数据中心与热泵:一个成功的组合

作者:兰洋科技    浏览量:3699    时间:2023年04月26日    标签: 可再生能源 冷却系统 余热回收 WUE

数据中心和热泵的组合是现代数据中心内一个关键问题的核心。随着这些结构越来越多地负责为全球经济体系提供动力,在其运营中实现能源效率的战略已成为一个关键问题。

因此,运营商正在寻找一种可持续模型,以保证正确的数据中心热负荷以及能源效率和可持续性。如今,最令人鼓舞的选择包括数据中心和热泵的组合,这些热泵允许热废料回收、超高效硬件以及清洁和可再生能源的使用。

数据中心与热泵:一个成功的组合

努力提高数据中心的效率

关于数据中心技术的现状与未来的讨论有很多,因为这些系统中的能源效率问题被认为是全球发展的关键问题。

事实上,当今的数据中心是碳排放的重要贡献者,并且需要安装冷却系统,这是能源消耗的主要来源。因此,数据中心的运营在两个方面提出了能源需求:其使用电力使硬件运行;并将能源用于数据中心冷却过程,确保技术设备能够安全可靠地运行而不会过热。

同时,数据中心的运行还涉及低品位热能的产生。事实上,据估计,数据中心消耗的电力中有高达98%会作为低级热能被丢弃。其他数据,例如白皮书“数据中心余热的利用”中发布的数据,提供了德国数据中心的情况,目前每年有超过130亿千瓦时(kWh)的电力被转化为热量,其中大部分未使用就释放到环境中。

在能源效率不仅更经济而且受到鼓励甚至是强制性要求的情况下,这个问题必须得到解决。考虑到对数字应用,以及对数据中心技术的需求持续增长,这一点尤其正确。

在这样的背景下,Green Grid和美国环境保护署(EPA)等组织制定了数据中心的效率标准。其中包括电力使用效率(PUE)和用水效率(WUE)等重要指标。

正在设计若干解决方案来解决这个问题。一方面,一些企业通过节能计算机系统减少能源使用。

另一方面,通过数据中心和热泵的结合,对余热回收和再利用的关注是许多举措的核心。

数据中心和热泵如何结合

数据中心余热再利用的挑战在于数据中心释放的热能类型:服务器产生的余热是低等级和低温的。

这就是热泵的用武之地:热泵的工作原理是吸收低温源的热能,并将其输送到高温环境中。事实上,工业热泵能够将温度提高到60°C或更高,而多级热泵可以达到150°C或更高的温度值。

换言之,其能够捕获和回收数据中心产生的多余热量,并将其传输到各种系统,然后在这些系统中将其转化为有用的热能。从通过区域供热计划受益的当地社区和其他设施(包括农业空间),到行业应用等等。

此外,成功的举措还包括利用可持续和可再生能源来运行热泵设施的可能性。这包括使用海水热泵。

数据中心和热泵的效率

在全球努力实现可持续发展的更大背景下,寻求实现数据中心发热和废能回收的能源效率。在这种情况下,最近出现了许多旨在考虑提高能源效率的正确解决方案的倡议和辩论。这就是考虑采用热电联产或热泵,以实现最大效率的情况。

在这种情况下,真相往往在于审视每个项目的需求、潜力和局限性。同时,由于该系统的热增强能力和出色的效率,选择数据中心和热泵仍然是许多项目的可靠选择。

热泵效率通过性能系数或COP来衡量,COP定义为从冷源转移到热储层的热能之比。换句话说,其是将所需输出与所需输入进行比较的比率。COP越高,热能系统的效率就越高。工业热泵以其极高的效率而著称,COP值可达3.0至6.0。这在数据中心热负荷回收方面带来了非凡的潜力。例如,一个配备热泵的数据中心,COP为5.0,以每千瓦时0.10美元的电费运行,将能够以每千瓦时0.0083美元的价格回收热量并将其转化为高价值的热能。

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