一种水流势能回收发电系统的制作方法

1.本技术涉及服务器室散热设计技术领域，尤其涉及一种水流势能回收发电系统。

背景技术：

2.服务器是指网络环境下能够为网络用户提供集中计算、信息发表及数据管理等服务的专用计算机，而服务器室是用于集中放置多个服务器的集中室，或称机房。计算机芯片在高速运转过程中会产生大量热量，所有服务器产生的热量积累容易导致服务器室内部的温度急剧升高，服务器在高温环境下工作容易出现故障和损坏。
3.目前相关技术对服务器室进行降温时，通常会在服务器内部设置有多根冷却水管，各个冷却水管分别对应流经各个服务器并带走服务器产生的热量；所有冷却水管共同连接有循环水管，循环水管远离冷却水管的一端延伸至服务器室外部，通过空气与循环水管的热交换能够将热量排至外界空气中。各个冷却水管远离循环水管的一端共同连接有回流管，回流管与循环水管相连接，从而形成供内部流体循环流动的冷却回路；冷却回路中安装有水泵，用于驱使内部流体循环流动。
4.针对上述中的相关技术方案，发明人认为存在以下缺陷：
5.使用冷却水管内部的流体对服务器室进行循环降温时，需要持续对水泵进行通电使其工作；水泵长时间工作产生耗费的电能较大，存在能源浪费的情况。

技术实现要素：

6.为了减少水泵工作时的能源浪费情况，本技术提供了一种水流势能回收发电系统。
7.本技术提供的一种水流势能回收发电系统采用如下技术方案：
8.一种水流势能回收发电系统，包括设置于服务器室顶部的冷却塔，冷却塔为顶部敞口结构，冷却塔的侧壁设有通风孔；冷却塔内部架设有散热盘管，散热盘管位于通风孔的上方；服务器室内部设置有冷却水管，散热盘管的一端通过水泵连接于冷却水管，散热盘管的另一端连接有回流管，回流管呈竖直设置，回流管远离远离散热盘管的一端与冷却水管相连接；回流管的底部安装有用于利用流体的势能发电的水轮发电机组。
9.通过采用上述的技术方案，通过设置散热盘管于冷却塔内，散热盘管位于冷却水管的上方，冷却水管内部的流体（可以是水，也可以是其它冷却液）经由服务器吸收热量后可以通过水泵向上抽送至散热盘管中，并通过冷却塔的烟囱效应实现快速的热量交换，便于流体的快速降温；通过设置回流管，流体降温后流入回流管并重新进入冷却水管内，能够对流体进行循环利用，节约水资源；另外，通过设置水轮发电机组于竖直的回流管的底部，流体依靠重力作用流入回流管时能够将自身的重力势能转化为电能，从而为水泵以及服务器室内部的照明设备辅助供电，起到节约能源的作用。
10.可选的，通风孔设有多个，所有通风孔绕冷却塔的外周壁均匀布设；冷却塔的外侧设有环形挡板，环形挡板通过滑移结构滑动安装于冷却塔，环形挡板与冷却塔之间设有弹
性件，弹性件用于使环形挡板初始状态下位于通风孔的上方；环形挡板外侧连接有用于蓄水的蓄水结构，当蓄水结构内部逐渐蓄水时，环形挡板逐渐向下移动。
11.通过采用上述的技术方案，在晴天时，通过冷却塔顶部的敞口以及冷却塔侧面的通风孔能够使冷却塔内部的空气快速交换，以便于散热盘管内部流体的快速降温。当遇到下雨天气时，通过设置蓄水结构蓄存雨水，随着雨水的蓄存能够使蓄水结构的整体重量逐渐增大，环形挡板在蓄水结构的重力作用下能够通过滑移结构逐渐向下移动，最终环形挡板能够将所有通风孔遮挡住，而雨水落入冷却塔内部时可以积蓄于冷却塔内并漫过散热盘管，冷却水管中的流体通过水泵提升至散热盘管时能够与雨水发生快速的热量交换，有利于提高流体的冷却速率，进而增强服务器室内部的降温效果。
12.可选的，蓄水结构包括固定于环形挡板外壁的蓄水底板以及固定于蓄水底板侧边缘的侧挡板，侧挡板、蓄水底板以及环形挡板之间共同围成用于蓄水的蓄水区域；蓄水底板底部设有排水口，蓄水底板的下方安装有用于控制排水口启闭的控制组件。
13.通过采用上述的技术方案，通过设置蓄水底板和侧挡板，蓄水底板、侧挡板与环形挡板之间围成的蓄水区域能够顺利积蓄雨水，并使环形挡板在雨水的重力作用下向下移动。当天气转晴后，通过驱使控制组件将排水口开启，蓄水区域内部的雨水能够经由排水口快速排出，环形挡板在弹性件的弹力作用下重新移动至通风孔的上方，有利于冷却塔内部空气的正常流动。
14.可选的，控制组件包括固定于蓄水底板底部的伸缩部件以及固定于伸缩部件活动端的封口板，当所述伸缩部件动作时，所述伸缩部件驱使封口板移动至排水口的正下方。
15.通过采用上述的技术方案，通过设置伸缩部件控制封口板移动，封口板位于排水口的外侧，而当伸缩部件动作时可以驱使封口板移动至排水口并将排水口挡住，使得蓄水结构能够顺利蓄存雨水。
16.可选的，所述滑移结构包括开设于冷却塔外壁的滑移槽以及固定于环形挡板内壁的活动柱，滑移槽的延长方向与冷却塔的轴线方向同向设置，活动柱活动插接于滑移槽内部；弹性件固定于滑移槽的内底壁，弹性件的顶端连接于活动柱，弹性件迫使活动柱抵贴于滑移槽的内顶壁。
17.通过采用上述的技术方案，通过设置活动柱活动安装于滑移槽，活动柱在弹性件的作用下抵贴于滑移槽的内顶壁，使得环形挡板在初始状态下位于通风孔的上方；而随着蓄水结构内部雨水的积蓄，蓄水结构以及环形挡板所受的重力逐渐大于弹性件的弹性力，能够使活动柱逐渐向下移动，进而带动环形挡板逐渐向下移动并顺利挡住通风孔。
18.可选的，滑移槽贯通于冷却塔的外壁，活动柱穿过滑移槽并局部位于冷却塔内部；活动柱远离环形挡板的一端固定有挡水板，挡水板抵紧于冷却塔内壁并覆盖住滑移槽。
19.通过采用上述的技术方案，通过设置挡水板将滑移槽覆盖住，能够在降雨时减少冷却塔内部的雨水从滑移槽流出的情况，使得冷却塔内部能够顺利积蓄雨水并用于散热盘管内部流体的降温。
20.可选的，冷却塔的内壁安装有导流管，导流管远离冷却塔的一端连通于回流管，且导流管与冷却塔的连通处位于水轮发电机组的上方。
21.通过采用上述的技术方案，通过设置导流管，遇到降雨天气、雨水蓄存于冷却塔时，倘若蓄存雨水的水位高于导流管，雨水可以通过导流管流进回流管并进一步带动水轮
发电机组产生电能，有利于增大发电机组的发电量，从而产生充足的电能为水泵和照明设备辅助供电。
22.可选的，导流管安装有用于控制导流管启闭的开关阀。
23.通过采用上述的技术方案，开关阀的设置用于人工控制导流管的启闭，当遇到强降雨天气时，及时关闭开关阀能够减少过量的雨水流入回流管的情况，有利于管道内部水流的正常循环散热。
24.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：
25.1.通过设置回流管和水轮发电机组，流体依靠重力作用流入回流管时能够将自身的重力势能转换为电能，从而为水泵以及服务器室内部的照明设备辅助供电，起到节约能源的作用；
26.2.通过设置蓄水结构蓄存雨水，当遇到下雨天气时，随着雨水的蓄存能够使环形挡板在重力作用下逐渐向下移动，最终环形挡板能够将所有通风孔遮挡住，而雨水落入冷却塔时可以积蓄于冷却塔内部，使得散热盘管内部的流体能够与雨水发生快速的热交换，提高流体的冷却速率；
27.3.通过设置导流管，当冷却塔内蓄存雨水的水位高于导流管时，雨水可以通过导流管流进回流管并进一步带动水轮发电机组产生电能，有利于增大发电机组的发电量，从而产生充足的电能为照明设备和水泵供电。
附图说明
28.图1是实施例1中服务器室的局部剖视图；
29.图2是实施例2中服务器室的局部剖视图；
30.图3是图2中a处的放大图。
31.附图标记说明：1、服务器室；2、冷却塔；21、通风孔；22、滑移槽；3、冷却水管；4、散热盘管；41、水泵；5、回流管；51、水轮发电机组；52、隔离罩；6、环形挡板；61、活动柱；62、挡水板；7、弹性件；8、蓄水结构；81、蓄水底板；811、排水口；82、侧挡板；83、蓄水区域；84、控制组件；841、伸缩部件；842、封口板；9、导流管；91、开关阀。
具体实施方式
32.以下结合附图1-3对本技术作进一步详细说明。
33.实施例1：
34.本技术实施例公开了一种水流势能回收发电系统，设置于服务器室1，用于产生电能为服务器室1内部的电器部件供电。
35.参照图1，一种水流势能回收发电系统，包括设置于服务器室1顶部的冷却塔2，冷却塔2为顶部敞口结构，冷却塔2的侧壁设有多个通风孔21，所有通风孔21绕冷却塔2的外周壁均匀布设；通风孔21与冷却塔2顶部的敞口能够形成空气流动的通道，利用烟囱效应能够使冷却塔2内部的空气快速地向上流动。为了增强冷却塔2内部的气流，在一实施方式中，可在冷却塔2的内底部安装轴流风机，通过轴流风机23可以辅助加速空气的流动。冷却塔2内部架设有散热盘管4，散热盘管4位于各个通风孔21的上方。
36.服务器室1内部设置有冷却水管3，冷却水管3内部通入有流体，用于降低各个服务
器的温度，流体可以是水，也可以是其它具有吸热效果的冷却液。在本实施例中，冷却水管3连接有多根分流管，每一根分流管均穿设于服务器的机箱内部，流体流经各个分流管后以热交换的形式吸收热量，并重新汇入冷却水管3中；在其它实施例中，冷却水管3还可以依次穿设于各个服务器的机箱内部，流体在冷却水管3内部流动时直接吸收热量。冷却水管3与服务器的连接方式可以依照实际情况选择性设置，不应依照本实施例所提供的方式来限定其保护范围。
37.散热盘管4呈蛇形环绕设置于冷却塔2内部，用于延长散热管的长度；散热盘管4的一端穿过冷却塔2和服务器室1并与冷却水管3相连接，散热盘管4的另一端穿过冷却塔2和服务器室1并连接有回流管5，回流管5在服务器室1内部呈竖直设置；回流管5远离散热盘管4的一端与冷却水管3远离散热盘管4的一端相连接。
38.散热盘管4与冷却水管3之间安装有水泵41，水泵41位于服务器室1内部；水泵41的设置用于将冷却水管3中的流体向上抽送至散热盘管4中，散热盘管4中的流体再由重力作用流到回流管5并重新进入冷却水管3中，实现水的循环利用，具有节约水资源的优点。本实施例将水泵41单独安装在散热盘管4上，在其它实施例中，水泵41的安装位置也可以在冷却水管3上，也可以在散热管与冷却水管3的连接处，可以根据实际需要选择性设置，不限于本实施例中所展示的方式。
39.回流管5的底部安装有水轮发电机组51，水轮发电机组51与服务器室1内部的服务器错位设置；当散热盘管4内部的流体在重力作用下流入回流管5时能够利用水轮发电机组51将自身的重力势能转化为电能，从而产生电能对服务器室1内部的水泵41以及照明设备辅助供电，具有节约电能的优点；服务器室1内部还安装有隔离罩52，隔离罩52罩设于水轮发电机组51外侧，用于隔离水流发电机组和服务器，使得对环境洁净度要求较高的服务器能够保持良好的工作状态。
40.本技术实施例1的实施原理为：
41.冷却水管3中的流体流经服务器时吸收服务器产生的热量，并通过水泵41的作用将冷却水向上抽送至散热盘管4中；温度升高的流体在蛇形盘绕的散热管流动能够充分地与流动的空气发生热量交换，从而使流体的水温快速降低。冷却后的流体在重力作用下流入回流管5时，能够通过水轮发电机组51将自身的重力势能转化为电能，从而用于对服务器室1内部的水泵41以及照明设备辅助供电，起到节约电能的作用。
42.实施例2：
43.本技术实施例公开了一种水流势能回收发电系统。
44.本技术实施例公开的水流势能回收发电系统中其余部件与实施例1对应相同，此处不再一一赘述；与实施例1的区别在于：
45.参照图2，冷却塔2的外侧设有环形挡板6，环形挡板6通过滑移结构滑动安装于冷却塔2。
46.同时参照图3，环形挡板6与冷却塔2之间设有弹性件7，弹性件7用于使环形挡板6在初始状态下位于通风孔21的上方；环形挡板6外侧连接有用于蓄水的蓄水结构8。其中，环形挡板6的初始状态是在蓄水结构8未储水时的状态；当蓄水结构8内部逐渐蓄水时环形挡板6能够逐渐向下移动，最终使得环形挡板6将通风孔21挡住，使得降雨天气时落下的雨水能够积蓄于冷却塔2内部并用于散热盘管4内部流体的降温。
47.滑移结构包括开设于冷却塔2外壁的多个滑移槽22以及固定于环形挡板6内部的多个活动柱61，所有滑移槽22绕冷却塔2的外周壁均匀布设；每一滑移槽22均贯通于冷却塔2的外壁，滑移槽22的延长方向均与冷却塔2的轴线方向同向设置。活动柱61的数量与滑移槽22的数量设为相等，每一活动柱61均匹配插接于滑移槽22并能够沿着滑移槽22的延长方向竖向移动，进而使环形挡板6能够沿着冷却塔2的轴线方向移动。
48.弹性件7的数量设有多个，各个弹性件7分别对应安装于各个滑移槽22内；本实施例的弹性件7选用压缩弹簧，压缩弹簧固定于滑移槽22的内底壁，压缩弹簧的顶端连接于活动柱61；压缩弹簧处于压缩状态，能够始终产生作用于活动柱61的弹性力并迫使活动柱61抵贴于滑移槽22的内顶壁，此时环形挡板6位于通风孔21的上方。在其它实施例中，弹性件7也可以是拉伸弹簧或其它具有弹性的垫套，可以根据实际需要选择性设置。
49.每一活动柱61远离环形挡板6的一端均穿过滑移槽22并固定有挡水板62，挡水板62位于冷却塔2内部并始终抵紧于冷却塔2的内壁；挡水板62能够在活动柱61沿着滑移槽22移动时始终将滑移槽22覆盖住，减少冷却塔2内部蓄存的雨水通过滑移槽22流出的情况，从而使冷却塔2内部能够顺利积蓄雨水。
50.蓄水结构8包括固定于环形挡板6外壁的蓄水底板81以及固定于蓄水底板81侧边缘的侧挡板82，侧挡板82、蓄水底板81以及环形挡板6之间共同围成用于蓄水的蓄水区域83；侧挡板82的顶部向远离环形挡板6的方向向上倾斜设置，有利于提高蓄水区域83内部的蓄水量，便于蓄水雨水并利用重力迫使环形挡板6向下移动并挡住通风孔21。
51.蓄水底板81底部开设有排水口811，蓄水底板81的下方设有用于控制排水口811启闭的控制组件84；控制组件84包括固定于蓄水底板81底部的伸缩部件841以及固定于伸缩部件841活动端的封口板842，封口板842抵贴于蓄水底板81的底面。伸缩部件841可以是气缸，可以是液压缸，也可以是电动推杆，本实施例中的伸缩部件841选用电动推杆，能够单纯依靠电能来推动封口板842移动；电动推杆的活塞杆处于缩回状态，此时封口板842与排水口811错位设置；当电动推杆动作时活塞杆向外伸出，能够推动封口板842移动至排水口811的正下方，从而将排水口811关闭，使得蓄水区域83内部能够顺利蓄存雨水。
52.回到图2，冷却塔2的内壁连接有导流管9，导流管9与冷却塔2的连接处位于散热盘管4的上方；导流管9远离冷却塔2的一端连通于回流管5，且导流管9与回流管5的连接处位于水轮发电机组51的上方。当环形挡板6将通风孔21挡住后，蓄存于冷却塔2内部的雨水水位漫过导流管9后能够沿着导流管9流入回流管5中，此时雨水也能够推动水轮机转动并将重力势能转化为电能，有利于增大发电机组的发电量，从而产生充足的电能为水泵41和照明设备辅助供电，同时也可以为电动推杆供电。导流管9的中部安装有开关阀91，通过人工控制开关阀91的启闭能够控制进入回流管5中的雨水量，有利于管道内部流体的正常循环散热。
53.可以理解的是，在本实施例中，不适用实施例1中提出的在冷却塔2内底部安装轴流风机的实施方式。
54.本技术实施例2的实施原理为：
55.当遇到下雨天气时，通过控制伸缩部件841动作使封口板842挡住排水口811，雨水落下时能够逐渐积蓄于蓄水区域83中，并利用雨水的重力迫使环形挡板6逐渐下移并挡住通风孔21，此时雨水落入冷却塔2后能够积蓄于冷却塔2内部并与散热盘管4内部的流体进
行快速的热交换，提高流体的冷却速率，进而增强服务器室1内部的降温效果。
56.以上为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。

技术特征：

1.一种水流势能回收发电系统，其特征在于：包括设置于服务器室（1）顶部的冷却塔（2），冷却塔（2）为顶部敞口结构，冷却塔（2）的侧壁设有通风孔（21）；冷却塔（2）内部架设有散热盘管（4），散热盘管（4）位于通风孔（21）的上方；服务器室（1）内部设置有冷却水管（3），散热盘管（4）的一端通过水泵（41）连接于冷却水管（3），散热盘管（4）的另一端连接有回流管（5），回流管（5）呈竖直设置，回流管（5）远离散热盘管（4）的一端与冷却水管（3）相连接；回流管（5）的底部安装有用于利用流体的势能发电的水轮发电机组（51）。2.根据权利要求1所述的水流势能回收发电系统，其特征在于：通风孔（21）设有多个，所有通风孔（21）绕冷却塔（2）的外周壁均匀布设；冷却塔（2）的外侧设有环形挡板（6），环形挡板（6）通过滑移结构滑动安装于冷却塔（2），环形挡板（6）与冷却塔（2）之间设有弹性件（7），弹性件（7）用于使环形挡板（6）初始状态下位于通风孔（21）的上方；环形挡板（6）外侧连接有蓄水结构（8）。3.根据权利要求2所述的水流势能回收发电系统，其特征在于：蓄水结构（8）包括固定于环形挡板（6）外壁的蓄水底板（81）以及固定于蓄水底板（81）侧边缘的侧挡板（82），侧挡板（82）、蓄水底板（81）以及环形挡板（6）之间共同围成用于蓄水的蓄水区域（83）；蓄水底板（81）底部设有排水口（811），蓄水底板（81）的下方安装有用于控制排水口（811）启闭的控制组件（84）。4.根据权利要求3所述的水流势能回收发电系统，其特征在于：控制组件（84）包括固定于蓄水底板（81）底部的伸缩部件（841）以及固定于伸缩部件（841）活动端的封口板（842），当所述伸缩部件（841）动作时，所述伸缩部件（841）驱使封口板（842）移动至排水口（811）的正下方。5.根据权利要求2所述的水流势能回收发电系统，其特征在于：所述滑移结构包括开设于冷却塔（2）外壁的滑移槽（22）以及固定于环形挡板（6）内壁的活动柱（61），滑移槽（22）的延长方向与冷却塔（2）的轴线方向同向设置，活动柱（61）活动插接于滑移槽（22）内部；弹性件（7）固定于滑移槽（22）的内底壁，弹性件（7）的顶端连接于活动柱（61），弹性件（7）迫使活动柱（61）抵贴于滑移槽（22）的内顶壁。6.根据权利要求5所述的水流势能回收发电系统，其特征在于：滑移槽（22）贯通于冷却塔（2）的外壁，活动柱（61）穿过滑移槽（22）并局部位于冷却塔（2）内部；活动柱（61）远离环形挡板（6）的一端固定有挡水板（62），挡水板（62）抵紧于冷却塔（2）内壁并覆盖住滑移槽（22）。7.根据权利要求1所述的水流势能回收发电系统，其特征在于：冷却塔（2）的内壁安装有导流管（9），导流管（9）远离冷却塔（2）的一端连通于回流管（5），且导流管（9）与冷却塔（2）的连通处位于水轮发电机组（51）的上方。8.根据权利要求7所述的水流势能回收发电系统，其特征在于：导流管（9）安装有用于控制导流管（9）启闭的开关阀（91）。

技术总结

本申请涉及服务器室散热设计技术领域，提供了一种水流势能回收发电系统，包括设置于服务器室顶部的冷却塔，冷却塔为顶部敞口结构，冷却塔的侧壁设有通风孔；冷却塔内部架设有散热盘管，散热盘管位于通风孔的上方；服务器室内部设置有冷却水管，散热盘管的一端通过水泵连接于冷却水管，散热盘管的另一端连接有回流管，回流管呈竖直设置，回流管远离散热盘管的一端与冷却水管相连接；回流管的底部安装有用于利用流体的势能发电的水轮发电机组。基于此，可使散热盘管内部的流体向下流动至回流管时将自身的重力势能转化为电能，从而为服务器室内部的水泵以及照明设备辅助供电，起到节约能源的作用。能源的作用。能源的作用。