(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210641095.X (22)申请日 2022.06.08 (71)申请人 中国矿业大 学 地址 221000 江苏省徐州市大 学路1号 (72)发明人 凌云志　李晓昭　赵鹏　折晓会　 (74)专利代理 机构 北京淮海知识产权代理事务 所(普通合伙) 32205 专利代理师 薛茹丹 (51)Int.Cl. H05K 7/20(2006.01) F24D 3/18(2006.01) F24D 19/10(2006.01) (54)发明名称 一种多能互补灾备 数据中心热 管理系统 (57)摘要 一种多能互补灾备数据中心热管 理系统， 包 括空冷模块、 地下水源制冷模块、 机械制冷模块、 地源热泵管 理模块和流体分配单元； 本发明采用 地下水源和土壤源热泵模块作为灾备或冗余空 调系统实现主机房制冷、 普通区采暖及人居环境 供生活热水， 具有高能量利用率， 高安全性和强 灾备属性； 采用机械制冷模块与间接蒸发冷却技 术相结合， 满足夏季等高温工况下制备冷水的需 求， 具有良好的气候适应性； 该系统集供冷、 采暖 和供热水多重功能于一体， 实现了数据中心全年 自然冷却， 满足在夏季高温工况下制备冷水的需 求以及灾备情况下数据中心的制冷需求， 保证了 服务器高效运行的同时满足了人居环境采暖和 供热水的需求， 大幅度降低了数据中心的能耗。 权利要求书3页 说明书8页 附图6页 CN 114938611 A 2022.08.23 CN 114938611 A 1.一种多能互补灾备数据中心热管理系统， 其特征在于， 包括空冷模块(1)、 地下水源 制冷模块(2)、 机 械制冷模块(3)、 地源热泵管理模块(4)和流体分配单 元(601)； 所述空冷模块(1)位于地上， 其包括填料塔(101)、 表冷器(102)、 排风机(103)、 循环水 泵(104)、 板式换热器一(105)、 阀门一(106)、 阀门二(107)、 回水水泵一(108)、 蓄冷罐一 (109)、 充冷阀一(1 10)、 保冷阀一(1 11)和放冷阀一(1 12)； 所述地下水源制冷模块(2)包括地下水源(201)、 供水水泵(203)、 原水循环阀组(204)、 板式换热器二(205)、 回水水泵二(206)、 冷却水循环阀组(207)、 蓄冷罐二(208)、 充冷阀二 (209)、 保 冷阀二(210)和放冷阀二(21 1)； 所述机械制冷模块(3)位于地下， 其包括空冷单元和水冷单元， 空冷单元包括冷凝器一 (301)、 蒸发器一(302)、 压缩机一(303)、 膨胀阀一(304)， 水冷单元包括冷凝器二(305)、 蒸 发器二(3 06)、 压缩机二(3 07)和膨胀阀二(3 08)； 所述地源热泵管理模块(4)位于地下， 其包括地埋管(401)、 地埋管控制阀组(402)、 热 泵机组(403)、 生活热水模块(404)和制冷采暖模块组(405)； 所述生活热水模块(404)设置 在办公场 所(5)中， 其包括水阀(406)、 生活热水循环水泵(407)、 热水储水装置(408)、 电加 热器(409)和取水装置(426)； 所述制冷采暖模块组(405)设置在普通区(7)中， 其包括制冷 采暖模块控制阀组一(410)、 制冷采暖模块控制阀组二(411)、 制冷采暖模块控制阀组三 (412)、 制冷蓄冷控制阀组(413)、 蓄冷罐三(414)、 采暖控制阀组(415)、 板式换热器三 (416)、 风机盘管控制阀组(417)、 风机盘管单体控制阀组(418)、 风机盘管(419)、 充冷阀三 (420)、 保 冷阀三(421)和放冷阀三(42 2)； 所述流体分配单 元(601)设置在主机房(6)中； 所述表冷器(102)至少为2个， 安装在填料塔(101)的外表面， 所述排风机(103)安装在 填料塔(101)的顶部排气口中； 所述循环水泵(104)的吸水口与填料塔(101)底部的排水口 连接， 其排水口依次通过板式换热器一(105)的一次侧与冷凝器一(301)的进水口连接,冷 凝器一(301)的出水口与表冷器(102)的进水口连接， 表冷器(102)的出水口与填料塔(101) 内部的液体喷淋器连接； 所述压缩机一(303)的吸气口、 排气口分别与蒸发器一(302)的冷 媒出口、 冷凝器一(301)的冷媒进口连接， 蒸发器一(302)的冷媒进口通过膨胀阀一(304)与 冷凝器一(301)的冷媒出口连接； 所述回水水泵一(108)的吸水口与设置在主机房(6)中的 流体分配单元(601)的出水口连接， 回水水泵一(108)的排水口通过板式换热器一(105)的 二次侧与阀门一(106)的一端连接， 阀门一(106)的另一端分为两 路， 一路通过阀门二(107) 与回水水泵一(108)的排水口连接， 另一路与蒸发器一(302)的进 水口连接， 蒸发器一(302) 的出水口通过充冷阀一(110)与 蓄冷罐一(109)的进水口连接， 蓄冷罐一(109)的出水口通 过放冷阀一(112)与流体分配单元(601)的进水口连接， 蒸发器一(302)的出水口还通过保 冷阀一(1 11)与流体分配单 元(601)的进水口连接； 所述原水循环阀组(204)由原水循环阀A(212)和原水循环阀B(213)组成； 所述冷却水 循环阀组(207)由冷却水循环阀A(214)和冷却水循环阀B(215)组成； 所述供水水泵(203)的 吸水口通过主供水管路与地下水源(201)连接， 其排水口依次通过原水循环阀组(204)中的 原水循环阀A(212)、 板式换热器二(205)的一次侧与冷凝器二(305)的进水口连接， 冷凝器 二(305)的出水口通过原水循环阀B(213)与主回水管路的一端连接， 主 回水管路的另一端 与地下水源(201)连接；权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114938611 A 2所述压缩机二(307)的吸气口、 排气口分别与蒸发器二(306)的冷媒出口、 冷凝器二 (305)的冷媒进口连接， 蒸发器二(306)的冷媒进口通过膨胀阀二(308)与冷凝器二(305)的 冷媒出口连接； 回水水泵二(206)的吸水口通过冷却水循环阀A(214)与流体分配单元(601) 的出水口连接， 其排水口与蒸发器二(306)的进水口连接， 蒸发器二(306)的出水口通过板 式换热器二(205)的二次侧与冷却水循环阀B(215)的一端连接， 冷却水循环阀B(215)的另 一端通过充冷阀二(209)与蓄冷罐二(208)的进水口连接， 蓄冷罐二(208)的出水口通过放 冷阀二(211)与流体分配单元(601)的进水口连接， 冷却水循环阀B(215)的另一端还通过保 冷阀二(210)与流体分配单 元(601)的进水口连接； 所述地埋管路控制阀组(402)由地埋管路控制阀A(423)、 地源侧水泵(424)和地埋管路 控制阀B(425)组成， 地源侧水泵(424)的吸水口通过地埋管路控制阀A与地埋管(401)的供 水口连接， 其排水口与热泵机组(403)地源侧的进水口连接， 热泵机组(403)地源侧的出水 口通过地 埋管路控制阀B(425)与地 埋管(401)的回水口连接； 所述热泵机组(403)用户侧的出水口一、 用户侧的回水口一分别与生活热水循环水泵 (407)的吸水口、 热水储水装置(408)的出水口一连接， 生活热水循环水泵(407)的排水口与 热水储水装置(408)的进水口一连接， 热水储水装置(408)的出水口二与电加热器(409)的 进水口连接， 电加热器(409)的出水口通过连接有多个取水装置(426)的循环管路与热水储 水装置(408)的进水口二连接， 热 水储水装置(408)的供 水管路上串接有水阀(40 6)； 所述制冷采暖控制阀组一(410)由制冷采暖控制阀一A(427)、 制冷采暖水泵一(428)和 制冷采暖控制阀一B(429)组成， 所述制冷采暖控制阀组二(411)由制冷采暖控制阀二A (430)、 制冷采暖水泵二(431)和制冷采暖控制阀二B(432)组成； 所述制冷蓄冷控制阀组 (413)由制冷蓄冷控制阀A(433)、 制冷蓄冷水泵(434)和制冷蓄冷控制阀B(435)组成； 所述 风机盘管控制阀组(417)由风机盘管控制阀A(436)、 风机盘管水泵(437)和风机盘管控制阀 B(438)组成； 制冷采暖模块控制阀组三(412)由制冷采暖模块控制阀三A(439)和制冷采暖 模块控制阀三B(440)组成； 所述采暖控制阀组(415)由采暖控制阀A(441)和采暖控制阀B (442)组成； 所述风机盘管单体控制阀组(418)由风机盘管单体控制阀A(443)、 风机盘管单 体控制阀B(444)组成； 风机盘管(419)的数量为多个， 风机盘管(419)的进水口和出水口分 别串接有风机盘管 单体控制阀B(4 44)和风机盘管 单体控制阀A(4 43)； 所述制冷蓄冷水泵(434)的吸水口通过制冷蓄冷控制阀A(433)与流体分配单元(601) 的出水口连接， 其排水口分别与制冷采暖控制阀二B(432)的进水口、 制冷采暖模块控制阀 三A(439)的一端相连， 制冷采暖模块控制阀三A(439)的另一端分别与采暖控制阀A(441)的 出水口、 制冷采暖控制阀一B(429)的进水口连接， 采暖控制阀A(441)的进水口依次通过板 式换热器三(416)的一次侧与采暖控制