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，是實現數據中心節能減碳的關鍵之一。在此發展形勢下，北京市經濟和信息化局特聯合中國電子節能技術協會等機構于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。
數據中心余熱回收技術應用
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能減碳解決方案》——240天通過中央空調節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。
數據中心余熱回收轉制冷技術示意圖
某數據中心中央空調余熱回收節能減碳應用案例
1. 工程背景簡介
某數據中心園區占地面積約14畝，共有1671組數據機柜，為保障機房正常運行，現采用10臺板管蒸發冷卻式螺桿冷水機組進行機房環境溫度調節。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，節約該數據中心的營運成本。
完成改造后，中央空調系統全年可免費制熱水約2972160噸，節省中央空調電耗費用約640萬元，節省標煤約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，其經濟效益和環境效益不可估量。
數據中心節能減排
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能減碳解決方案——
在原有的10臺板管蒸發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控系統，當儲水箱儲滿水時，新增的循環熱水泵自動開啟空調熱回收設備加熱循環控制系統，達到設定熱水溫度時自動關閉，保證熱水系統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。
數據中心余熱回收制熱水驅動溴化鋰機組系統流程圖
3. 工程經濟效益分析
完成天然科技中央空調節能改造后，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) 節能改造板管蒸發冷卻式螺桿冷水機組節電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約空調運行電費10%約為549912元。
(2) 數據中心板管蒸發冷卻式螺桿冷水機組余熱回收轉制冷技術節能分析
采用天然科技的專利技術節能改造板管蒸發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牌板管蒸發冷卻式螺桿冷水機組制冷，節省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/年節省的電費;
(3) 有效節能減排，享受“碳交易”政策補貼
完成改造后系統全年制熱水約2972160噸，不僅節約了大大節約了空調電耗費用，可節省標煤約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
數據中心節能減排解決方案
綜上所述，該數據中心板管蒸發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，節能改造10臺板管蒸發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)便可回收節能改造工程的費用，以后每年可為數據中心節省約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。
數據中心余熱回收技術應用
隨著天然科技中央空調節能改造項目的大規模應用，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能減碳，樹立良好的典范作用。
