[实用新型]一种液化天然气冷能综合利用系统

说明书

本实用新型涉及一种液化天然气冷能综合利用系统，所述综合利用系统包括彼此相连的LNG冷能海水脱盐融冰系统和淡水蓄水池，还包括彼此相连的数据中心空调系统和空调蓄冷水池；由所述空调蓄冷水池出发的空调冷冻水管，先通至所述淡水蓄水池内的空调冷冻水冷却盘管，再通至所述LNG冷能海水脱盐融冰系统融冰槽内的空调冷冻水冷却盘管，最后返回所述空调蓄冷水池，形成空调冷冻水冷却循环管路。本实用新型充分利用LNG气化过程所释放的大量冷能和数据中心释放的大量余热，最终得到满足部分工农业生产或民用要求的淡水资源，同时保证数据中心的稳定运行并降低其能耗，最大限度地保证工业化生产的连续性并同时降低海水淡化和数据中心的运行成本。

技术领域

本实用新型涉及油气储运、工程热物理、海洋资源利用技术、水处理技术、建筑环境与能源应用工程的交叉领域，具体涉及了一种液化天然气(LNG)冷能用于海水淡化和数据中心空调的冷能综合利用系统。

背景技术

LNG是常压、低温(-162℃)下的液态天然气，在进入管道输送、用作燃料或化工原料之前均需气化后使用，LNG气化时理论上会释放830kJ/kg的冷能。进口LNG接收站一般建在海港附近，LNG气化释放的冷能通常直接排放到海水中，随着接收站规模的不断扩大，大量的冷能对附近海域的生态环境构成影响。若能将这部分冷能用于海水淡化和数据中心空调系统，则既可以减轻LNG冷能对码头附近海域生态环境的影响，又可降低冷冻法海水淡化和数据中心空调系统的能耗，具有节能、节水、减少碳排放、综合利用能源资源的意义。随着天然气在我国一次能源消费结构中所占比重的大幅度提高，沿海地区进口LNG码头发展迅速，这不仅为LNG冷能利用产业的发展提供了可能性，也使其成为必然的要求。

作为互联网、云计算和大数据等产业的重要基础设施之一，数据中心的迅猛发展更是史无前例。数据中心的能耗不但包括IT设备的能耗，还包括空调制冷系统、电源系统和照明系统等辅助设施的能耗。其中，空调系统能耗占数据中心总能耗的比例约为40％，占比仅次于IT设备能耗。因此，降低空调系统能耗是提高数据中心能效、降低其运行成本的关键。数据中心全年运行、密集排列的IT设备散热使其成为一个全年基本稳定的热源，而空调耗能则主要用于维持数据机房的温湿度，排除设备散热，其特点是需要全年运行并提供全年基本恒定的冷量。

冷冻法脱盐作为海水淡化的方法之一，冷源可以采用天然冷源和人工冷源，前者受地理气候条件所限，难以大范围工业化采用，后者需要消耗大量的能源(制冷过程往往需要消耗高品位的电能)。LNG接收站能够为采用冷冻法海水淡化提供低成本的冷源，但基于冷冻法的海水淡化过程中冷能只是被转移至海水，用于海水相变从而分离盐分和水，冷能本身并不被消耗。如果要得到产品水，仍然需要将被冷冻及脱盐的冰融化为淡水。因此现有高脱盐率的海水淡化技术中的复合脱盐过程仍然需要有热源，这个热源可以是天然热源如海水或空气，也可以是余废热能或消耗一部分其他能源，如采用电能的微波处理或采用其他热源营造一个稳定的热环境。采用天然热源受制于自然环境及气候变化，难以人工加以控制，消耗一部分其他能源难免增加淡化海水的成本。因此，充分利用数据机房全年稳定的余热作为基于冷冻法的复合海水淡化工艺热源，是十分理想的工业余冷及余热综合利用方式。