低碳技术 数据中心余热利用技术

数据中心是能耗大户，机柜消耗大量电能并散热到机房内，为了维持室内温度，需要使用制冷机将热量排出。这些热量是很好的冬季采暖热源，利用余热供热，能够大幅度降低供热成本和碳排放，也能降低数据中心的运行成本。 

下面介绍几种数据中心余热供暖的技术路线。

1.压缩式热泵串联供暖

数据中心原有的压缩式制冷机只考虑了夏季工况，排出热量的温度较低，满足不了供暖需求，特别是温度高的集中供热。

压缩式热泵串联供暖模式，是在制冷机的基础上增加了一套压缩式热泵，回收制冷机排出的热量，进一步加热至供暖温度。这是最常见的数据中心余热供暖的方式。 

这种模式的余热回收很灵活，适合周边建筑的区域供暖，也能够并入集中供热热网进行大规模余热回收。

多级压缩式热泵供暖

压缩式热泵串联供暖的方式适合应用在改造项目中，但是制冷机加热泵的流程，使得设备数量较多，容易出现场地不足的情况。

多级压缩式热泵适合应用在新建数据中心，或者替代已有的制冷机，解决场地问题。 

多级压缩式热泵根据冬季供暖工况设计，制冷端和供热端的温差较大，一级压缩无法实现，需要多台压缩机串联运行，同时满足室内制冷和对外供热的要求。其中，第一级压缩机与非采暖季制冷工况匹配，旁通其他压缩机满足制冷需求。

多级压缩式热泵供暖模式与压缩机串联供暖的原理类似，只是将两种设备串联完成的功能集成到一台设备中，减少占地面积。

二、数据中心燃气供暖

数据中心燃气供暖模式由供热公司实施。如果数据中心与燃气锅炉房距离较近，可以利用燃气驱动的吸收式热泵回收余热用于集中供热。

供热公司可以在数据中心附近建设燃气热源厂，利用吸收式热泵回收余热，包括锅炉烟气余热和数据中心余热。热网水经吸收式热泵和燃气锅炉梯级加热对外供热。

吸收式热泵具有大幅度提热的能力，可以回收压缩式制冷机的余热，也可以直接回收室内余热，产生热量足以加入热网水中。 

与常规燃气锅炉供热相比，本技术将燃气的热量全部用于供热，并深度回收烟气余热，提高了燃气利用效率；利用燃气热泵回收数据中心余热，进一步减少燃气消耗，降低了供热成本。

数据中心热电联产供暖

为了进一步实现燃气梯级利用，数据中心热电联产供暖模式在燃气热源厂内使用燃气发电机，发电量用于数据中心，经过机柜消耗，最终形成余热排出。

燃气发电机组的高温烟气驱动吸收式热泵，不足时还可以使用燃气补燃驱动，回收电能转化的余热和烟气余热，将燃气的全部热量送入集中供热热网中。如果热泵出水温度不够，还可以增加燃气锅炉补热。

 

从供热的角度来看，所有的热量仍是完全来自燃气，但数据中心免费得到了电能，产生了巨大的经济效益。

上述几种技术路线是比较典型的数据中心余热利用技术，需要根据现场条件选择合理的技术路线，或者几种技术路线的组合，形成最优的解决方案。