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基于液冷数据中心余热的CO2储能系统

发布时间: 2025-09-22

基本信息

合作方式： 技术服务
成果类型： 发明专利,实用新型专利,著作权,外观设计,新技术
行业领域：
新一代信息技术产业,互联网与云计算、大数据服务
成果介绍
针对数据中心降本增效、绿色低碳的需求，项目团队基于数据中心液冷及CO2储能的技术优势，研发了多种液冷数据中心与CO2储能系统相互耦合的技术工艺方案并进行了方案涉及，以提高数据中心的清洁能源渗透率。本方案面向喷淋式液冷数据中心的余热，以热泵及CO2发电循环为基础构建了储能系统。成果1：通过筛选液冷介质，设计喷淋式液冷系统流程，液冷介质出口温度可达60℃，且系统电能利用效率PUE不超过1.1。成果2：对于CO2储能系统，基于建立的工艺仿真模型，并以常压水作为储热介质，基于实际设备的运行效能，得到系统在储热温度95℃时设计效率不低于65%。成果3：在此基础上，确定了储能容量100kWx0.5h系统样机的设计方案及运行控制流程，绘制了系统的PID图、施工图、三维模型图、安装图，完成了液冷数据中心余热验证系统及CO2储能发电系统的关键设备选型，并通过集成撬装实现了系统样机的小型化及轻量化，样机电电转换效率达55%以上。基于上述研究，已发表相关论文10余篇，申请发明专利30余项。
成果亮点
1）采用喷淋式液冷方式实现数据中心的冷却，同时液冷介质的余热既可作为热泵的低温热源，也可作为CO2发电系统的加热源； 2）构建了数据中心喷淋式液冷系统流程，明确了相关工艺参数，经第三方鉴定，液冷介质出口温度可达60℃，且系统电能利用效率PUE不超过1.1； 3）构建了基于中低温热泵及CO2发电循环的储能系统，并以常压水作为储热介质，经第三方鉴定，系统在发电循环冷却水温度20℃下设计电-电效率不低于65%； 4）基于理论研究，已完成储能样机的设备选型、系统集成及运行控制方案，正加速推进样机的建造，储能效率达55%以上。
团队介绍
项目团队由中国长江三峡集团有限公司科学技术研究院牵头（科研院）、中国长江电力股份有限公司，联合中南大学、中国特种设备检测研究院、石家庄安瑞科气体机械有限公司、华中科技大学、北京前沿动力科技有限公司组成。目前，科研院在物理储能领域具有较为丰富的科技攻关经验，项目负责人蔺新星博士，先后主持或执行《乌兰察布“源网荷储一体化”关键技术研究与示范应用》、《超临界CO2循环优化及动态仿真的关键技术研究》等3项三峡集团或科研院重点科研项目，内蒙“十四五”重大科技专项《面向风光耦合的多源蓄热式压缩空气储能关键技术研究》、国家“十四五”重大科技专项《基于氢膨胀机的液化验证装置及系统测试》等5项国家级或省部级重点课题，已授或受理权相关专利百余项，发表论文数十篇，参编团体标准8项，参编国家标准1项。
成果资料