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专业玩彩腾讯天津数据中心余热回收应用初探
发布时间:2019-12-21 10:45

  跟着人工智能、云阴谋,大数据等消息技艺高速兴盛,大型数据中央络续显现。目下环球数据中央数目已越过400万个,此中超大数据中央已越过500个;估计2020年,环球数据中央耗电量将占环球总用电量的5%;截止2018年尾,中邦数据中央任事器装机量为1200万台,邦内数据中央总耗电量高达613亿度。怎么正在高能耗数据中央寻找节能空间,缓解目下社会能源需求紧急,煽动环球能源合理操纵,是数据中央从业者络续搜求的偏向。本文以腾讯天津数据中央为例,先容余热接管道理及其成熟操纵计划,秉持“科技向善”的愿景,提出数据中央余热操纵的可行性剖析与提议,以期站正在社会级能源需求角度饱励数据中央行业眷注能耗题目。

  余热接管项目位于天津滨海新区腾讯数据中央,园区占地面积9万平方米,办公区域9200平方米,供办公区域余热接管操纵的机房为园区DC1栋,其筑立操纵面积2万平方米,冷冻水体例采用5台1300冷吨离心式冷水机组,冷冻水供回水温度10/18℃,园区办公楼安置一台冷水机组为办公区域夏日供冷,冬季为北方联合市政采暖。本项目操纵DC1栋机房冷冻水余热二次提温代替市政供热,提取低品位热源,精打细算采暖用度的同时低落冷却水体例耗电量,且进一步巩固机房冷却恶果,削减煤炭或自然气能源的花费。

  项目拣选磁悬浮热泵机组,采用“磁悬浮”技艺勾结成熟的离心压缩机技艺,其制热效用高于古代电制冷机(螺杆机、离心术等),运转省电、噪音低。机组制热额定COP高达4.9,比其他电热泵节电40%,同时相关于古代机组,体积减小30—50%,重量减轻30%。

  拣选DC1栋冷冻体例末了回水为取水口,通过园区内一段地埋管道输送到办公楼冷机房内。正在办公楼冷机房内安置两台轮回水泵,将20℃冷冻回水送至热泵机组,并将热泵机组15℃回水送至DC1栋机房。其水泵选型如下:

  热泵的热力学经过为逆卡诺轮回。它由蒸发器、冷凝器、压缩机、减削安装四大部件构成。低温液态有机工质正在蒸发器中汲取外部热源的热量而勤劳怒化;正在压缩机中过程压缩后变为高温高压的工质蒸汽;然后工质进入到冷凝器中与用热端举办换热,开释热量、工质温度低落并变为液态;随落后入减削安装降温降压变为低温液态工质,回入到蒸发器中络续轮回。

  腾讯天津数据中央DC1栋严密空调冷冻水供回水温度 15/20℃,可接管的余热高达 5233kW,通过阴谋办公楼采暖负荷为540kW,正在热泵运转阶段只需提取1/10热量,即可满意办公楼采暖需求。如下图所示,冷冻水回水温度20℃,一局限过程热泵机组后,转换为15℃冷水返回数据中央制冷体例,结余9/10进入机房原制冷体例(冬季自然冷却板换形式)。

  热泵机组通过接管DC1栋冷冻回水低品位热源,一方面向园区办公楼供给冬季供暖,削减每年碳排放量;另一方面向机房返回15℃冷冻水用于机房制冷,削减机房冷却负荷和水资源花费。

  依据额定工况下参数阴谋,比照通过余热接管与古代市政采暖所需本钱支付,实测天津冬季采暖一周数据后取均匀值,电力花费数据如下外,本钱统计如下:

  由外3能够看出,余热接管比原市政采暖(未加筑设本钱及政府补贴)逐日本钱精打细算2828.48元,以天津斥地区6个月供暖季阴谋,冬季精打细算本钱约50万元。

  据天津住筑委请求,对余热接管改制前后举办能耗阴谋:削减能耗标煤量达1620.87吨,相当于削减约4040吨二氧化碳排放量,碳排放当量约为种植22万棵大树,年节能量达461.62吨,总节能率达28.48%。所精打细算能耗明细如下:

  腾讯天津数据中央园区共计3栋IDC大楼,仅接管DC1栋数据中央1/10余热用于办公楼供暖,投资回报周期约3年;若将腾讯天津数据中央1/3/4号楼通盘举办余热接管于热力公司,热量用于采暖可笼盖的面积抵达46万平,假若用于家庭采暖,可满意5100众户住户的用热需求,削减二氧化碳量达16万吨,碳排放当量约为种植880万棵大树,有用削减地球不成再生能源的花费。

  若琢磨终年余热接管,将夏日接管热用于民用热水及周边公筑需求,冬季将数据中央通盘热源用于民用采暖,由此削减的能耗极为可观,同时采用此计划将削减制冷体例局限运转用度及园区办公楼采暖用度,累加售卖出去的余热用度,收益将极为可观。正在展开社会公益的同时,也推广了履行者的收益,让绿色环保深化数据中央行业内。

  数据中央从业者为削减数据中央能耗,饱励行业向绿色数据中央兴盛的经过中,提出了PUE观念,即数据中央花费的总共能源与IT负载操纵的能源之比,PUE = 数据中央总筑设能耗/IT筑设能耗。目下,PUE值一经成为邦际上较量通行的数据中央电力操纵效用的量度目标,越切近1则能够为该数据中央越绿色节能,那么PUE是否可以<1呢?

  正在以往界说中,PUE=数据中央总筑设能耗/IT筑设能耗,外面阴谋上,将能耗*电费,PUE则能够=总电费/IT用电用度,假若咱们把余热接管带来的收益算进去,IT本身发生的废热被再次操纵,且被操纵的足够充足,是否能够杀青PUE<1?

  以该项目为例,余热接管不会蜕变古代PUE界说,可是从用度角度看PUE,它产生了明显的转移:

  依据发端估算数据显示,引入余热接管后,PUE值有彰彰转移,当琢磨终年余热接管时,PUE值杀青了<1的可以,可睹余热接管不只是低品位能源再操纵的体例,更是蜕变数据中央古代能源评估形式的一次实验。

  当然,这里只是就余热接管和PUE这个话题作少少居心思的探究,腾讯数据中央向来不探求极致的PUE目标,而是更眷注对运营的极致探求。

  余热接管观念已提超群年,正在数据中央行业内成熟操纵的案例正在邦内仍是少数,而正在北欧邦度,早正在2011年,芬兰赫尔辛基大家能源公司琢磨通过分歧的体例对云阴谋数据中央产出的巨额废热举办收罗,供企业筑立及民用筑立供暖,并将冷却后气体输送回数据中央用于末了降温。芬兰和挪威等邦度局限地方政府与外地数据中央签订热量接管意向书,向数据中央采办热量供给给周边社区住户,惠及人人。

  纵观邦内数据中央关于冷源体例的琢磨厉重集结正在制冷机组机能能效进步,冷热源技艺计划优化、专业玩彩自然冷却和可再生能源操纵等方面。关于数据中央余热接管的操纵,目前工程案例和琢磨计划中,人人是将余热直接排放到四周情况,酿成可操纵热量的耗损且加剧都邑热岛效应。近年来,我邦北方区域出手设备大型数据中央,基于北方采暖需求,若将数据中央余热接管用于住户冬季采暖,则可极大的削减能源损耗,饱励行业向绿色筑立兴盛。基于此,咱们提出以下能源操纵计划:

  1.正在数据中央外创立一个能源站,将数据中央余热接管操纵后发生的中高温水并入市政热力管网,杀青冷量和热量的合理操纵。

  2.能源站正在为数据中央供给冷源及为市政热力管网供给热源的同时,将采用燃气发电技艺,供数据中央用电。

  3.能源站采用直燃热泵制冷制热,热泵维持时刻,峰泛泛段操纵自愿电、谷值时段操纵低谷电,通过磁悬浮热泵制冷。

  该计划将蜕变数据中央古代本原措施冷量和电力提供体例,操纵能源站保障数据中央双冷源和双电来历同时(关于T1、T2级别数据中央可完整依赖能源站冷电源,免除本原措施筑酿成本),还可将余热行为结余来历,以较低代价售卖给热力公司,如若走北欧政府签约形式,住户即能够较低代价获取市政采暖,不只削减数据中央本钱,同时削减自然能源操纵,一举众得。

  1. 腾讯天津数据中央提取全园区1/40热量即可满意办公楼采暖需求,每年可精打细算采暖费50余万,削减能耗标煤量达1620.87吨,相当于削减约4040吨二氧化碳排放量,碳排放当量约为种植22万棵大树,年节能量达461.62吨,总节能率达28.48%。

  2. 接管腾讯天津数据中央冬季通盘余热,热量用于采暖可笼盖的面积抵达46万平方米,假若用于家庭采暖,可满意5100众户住户的用热需求。减排二氧化碳量达16万吨,碳排放当量约为种植880万棵大树,有用削减地球不成再生能源的花费。

  3.提出蜕变数据中央冷源电源提供体例,创立外包能源站,将数据中央余热并入市政热网,通过热泵技艺为数据中央供给冷源和用户采暖,并用燃气发电技艺为数据中央供电,杀青数据中央冷热电源自产自销,热源对外售卖可获取结余,正向指导业内厂商主动向绿色数据中央挨近,削减自然能源花费,将绿色环保、低落非可再生能源花费深化到数据中央行业内。返回搜狐,查看更众