數據中心中央空調余熱回收節(jié)能減碳解決方案
眾所周知，數據中心都會配置大量的制冷設備，24小時不間斷運轉制冷，以保證機房的環(huán)境溫度，這也導致了制冷設備消耗了大量的能源，并且在這個過程中，還會向外界排放大量的空調余熱，促進了“熱島效應”的發(fā)生，所以如何有效地降低制冷設備的能耗及排放，是實現數據中心節(jié)能減碳的關鍵之一。在此發(fā)展形勢下，北京市經濟和信息化局特聯(lián)合中國電子節(jié)能技術協(xié)會等機構于2021年6月18日召開了《數據中心余熱利用座談會》，圍繞數據中心余熱利用、能效提升、新能源應用等方面開展座談交流。
珠海天然科技應北京專家的邀請，根據提供的某數據中心的設備情況，結合數據中心的要求，針對性地設計了《數據中心中央空調余熱回收節(jié)能減碳解決方案》——240天通過中央空調節(jié)能改造余熱全回收免費制85-95度熱水專利技術，推動熱水型溴化鋰吸收式冷水機組制冷，降低數據中心制冷設備的電耗；在不冷不熱及冬季可以使用天然科技單制熱水功能制55-65度熱水給周邊居民供暖使用，收取供暖費用，降低運營成本，減少二氧化碳的排放，助力數據中心提前完成“碳達峰碳中和”的偉大目標。
某數據中心中央空調余熱回收節(jié)能減碳應用案例
1. 工程背景簡介
某數據中心園區(qū)占地面積約14畝，共有1671組數據機柜，為保障機房正常運行，現采用10臺板管蒸發(fā)冷卻式螺桿冷水機組進行機房環(huán)境溫度調節(jié)。為了充分利用能源，降低運營成本，天然科技對該數據中心進行中央空調節(jié)能改造余熱回收免費制85～95℃熱水，推動熱水型溴化鋰吸收式冷水機組制冷，降低數據中心制冷的電耗，節(jié)約該數據中心的營運成本。
完成改造后，中央空調系統(tǒng)全年可免費制熱水約2972160噸，節(jié)省中央空調電耗費用約640萬元，節(jié)省標煤約11967噸，減少二氣化碳(CO 2)量約31328噸，減少二氣化硫(SO 2)量約262噸，能有效控制溫室氣體排放，其經濟效益和環(huán)境效益不可估量。
2. 工程設計方案
根據該數據中心需求，天然科技針對性設計數據中心中央空調余熱回收節(jié)能減碳解決方案——
在原有的10臺板管蒸發(fā)冷卻式螺桿冷水機組位置，采用中央空調余熱回收的專利技術，接駁20臺空調熱回收設備在機組的上部或旁邊，配置40個溫控電磁閥門，增加1組供回水管至新增加的2個130噸保溫水箱，增加2組變頻熱水泵，將熱水輸送至2臺TRZX(95/85)233熱水型溴化鋰吸收式冷水機組制冷，制冷量2330KW，供數據中心使用，減少原數據中心4臺制冷量:1250KW，板管蒸發(fā)冷卻式螺桿冷水機組的運行時間及電耗，安裝自動控制及智慧綜合能源管理監(jiān)控系統(tǒng)，當儲水箱儲滿水時，新增的循環(huán)熱水泵自動開啟空調熱回收設備加熱循環(huán)控制系統(tǒng)，達到設定熱水溫度時自動關閉，保證熱水系統(tǒng)溫度能滿足數據中心制冷使用，有效降低數據中心制冷設備的電耗。
3. 工程經濟效益分析
完成天然科技中央空調節(jié)能改造后，可滿足該數據中心的制冷及余熱全回收制熱水轉制冷使用的情況下，每年還可節(jié)省費用分析如下：
*設備運行條件：夏季每年制冷運行天數為240天；余熱全回收制熱水時間為24小時。
(1) 節(jié)能改造板管蒸發(fā)冷卻式螺桿冷水機組節(jié)電10%分析
Phη=機組機組耗電6臺×234Kw×10%×24小時×0.68元/Kwh=2291.3元×240天=549912元
按上述計算， 該數據中心每年夏季制冷時可以節(jié)約空調運行電費10%約為549912元。
(2) 數據中心板管蒸發(fā)冷卻式螺桿冷水機組余熱回收轉制冷技術節(jié)能分析
采用天然科技的專利技術節(jié)能改造板管蒸發(fā)冷卻式螺桿冷水機組余熱回收免費制85～95℃熱水，推動熱水型溴化鋰吸收式冷水機組制冷供數據中心使用；將原6臺制冷量:1250KW，按6臺滿負荷運行估算每小時約可制取85～95℃熱水為：6臺×1250KW(制冷量) ×860kcal/h×0.8÷10÷1000L=516立方米/小時，推動2臺TRZX(95/85)233熱水型溴化鋰機組制冷，制冷量2330KW，替代原4臺XX牌板管蒸發(fā)冷卻式螺桿冷水機組制冷，節(jié)省4臺機組的電耗約：
4臺×234Kw=936 Kw×24小時=22464Kw×0.68元/Kwh× 240天=3666124元/年節(jié)省的電費;
(3) 有效節(jié)能減排，享受“碳交易”政策補貼
完成改造后系統(tǒng)全年制熱水約2972160噸，不僅節(jié)約了大大節(jié)約了空調電耗費用，可節(jié)省標煤約11967噸，減少CO 2量約31328噸，減少SO 2量約262噸，能有效控制溫室氣體排放，享受“碳交易”政策：
*目前北京市碳交易的價格約70元/噸
出售CO 2量約31328噸×70元=2192960元/年碳收益
綜上所述，該數據中心板管蒸發(fā)冷卻式螺桿冷水機組采用天然科技中央空調余熱回收的專利技術，節(jié)能改造10臺板管蒸發(fā)冷卻式螺桿冷水機組，工程總造價人民幣約842萬元，機組正常運行約個16月左右(4216036元/年÷8個月=527004.5元X16個月=8432072元/年)便可回收節(jié)能改造工程的費用，以后每年可為數據中心節(jié)省約421萬元空調制冷的電耗費用+219萬元/年碳交易收益=640萬元/年收益。
在冬季或不冷不熱時期可采用天然科技熱泵單制熱水功能制55～65℃熱水，供旁邊的供暖公司換熱站使用，（二級網）供水溫度/回水溫度為55℃/45℃按立方米元出售熱水，在不影響數據中心正常運作的前提下，還可再額外增加收益。
隨著天然科技中央空調節(jié)能改造項目的大規(guī)模應用，可有效改善數據中心制冷設備的能源消耗問題，并減少相應帶來的碳排放及熱島效應，齊為地球降溫，應對氣候變化，真正做到為數據中心節(jié)能減碳，樹立良好的典范作用。
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