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如何再利用数据中心废热

2016-05-13 14:45
作者:admin

全球数据中心里都是能源转换的设备。他们有的也自己产生电力, 当电力在数据中心里转起来时, 为人们贡的工作, 但是其实逾98%的电力损耗是低质量的热能。他们和水电大坝和风力涡轮机几乎是相反的, 他们将移动液体、气体的动能转换为清洁、廉价、高便携式电力。

但也许数据中心没有完全相反的发电设施。能量转换本身不是一件坏事。这并不是一个数据中心的新想法。在世界各地有几十个例子,数据中心与企业合作在该地区将废热转化为巨大的热量。很多人知道IBM在瑞士再用数据中心热量, 提高当地的游泳池温度。在芬兰,数据中心与当地居民分享热回收,取代500 - 1000户家庭使用的热能,减少数据中心排放到大气中的能源。现在加拿大、英国、美国有很多热回收数据中心。

把温度调高

数据中心废热再利用有两大问题: 涉及的温度相对较低和热量运输的困难。迄今为止许多再利用的案例是在数据中心附近使用服务器废热, 如建设温室或游泳池在数据中心隔壁。

这是合理的考虑到数据中心回风的温度相对较低,通常在28至35摄氏度之间,而且难以热量转移。经常移动热能需要绝缘管道或管道,而不是便宜、方便的电缆。

挖沟和安装一个热水管从数据中心到热用户可能每线性米成本高达1000元。但是这些管道与400米外热回收设施可能增加450万元或更多的数据中心建设成本。

为了解决低温问题,一些数据中心运营商已经开始使用热泵增加余热的温度,使热能更有价值和市场。废热热泵的温度在55到70度的范围内,还可以转移到液体介质中方便运输,可以用于区域供热、商业洗衣,工业过程中需要热量的用途。甚至有高温(HT)和高温(VHT)热泵可以把数据中心的废热加到140摄氏度。

热泵适合这种高效的工作类型,性能系数(COP)为3.0至6.0, 再生能源使用和热泵被添加到的能量流向热用户如下图所示。如果一个数据中心使用热泵COP的5.0,运行在电力成本每千瓦时0.6元, 能源可以移动到更高的温度仅为每千瓦时0.05元。

 

废热可以作为数据中心的收入来源。纽约Con Edison产生蒸汽的热量每千瓦时0.07美元, 为1.2 mw数据中心销售所有的余热,可以转化为每年超过350000美元。可能多达数据中心年度总租金收入的14%,这是非常高的利润率。

关闭循环

还有数据中心结合发电厂的可能性增加效率和废热的重用。建立数据中心接近现有电厂可以在几个方面是有益的。在美国,典型跨网络输电的耗损为8 - 10%.数据中心接近发电厂将会消除这种损失和运输大量电力的资本费用。

在碳排放上面也有显著的效果,美国国家平均水平为每千瓦时电耗相对排放1.23磅二氧化碳, 一个1.2 mw数据中心每年可以节省近6000吨的CO2回收余热。

这些应用也开始出现在世界各地的小型和大型项目。关键是要找到一个应用场景,该应用场景需要废热, 然后使用高效、高温热泵, 把热回收所产生的热量提升到有价值的水平,找到这样一个方法避免这种资源的浪费而转化为收入,还能降低碳排放。

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