數(shù)據(jù)中心中央空調(diào)余熱回收節(jié)能減碳解決方案
眾所周知，數(shù)據(jù)中心都會(huì)配置大量的制冷設(shè)備，24小時(shí)不間斷運(yùn)轉(zhuǎn)制冷，以保證機(jī)房的環(huán)境溫度，這也導(dǎo)致了制冷設(shè)備消耗了大量的能源，并且在這個(gè)過程中，還會(huì)向外界排放大量的空調(diào)余熱，促進(jìn)了“熱島效應(yīng)”的發(fā)生，所以如何有效地降低制冷設(shè)備的能耗及排放，是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心節(jié)能減碳的關(guān)鍵之一。在此發(fā)展形勢(shì)下，北京市經(jīng)濟(jì)和信息化局特聯(lián)合中國(guó)電子節(jié)能技術(shù)協(xié)會(huì)等機(jī)構(gòu)于2021年6月18日召開了《數(shù)據(jù)中心余熱利用座談會(huì)》，圍繞數(shù)據(jù)中心余熱利用、能效提升、新能源應(yīng)用等方面開展座談交流。
珠海天然科技應(yīng)北京專家的邀請(qǐng)，根據(jù)提供的某數(shù)據(jù)中心的設(shè)備情況，結(jié)合數(shù)據(jù)中心的要求，針對(duì)性地設(shè)計(jì)了《數(shù)據(jù)中心中央空調(diào)余熱回收節(jié)能減碳解決方案》——240天通過中央空調(diào)節(jié)能改造余熱全回收免費(fèi)制85-95度熱水專利技術(shù)，推動(dòng)熱水型溴化鋰吸收式冷水機(jī)組制冷，降低數(shù)據(jù)中心制冷設(shè)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(fèi)用，降低運(yùn)營(yíng)成本，減少二氧化碳的排放，助力數(shù)據(jù)中心提前完成“碳達(dá)峰碳中和”的偉大目標(biāo)。
某數(shù)據(jù)中心中央空調(diào)余熱回收節(jié)能減碳應(yīng)用案例
1. 工程背景簡(jiǎn)介
某數(shù)據(jù)中心園區(qū)占地面積約14畝，共有1671組數(shù)據(jù)機(jī)柜，為保障機(jī)房正常運(yùn)行，現(xiàn)采用10臺(tái)板管蒸發(fā)冷卻式螺桿冷水機(jī)組進(jìn)行機(jī)房環(huán)境溫度調(diào)節(jié)。為了充分利用能源，降低運(yùn)營(yíng)成本，天然科技對(duì)該數(shù)據(jù)中心進(jìn)行中央空調(diào)節(jié)能改造余熱回收免費(fèi)制85～95℃熱水，推動(dòng)熱水型溴化鋰吸收式冷水機(jī)組制冷，降低數(shù)據(jù)中心制冷的電耗，節(jié)約該數(shù)據(jù)中心的營(yíng)運(yùn)成本。
完成改造后，中央空調(diào)系統(tǒng)全年可免費(fèi)制熱水約2972160噸，節(jié)省中央空調(diào)電耗費(fèi)用約640萬元，節(jié)省標(biāo)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(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益不可估量。
2. 工程設(shè)計(jì)方案
根據(jù)該數(shù)據(jù)中心需求，天然科技針對(duì)性設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)中心中央空調(diào)余熱回收節(jié)能減碳解決方案——
在原有的10臺(tái)板管蒸發(fā)冷卻式螺桿冷水機(jī)組位置，采用中央空調(diào)余熱回收的專利技術(shù)，接駁20臺(tái)空調(diào)熱回收設(shè)備在機(jī)組的上部或旁邊，配置40個(gè)溫控電磁閥門，增加1組供回水管至新增加的2個(gè)130噸保溫水箱，增加2組變頻熱水泵，將熱水輸送至2臺(tái)TRZX(95/85)233熱水型溴化鋰吸收式冷水機(jī)組制冷，制冷量2330KW，供數(shù)據(jù)中心使用，減少原數(shù)據(jù)中心4臺(tái)制冷量:1250KW，板管蒸發(fā)冷卻式螺桿冷水機(jī)組的運(yùn)行時(shí)間及電耗，安裝自動(dòng)控制及智慧綜合能源管理監(jiān)控系統(tǒng)，當(dāng)儲(chǔ)水箱儲(chǔ)滿水時(shí)，新增的循環(huán)熱水泵自動(dòng)開啟空調(diào)熱回收設(shè)備加熱循環(huán)控制系統(tǒng)，達(dá)到設(shè)定熱水溫度時(shí)自動(dòng)關(guān)閉，保證熱水系統(tǒng)溫度能滿足數(shù)據(jù)中心制冷使用，有效降低數(shù)據(jù)中心制冷設(shè)備的電耗。
3. 工程經(jīng)濟(jì)效益分析
完成天然科技中央空調(diào)節(jié)能改造后，可滿足該數(shù)據(jù)中心的制冷及余熱全回收制熱水轉(zhuǎn)制冷使用的情況下，每年還可節(jié)省費(fèi)用分析如下：
*設(shè)備運(yùn)行條件：夏季每年制冷運(yùn)行天數(shù)為240天；余熱全回收制熱水時(shí)間為24小時(shí)。
(1) 節(jié)能改造板管蒸發(fā)冷卻式螺桿冷水機(jī)組節(jié)電10%分析
Phη=機(jī)組機(jī)組耗電6臺(tái)×234Kw×10%×24小時(shí)×0.68元/Kwh=2291.3元×240天=549912元
按上述計(jì)算， 該數(shù)據(jù)中心每年夏季制冷時(shí)可以節(jié)約空調(diào)運(yùn)行電費(fèi)10%約為549912元。
(2) 數(shù)據(jù)中心板管蒸發(fā)冷卻式螺桿冷水機(jī)組余熱回收轉(zhuǎn)制冷技術(shù)節(jié)能分析
采用天然科技的專利技術(shù)節(jié)能改造板管蒸發(fā)冷卻式螺桿冷水機(jī)組余熱回收免費(fèi)制85～95℃熱水，推動(dòng)熱水型溴化鋰吸收式冷水機(jī)組制冷供數(shù)據(jù)中心使用；將原6臺(tái)制冷量:1250KW，按6臺(tái)滿負(fù)荷運(yùn)行估算每小時(shí)約可制取85～95℃熱水為：6臺(tái)×1250KW(制冷量) ×860kcal/h×0.8÷10÷1000L=516立方米/小時(shí)，推動(dòng)2臺(tái)TRZX(95/85)233熱水型溴化鋰機(jī)組制冷，制冷量2330KW，替代原4臺(tái)XX牌板管蒸發(fā)冷卻式螺桿冷水機(jī)組制冷，節(jié)省4臺(tái)機(jī)組的電耗約：
4臺(tái)×234Kw=936 Kw×24小時(shí)=22464Kw×0.68元/Kwh× 240天=3666124元/年節(jié)省的電費(fèi);
(3) 有效節(jié)能減排，享受“碳交易”政策補(bǔ)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(diào)電耗費(fèi)用，可節(jié)省標(biāo)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(jià)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(shù)據(jù)中心板管蒸發(fā)冷卻式螺桿冷水機(jī)組采用天然科技中央空調(diào)余熱回收的專利技術(shù)，節(jié)能改造10臺(tái)板管蒸發(fā)冷卻式螺桿冷水機(jī)組，工程總造價(jià)人民幣約842萬元，機(jī)組正常運(yùn)行約個(gè)16月左右(4216036元/年÷8個(gè)月=527004.5元X16個(gè)月=8432072元/年)便可回收節(jié)能改造工程的費(fèi)用，以后每年可為數(shù)據(jù)中心節(jié)省約421萬元空調(diào)制冷的電耗費(fèi)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(shí)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(jí)網(wǎng)）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(shù)據(jù)中心正常運(yùn)作的前提下，還可再額外增加收益。
隨著天然科技中央空調(diào)節(jié)能改造項(xiàng)目的大規(guī)模應(yīng)用，可有效改善數(shù)據(jù)中心制冷設(shè)備的能源消耗問題，并減少相應(yīng)帶來的碳排放及熱島效應(yīng)，齊為地球降溫，應(yīng)對(duì)氣候變化，真正做到為數(shù)據(jù)中心節(jié)能減碳，樹立良好的典范作用。
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