数据中心余热利用会成为选址的关键吗

作者:兰洋科技    浏览量:4146    时间:2023年10月07日    标签: 余热回收 液体冷却 AI人工智能

众所周知,数据中心内始终在线且耗电的服务器群会产生大量热量。由于人工智能的广泛应用,以及其他耗电硬件的激增,数据中心所产生的热量只会持续增长。

长期以来,数据中心运营商在不断地努力消除热量,以确保设备不会过热,但一些运营商也重复利用这些热量,而不是直接排放到大自然中。

如果只是直接排掉数据中心的热量不仅不利于循环经济,还会加剧气候变化。通过热量再利用,数据中心可以以巧妙、可持续的方式利用多余的热量。一些组织正在将其数据中心产生的热量重新利用到区域供热网络或其他设施,甚至游泳池、养鱼场和温室。

因此,作为可持续发展战略的一部分,数据中心运营商应该探索如何将硬件产生的热量发挥作用,并考虑使用具有热再利用能力的数据中心。

重复利用数据中心热量的好处

数据中心使用的大量能源用于冷却和维持较低的运行温度。由于数据中心面临来自政府和组织的压力,例如欧盟的能源效率指令,要求脱碳和降低能源消耗以保护地球。因此,重复利用数据中心的热量是实现这一目标的一种好方法。

从环境角度来看,再利用余热,例如利用余热为附近的建筑物供暖,可以帮助减少其他来源的能源使用,因为附近的建筑可能还在使用燃气锅炉的区域供暖系统,甚至更糟糕的是使用煤炭或石油。

此外,各国政府现在可能要求新的数据中心进行可行性研究,以利用余热造福当地社区,以获得建筑许可和电力协议——欧洲许多地方都提出了这一要求。

对于组织来说,尽早满足这些要求非常重要,因为它还可能带来税收优惠,并可能有助于避免处罚、罚款和花费时间来了解当地和国际立法。

低热或高热解决方案

一般来说,有两种方式进行数据中心热能再利用。例如,可以将 30-35 摄氏度的低热水返回到供暖系统,也可以添加热泵将水加热到通常 70-80 摄氏度,然后将其推回供暖系统。

当然,选择使用哪种类型的解决方案通常取决于热水的接受者,他们想要低热量还是高热量。在高温解决方案中,还可以从加热水的接受者处获得回报,这可以使该解决方案在可持续性方面具有经济可行性。

重复利用数据中心热量的创新方法示例

如今,不少具有前瞻性的数据中心正在探索重复利用热量的创造性方法,而不是将热空气排回大气中。下面是一些可以做到这一点的方法:

为社区中的建筑物和住宅供暖:企业通常在为附近城市供电的电网附近建立数据中心。这些城市也有供暖要求和区域供热系统。企业可以利用数据中心的热量来加热水并将其输送到区域供暖系统以及带有散热器的家庭和建筑物中。

将热量用于农业目的:温室需要全年持续供暖,并且使用与区域供暖系统类似的解决方案,数据中心可以作为热源。这将是地热能和生物发酵的良好替代品,因为它对土壤和环境的影响最小。

养鱼场和游泳池的热水:许多公共游泳池依靠不太可持续的能源来保持水温,数据中心设备的热量可以加热游泳池和其他游泳池,例如用于孵化鱼类和种植植被的游泳池。

制造木质颗粒:木质颗粒是煤炭的低碳替代品。这些颗粒被燃烧以获取热量,但为了达到最佳质量水平,需要首先用热空气干燥以降低水分含量。数据中心的热量可以以提供热空气。

数据中心余热再利用面临的挑战

重复利用数据中心的热量并不是什么复杂的事情,但也不像按下开关那么容易。数据中心热量再利用的一些主要障碍如下:

基础设施启动成本:许多热再利用项目规模庞大,建立该基础设施需要资本投资。虽然其中一些投资可能来自政府实体或通过税收抵免,但这可能无法覆盖所有前期费用。

随着时间的推移,热再利用的成本可能会下降,商业模式也会不断发展,因为这将成为数据中心行业的重点领域,长期效益有望抵消前期投资。

传输丢失:数据中心已经使用一系列广泛的工具来监控气流、冷却、湿度和温度。他们需要更多地了解有多少热量从一个地方转移到另一个地方。

在此过程中,热量和能量都会有损失。这需要密切关注能源使用效率,以优化热循环、液体冷却和气流动力学。这可以确保热方程的两边是平衡的。数据中心环境对于所有硬件和基础设施来说都是安全的,并且重复利用的热量无论转移到哪里都非常有效。

位置很重要:数据中心的位置可能会限制其部署其中一些创意选项的能力。例如,如果数据中心距离用户太远而无法从余热中受益,或者没有足够的用户来消耗所有回收的热量,那么它可能根本不可行。

因此,在为新数据中心和主机托管站点选址时考虑余再利用至关重要,因为这可能会对企业的可持续发展战略、目标和成果产生重大影响。

总结

随着数据中心需求的持续增长,热量的再利用可能是构建更高效、更可持续的基础设施的一种方式,使数据中心成为社会的贡献者,而不仅仅是一个消耗大量能源的地方。在为数据中心容量选择位置和合作伙伴时,热再利用绝对应该是您的首要任务之一。

在斯德哥尔摩拥有大约 4000 公里的区域供热网络,所有的设施都已连接,并且重复利用了计算机房 90% 的能源,这对于其他地区来说是一个值得借鉴的应用案例。

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