷機還利用該熱量通過供暖單元進 行供暖。其中，冷卻塔在冬季在作為分布式機房制冷設備，在夏季作為制冷機的冷源。 本實用新型的分布式機房節能系統實現了能源的綜合利用，實現了冷熱電聯產，能源利 用率可達到80%。[0006]在上述技術方案的基礎上，本實用新型還可以做如下改進。[0007]進一步，所述熱交換單元包括通過二次循環回路連接的板式換熱器和相變機 組，以及與變相機組連接的三次循環回路；所述板式換熱器通過第二循環回路與所述制 冷機連接，并通過第三循環回路與冷卻塔連接；所述變相機組通過三次循環回路對分布 式機房進行制冷。[0008]采用上述進一步方案的有益效果是，板式換熱器實現了二次循環回路與第二循 環回路之間以及二次循環回路與第三循環回路之間的熱量交換，相變機組既可當作儲能系統又可起到穩定溫度的作用。[0009]進一步，所述二次循環回路包括連接于板式換熱器和相變機組之間的二次循環 水循環管道和設置于其上的二次循環泵。[0010]采用上述進一步方案的有益效果是，實現板式換熱器和相變機組之間的水循 環。[0011]進一步，所述三次循環回路包括分別與所述變相機組連接的三次循環水出水管 道和三次循環水回水管道，以及設置于三次循環水出水管道上的三次循環泵。[0012]采用上述進一步方案的有益效果是，實現了變相機組與分布式機房之間的水循 環，提供了分布式機房的水冷載體。[0013]進一步，所述制冷機為溴化鋰吸收式制冷機。[0014]采用上述進一步方案的有益效果是，可以制冷和制熱。[0015]進一步，所述第一循環回路包括連接于所述冷卻塔和所述制冷機之間的冷卻回 水管道和冷卻出水管道；所述冷卻回水管道和冷卻出水管道上分別設有電動閥E和電動 閥F;在所述冷卻出水管道上，冷卻塔和電動閥F之間設有冷卻塔循環泵。[0016]進一步，所述第二循環回路包括連接于所述制冷機與所述熱交換單元之間的一 次循環水回水管道和一次循環水出水管道；所述一次循環水回水管道和一次循環水出水 管道上分別設置電動閥D和電動閥C;在所述一次循環水出水管道上，制冷機和電動閥C 之間設有一次循環泵。[0017]進一步，所述第三循環回路包括冷卻回水管道、冷卻出水管道、一次循環水回 水管道和一次循環水出水管道；所述冷卻回水管道和冷卻出水管道的一端分別與冷卻塔 連接；所述一次循環水回水管道和一次循環水出水管道的一端分別與所述熱交換單元連 接；所述冷卻回水管道的另一端與所述一次循環水出水管道的另一端連接；所述冷卻出 水管道的另一端與所述一次循環水回水管道的另一端連接；所述冷卻出水管道上設有冷 卻塔循環泵；所述一次循環水回水管道和一次循環水出水管道上分別設有電動閥A和電 動閥B。[0018]采用上述進一步方案的有益效果是，冷卻塔循環泵和一次循環泵實現了循環水 的流動，通過分別控制各個電動閥的開啟和關閉實現了在冬夏兩季不同熱循環，使得本 實用新型適用于冬夏兩季。[0019]進一步，所述供暖單元包括分別與所述制冷機連接的熱水回水管道和熱水出水 管道，所述熱水回水管道和熱水出水管道上分別設有電動閥J和電動閥K;在所述熱水出 水管道上，電動閥K和制冷機之間設有一次循環泵。[0020]進一步，所述衛生熱水單元包括與所述制冷機連接的衛生熱水出水管道和衛生 水進水管道，其中所述衛生熱水出水管道上設有衛生熱水泵。[0021]采用上述進一步方案的有益效果是，通過燃氣輪機發電產生的熱量制造用于供 暖的熱水和用于其他用途的衛生熱水，并分別通過上述熱水出水管道、熱水回水管道進 行供暖，以及通過熱水出水管道提供衛生熱水，從而實現了能源的綜合利用。
[0022]圖1為本實用新型分布式機房節能系統的示意圖。[0023]附圖中，各標號所代表的部件列表如下[0024]1、冷卻塔組，2、板式換熱器，3、相變機組，4、溴化鋰吸收式制冷機，5、燃 氣輪機，6、冷卻塔循環泵，7、一次循環泵，8、二次循環泵，9、三次循環泵，10、衛 生熱水泵，11、電動閥A，12、電動閥B,13、電動閥C，14、電動閥D，15、電動閥E， 16、電動閥F，17、電動閥J，18、電動閥K，19、冷卻水回水管道，20、冷卻水出水管 道，21、一次循環水回水管道，22、一次循環水出水管道，23、二次循環水循環管道， 24,三次循環水出水管道，25、三次循環水回水管道，26、熱水回水管道，27、熱水出 水管道，28、衛生熱水出水管道，29、衛生水進水管道，30、煙氣管道，31、煙筒， 32、燃氣進氣管道，33、空氣進氣管道，34、電力輸出線路。
具體實施方式
[0025]
以下結合附圖對本實用新型的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本實 用新型，并非用于限定本實用新型的范圍。[0026]如圖1所示，本實用新型分布式機房節能系統包括冷卻塔組1、板式換熱器2、 相變機組3、溴化鋰吸收式制冷機4、燃氣輪機5、冷卻塔循環泵6、一次循環泵7、二次 循環泵8、三次循環泵9、衛生熱水泵10、電動閥All、電動閥B12、電動閥C13、電動 閥D14、電動閥E15、電動閥F16、電動閥J17、電動閥K18、冷卻水回水管道19、冷卻 水出水管道20、一次循環水回水管道21、一次循環水出水管道22、二次循環水循環管道 23、三次循環水出水管道對、三次循環水回水管道25、熱水回水管道沈、熱水出水管道 27、衛生熱水出水管道觀、衛生水進水管道四、煙氣管道30、煙筒31、燃氣進氣管道 32、空氣進氣管道33、和電力輸出線路34。[0027]冷卻塔組1和溴化鋰吸收式制冷機4之間通過冷卻水回水管道19和冷卻水出水 管道20連接，冷卻水回水管道19和冷卻水出水管道20上分別設有電動閥E15和電動閥 F16 ；在冷卻水出水管道20上，在電動閥F16和冷卻塔組1之間設有冷卻塔循環泵6。[0028]板式換熱器2和溴化鋰吸收式制冷機4之間通過一次循環水回水管道21和一次 循環水出水管道22連接，一次循環水回水管道21和一次循環水出水管道22上分別設有 電動閥C13和電動閥D14 ；在一次循環水出水管道22上，在電動閥C13和溴化鋰吸收式 制冷機4之間設有一次循環泵7。[0029]在冷卻水出水管道20和一次循環水回水管道21之間通過電動閥All連接；其 中，電動閥All的一端連接在冷卻水出水管道20上冷卻塔循環泵6和電動閥F16之間， 電動閥All的另一端連接在一次循環水回水管道21上板式換熱器2和電動閥D14之間。[0030]在冷卻水回水管道19和一次循環水出水管道22之間通過電動閥B12連接；其 中，電動閥B12的一端連接在冷卻水回水管道19上冷卻塔組1和電動閥E15之間；電動 閥All的另一端連接在一次循環水出水管道22上板式換熱器2和電動閥C13之間。[0031]板式換熱器2和相變機組3通過二次循環水循環管道23連接，二次循環水循環 管道23上設有二次循環泵。相變機組3通過三次循環水出水管道M和三次循環水回水 管道25給分布式機房冷卻，三次循環水出水管道M上設有三次循環泵9。[0032]燃氣輪機5通過煙氣管道30與溴化鋰吸收式制冷機4連接，并且燃氣輪機5上 設有燃氣進氣管道32、空氣進氣管道33和電力輸出線路34。[0033]熱水回水管道沈的一端與溴化鋰吸收式制冷機4連接，熱水出水管道27的一端 連接于一次循環水出水管道22上電動閥C13和一次循環泵7之間；熱水回水管道沈和 熱水出水管道27上分別設有電動閥J17和電動閥K18。[0034]溴化鋰吸收式制冷機4上還設有衛生熱水出水管道28和衛生水進水管道四，其 中，衛生熱水出水管道觀上設有衛生熱水泵10。另外，溴化鋰吸收式制冷機4還設有煙 筒31。[0035]其中冷卻塔組1的作用是冬季作為分布式機房制冷設備，夏季作為溴化鋰吸 收式制冷機冷源；板式換熱器2的作用是一次循環水與二次循環水的熱交換；相變機 組3的作用是既當作儲能系統又可起到穩定溫度的作用；溴化鋰吸收式制冷機的作用 是制冷和制熱；燃氣輪機5的作用是發電，供給溴化鋰吸收式制冷機高溫煙氣。電 動閥All、電動閥B12、電動閥C13、電動閥D14、電動閥E15、電動閥F16、電動閥J17 和電動閥K18的配合開關可實現夏季運行方式和冬季運行方式的切換。冷卻塔循環泵6 的作用是對冷卻水進行加壓，把水打到冷卻塔，形成循環。二次循環泵8的作用是 對二次循環水進行加壓，把換熱器中的冷量置換到相變機組3中，形成循環。三次循環 泵9的作用是對三次循環水進行加壓，把三次循環水送入分布式機房制冷系統中，形 成循環。一次循環泵7的作用是夏季，把溴化鋰吸收式制冷機4制出的冷凍水進行加 壓，使冷凍水在溴化鋰吸收式制冷機4和板式換熱器2之間形成循環；冬季，把溴化鋰吸 收式制冷機4制出的熱水進行加壓，把熱水送入采暖系統中。冷卻水回水管道19、冷卻 水出水管道20、一次循環水回水管道21、一次循環水出水管道22、二次循環水循環管道 23、三次循環水出水管道對、三次循環水回水管道25、熱水回水管道沈、熱水出水管道 27、衛生熱水出水管道觀以及衛生水進水管道四的作用是使其中的冷水可實現流動、 循環。煙氣管道30的作用是把溴化鋰吸收式制冷機4和燃氣輪機5連接起來，使燃氣 輪機5發電后的高溫煙氣通過煙氣管道30進入溴化鋰吸收式制冷機4中。煙筒31的作 用是把溴化鋰吸收式制冷機4的煙氣拋入大氣中。燃氣進氣管道32的作用是與市政 燃氣管道連接，使市政燃氣進入使燃氣輪機5中。空氣進氣管道33的作用是使空氣進 入燃氣輪機5中。電力輸出線路34的作用是燃氣輪機5發的電通過電力輸出線路34 輸入到電力系統中。[0036]本實用新型的運行方式分為夏季運行方式和冬季運行方式，二種運行方式的切 換由電動閥All、電動閥B12、電動閥C13、電動閥D14、電動閥E15、電動閥F16、電 動閥J17和電動閥K18，以及溴化鋰吸收式制冷機4的內部控制實現。下面對二種運行 方式進行描述[0037]夏季運行方式夏季運行時首先打開電動閥C13、電動閥D14、電動閥E15和電 動閥F16，關閉電動閥All、電動閥B12、電動閥J17和電動閥K18。然后燃氣通過燃氣 進氣管道32進入燃氣輪機5，同時空氣通過空氣進氣管道33進入燃氣輪機5，一方面混 合燃燒驅動燃氣輪機5發電，發的電通過電力輸出線路34輸出，輸出地電力一路供制冷 制熱設備使用，一路供分布式機房設備使用，一路供辦公、照明使用。另一方面天然氣 燃燒后的高溫煙氣通過煙氣管道30驅動溴化鋰吸收式制冷機4，被吸熱后的煙氣通過煙 筒31拋入空氣中。在煙氣驅動溴化鋰吸收式制冷機4運行時，吸收了大量的溴化鋰吸收 式制冷機4中的熱量的冷卻水，經過冷卻塔循環泵6增壓，通過冷卻水出水管道20進入冷卻塔組1降溫，降溫后的冷卻水通過冷卻水回水管道19再次進入溴化鋰吸收式制冷機 4，以此循環。一方面溴化鋰吸收式制冷機4把制出的冷凍水通過一次循環泵7經由一次 循環水出水管道22送入板式換熱器2中進行換熱，換熱后的冷凍水經由一次循環水回水 管道21回到溴化鋰吸收式制冷機4的制冷系統中，以此循環。置換冷量后的二次冷凍水 通過二次循環泵8經由二次循環水循環管道23把冷量置換到相變機組3中，三次循環泵9 再把相變機組3中的冷凍水經由三次循環水出水管道M送入分布式機房，對機房的設備 進行制冷，制冷后的冷凍水經由三次循環水回水管道25回到相變機組3中，以此循環。 另一方面溴化鋰吸收式制冷機4把通過衛生水進水管道四進來的自來水加熱后，通過衛 生熱水泵10加壓，經由衛生熱水出水管道28送入衛生熱水用水系統中。[0038]冬季運行方式冬季運行時首先關閉電動閥C13、電動閥D14、電動閥E15和電 動閥F16，打開電動閥All、電動閥B12、電動閥J17和電動閥K18。然后燃氣通過燃氣 進氣管道32進入燃氣輪機5，同時空氣通過空氣進氣管道33進入燃氣輪機5，一方面混 合燃燒驅動燃氣輪機5發電，發的電通過電力輸出線路34輸出，輸出地電力一路供制冷 制熱設備使用，一路供分布式機房設備使用，一路供辦公、照明使用。另一方面天然氣 燃燒后的高溫煙氣通過煙氣管道30驅動溴化鋰吸收式制冷機4，被吸熱后的煙氣通過煙 筒31拋入空氣中。由于冬季室外溫度低，溴化鋰吸收式制冷機4制冷系統停止運行，只 生產熱量，一方面產生的熱量把通過衛生水進水管道四進來的自來水加熱后，通過衛生 熱水泵10加壓，經由衛生熱水出水管道觀送入衛生熱水用水系統中。另一方面產生的 熱量通過一次循環泵7經由熱水出水管道27大廈的冬季采暖系統中，給大廈供熱后的溫 水通過熱水回水管道沈返回溴化鋰吸收式制冷機4，以此循環。而分布式機房的制冷經 由冷卻塔組1冷卻直接供給冷卻塔組1制出的冷量通過冷卻水回水管道19經過一次循 環水出水管道22送入板式換熱器2中進行換熱，后經由一次循環水回水管道21回到冷卻 塔循環泵6中，經過冷卻塔循環泵6加壓后進入冷卻塔組1再制冷，以此循環。置換冷 量后的二次循環冷凍水通過二次循環泵8經由二次循環水循環管道23把冷量置換到相變 機組3中進行恒溫輸出，三次循環泵9再把相變機組3中的恒溫冷量通過冷凍水經由三次 循環水出水管道M送入分布式機房，對機房的設備進行制冷，制冷后經由三次循環水回 水管道25回到相變機組3中，以此循環。[0039]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，并不用以限制本實用新型，凡在本實 用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新 型的保護范圍之內。
權利要求1.一種分布式機房節能系統，其特征在于包括冷卻塔、對分布式機房進行制冷的 熱交換單元、制冷機、用于發電的燃氣輪機、供暖單元和衛生熱水單元；其中，所述冷 卻塔與所述制冷機通過第一循環回路連接；所述制冷機與所述熱交換單元通過第二循環 回路連接；所述冷卻塔與所述熱交換單元通過第三循環回路連接；所述燃氣輪機通過通 過煙氣管道與制冷機連接；所述供暖單元和所述衛生熱水單元分別與所述制冷機連接。
2.根據權利要求1所述的分布式機房節能系統，其特征在于所述熱交換單元包 括通過二次循環回路連接的板式換熱器和相變機組，以及與變相機組連接的三次循環回 路；所述板式換熱器通過第二循環回路與所述制冷機連接，并通過第三循環回路與冷卻 塔連接；所述變相機組通過三次循環回路對分布式機房進行制冷。
3.根據權利要求2所述的分布式機房節能系統，其特征在于所述二次循環回路 包括連接于板式換熱器和相變機組之間的二次循環水循環管道和設置于其上的二次循環 泵。
4.根據權利要求2所述的分布式機房節能系統，其特征在于所述三次循環回路包 括分別與所述變相機組連接的三次循環水出水管道和三次循環水回水管道，以及設置于 三次循環水出水管道上的三次循環泵。
5.根據權利要求1所述的分布式機房節能系統，其特征在于所述制冷機為溴化鋰 吸收式制冷機。
6.根據權利要求1至5任一項所述的分布式機房節能系統，其特征在于所述第一循 環回路包括連接于所述冷卻塔和所述制冷機之間的冷卻回水管道和冷卻出水管道；所述 冷卻回水管道和冷卻出水管道上分別設有電動閥E和電動閥F ；在所述冷卻出水管道上， 冷卻塔和電動閥F之間設有冷卻塔循環泵。
7.根據權利要求1至5任一項所述的分布式機房節能系統，其特征在于所述第二循 環回路包括連接于所述制冷機與所述熱交換單元之間的一次循環水回水管道和一次循環 水出水管道；所述一次循環水回水管道和一次循環水出水管道上分別設置電動閥D和電 動閥C;在所述一次循環水出水管道上，制冷機和電動閥C之間設有一次循環泵。
8.根據權利要求1至5任一項所述的分布式機房節能系統，其特征在于所述第三 循環回路包括冷卻回水管道、冷卻出水管道、一次循環水回水管道和一次循環水出水管 道；所述冷卻回水管道和冷卻出水管道的一端分別與冷卻塔連接；所述一次循環水回水 管道和一次循環水出水管道的一端分別與所述熱交換單元連接；所述冷卻回水管道的另 一端與所述一次循環水出水管道的另一端連接；所述冷卻出水管道的另一端與所述一次 循環水回水管道的另一端連接；所述冷卻出水管道上設有冷卻塔循環泵；所述一次循環 水回水管道和一次循環水出水管道上分別設有電動閥A和電動閥B。
9.根據權利要求1至5任一項所述的分布式機房節能系統，其特征在于所述供暖單 元包括分別與所述制冷機連接的熱水回水管道和熱水出水管道，所述熱水回水管道和熱 水出水管道上分別設有電動閥J和電動閥K;在所述熱水出水管道上，電動閥K和制冷機 之間設有一次循環泵。
10.根據權利要求1至5任一項所述的分布式機房節能系統，其特征在于所述衛生 熱水單元包括與所述制冷機連接的衛生熱水出水管道和衛生水進水管道，其中所述衛生 熱水出水管道上設有衛生熱水泵。
專利摘要本實用新型涉及一種分布式機房節能系統，包括冷卻塔、對分布式機房進行制冷的熱交換單元、制冷機、用于發電的燃氣輪機、供暖單元和衛生熱水單元；其中，所述冷卻塔與所述制冷機通過第一循環回路連接；所述制冷機與所述熱交換單元通過第二循環回路連接；所述冷卻塔與所述熱交換單元通過第三循環回路連接；所述燃氣輪機通過通過煙氣管道與制冷機連接；所述供暖單元和所述衛生熱水單元分別與所述制冷機連接。本實用新型在夏季和冬季實現對分布式機房的制冷的同時還可制造衛生熱水和進行供暖，實現了能源的綜合利用，實現了冷熱電聯產，能源利用率可達到80%。
文檔編號F25B27/02GK201811494SQ20102055783
公開日2011年4月27日 申請日期2010年10月12日 優先權日2010年10月12日
發明者鄒如飛 申請人:北京萬禾創新高新技術有限公司