“新基建”催热大数据中心建设 拿什么为其“降温” ?
发布者:xylona | 来源:中国清洁供热平台 | 0评论 | 8776查看 | 2020-03-13 11:57:48    

中国清洁供热平台报道:数据中心因其高能耗被称为“吃电巨兽”,如何降低能耗,减少发热量一直是数据中心的棘手问题。


数据显示,中国数据中心的耗电量已连续八年以超过12%的速度增长。北京工业大学环境与能源工程学院研究员吴玉庭称,2018年,全国范围内的数据中心共“吃”掉了1608.89亿千瓦时的电量,相比4G网络,5G网络数据中心运行的中央处理器及内存,还将产生更多热量。


2020年,国家释放明确信号,加快部署5G网络、大数据中心、人工智能等新型基础设施建设。大数据中心的节能降耗将更值得关注,由此催生的相关能源市场将迎来利好。


冷却需求大 蓄冷储能技术将大有可为 


根据海外调研机构Grand View Research于2019年发布的研究报告,到2025年,全球数据中心冷却市场规模将达到207亿美元,数据中心的冷却需求约占数据中心总体能源支出的30%。


近年来,为减少冷却成本,国外科技巨头微软、谷歌、Facebook等可谓奇招频出,将数据中心建在冰川、建在海洋、建在沙漠……但这些做法并不具有普遍适用性。


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▲微软部署水下数据中心


新加坡国立大学工程学院联合相关公司提出了一项更具实操可能性的数据中心储冷和冷却技术。在该项目中,研究团队将探索使用半包合水合物浆料(水基相变流体)作为热能载体,以代替冷冻水作为数据中心冷却系统中的冷却介质。


与冷却水相比,半包合水合物浆液的热密度要高2-5倍,这将显著减少介质用量与耗电量,而冷却基础设施的占地面积也可以大大减少,从而节省空间和建造成本。


值得一提的是,我国的数据中心建设也将更多地采用储能材料和蓄冷技术。


2019年2月,《关于加强绿色数据中心建设的指导意见》出台,要求到2022年,数据中心平均能耗基本达到国际先进水平,新建大型、超大型数据中心的PUE达到1.4以下。(PUE是评价数据中心能源效率的指标,基准为2,越接近1表明能效水平越好)


在该项指导意见下,工信部于去年11月正式发布《绿色数据中心先进适用技术产品目录(2019年版)》,其中无机相变储能材料蓄冷技术和水蓄冷技术入列。


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该项目录提供的案例显示,某数据中心2015年12月建设相变蓄冷装置,投资额为1.65万元/台,投资回收期约半年,年节电28908kW•h,节能效益显著。


数据中心水蓄冷技术案例显示,某数据中心空调冷负荷为21500kW,在室外设水蓄冷罐,体积约5000m3,夜间利用电谷价蓄冷,白天电峰价时放冷。蓄冷罐可同时满足连续供冷和冷却水蓄水要求。整个系统PUE能达到1.5以内。


当前,相关蓄能技术厂商对数据中心这一市场的关注和投入度还很低,如何打开这一潜力市场需要再作深入调研。2020年,“新基建”概念加速,数据中心节能市场或将进一步打开,相关厂商应密切关注,适时切入。


数据中心废热回收供暖 仍需技术创新


除了冷却散热,保证数据中心高效运行外,数据中心多余的“热”能否加以利用?


德国能源巨头意昂集团去年发布的一份研究报告提出,5G网络将大幅增加数据中心的耗电量,由此产生的废热可用于市政供暖。


早在几年前,位于芬兰的一处数据中心所排放的热量已被当地的一座小城用作住宅供暖的热源,与此同时,美国、加拿大以及法国也有类似的项目。


以“零废物”著称的瑞典更是大范围地验证了这一大胆想法,瑞典一项名为“斯德哥尔摩数据公园”的项目利用数据中心产生的所有热量,为拥有90多万人口的城市供暖。


中国科学院工程热物理研究所副所长、研究员陈海生介绍称,可以用空气、水等换热介质收集5G网络废热。空气收集方式,是利用肋片、热管等装置将废热进行传导,空气流过这些装置时就会“带走”废热,以实现废热的收集。而水收集方式,是利用基站室内热空气流过空气—水换热器,将废热传递给水,进而实现废热收集;也可在基站设备中增加换热管道,水在换热管道内流动,就可吸收由设备产生的废热。


虽已有成功实践,但事实上,利用数据中心供暖存在一定困难,且耗费资金较大。


中国科学院工程热物理研究所研究员王亮在接受媒体采访时表示,数据中心废热供暖理论上可行,但实际操作存在很大难度。市政供暖热对温度要求较高,通常要在70摄氏度到120摄氏度之间,而工业级电子元器件一般能耐受的温度不超过85摄氏度,网络设备的废热温度目前可能难以达到市政供暖标准。


此外,若要满足废热供暖需求,还将对数据中心选址提出进一步的要求。不过参照国外利用数据中心废热的供暖实践,随着国内数据中心建设加快,开展类似试验也不无可能,若供暖等相关技术厂商能在此项难题上加快攻关,将收获新的应用市场。

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