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雙方就余熱回收在數據中心落地的可行性及行業推廣做了深入探討。杜日生先生表示,目前數據中心對于余熱回收的應用還不足夠多,如何利用好現有資源或再生資源都是我們從業者需要思考的問題。騰訊數據中心能在一個超大型數據中心率先嘗試余熱回收,并穩定運行兩個采暖季,這是非常難得的,也是我們行業內非常需要推廣的典型案例。
騰訊華北數據中心負責人韓建軍表示,在天津濱海園區落地的余熱回收項目只是我們向綠色數據中心進發的一小步,未來我們還將落地余熱回收項目二期及三期,向能耗數據可視化,能耗管理智能化,節能措施先進化的方向發展,并將數據中心更多的廢熱輸送出去。
騰訊天津濱海數據中心余熱回收項目于2019.10月落地,歷時一年半時間,經歷2020與2021兩個采暖季,現試點項目已完全實現園區9000平米的辦公樓區域市政0采暖費目標,一期工程全面結束。
項目實測結果顯示,一期余熱回收項目每年可減少能耗標煤量達525噸,相當于減少1310噸二氧化碳排放量,等效于種植7.2萬棵大樹。
本次余熱試點主要回收數據中心冷凍水回水余熱進行二次回收利用,代替傳統市政供熱設施,為園區的辦公場所提供冬季熱源,從而達到減少煤炭等燃料的燃燒來控制二氧化碳排放。
具體的實施原理是,選取園區DC1棟冷凍系統末端回水為取水口,通過園區內一段地埋管道輸送至辦公樓冷機房內,通過辦公樓冷機房內的循環水泵,將20℃冷凍回水送至磁懸浮熱泵機組,采用“磁懸浮”技術結合成熟的離心壓縮機技術,將高溫高壓的蒸汽與用熱端進行換熱,釋放熱量,而冷卻后的15℃回水通過熱泵機組再次送至DC1棟機房進行循環利用,此過程不僅實現了辦公區域采暖需求,同時為數據中心帶來節能收益。
天津騰訊數據中心余熱回收原理圖
當前,項目僅回收了DC1棟數據中心1/10余熱用于辦公樓供暖,若將騰訊天津數據中心全部余熱進行回收利用,按照這套方案,熱量用于采暖可覆蓋的面積達到 46 萬平方米,如果用于家庭采暖,可滿足 5100 多戶居民的用熱需求。減排二氧化碳量達5.24 萬噸,碳排放當量約為種植286.4 萬棵大樹。
若考慮全年余熱回收,將夏季回收熱用于民用熱水及周邊公建需求,冬季將數據中心全部熱源用于民用采暖,同時,采用此方案將減少制冷系統部分運行費用及園區辦公樓采暖費用,累加售賣出去的余熱費用,收益將極為可觀。
該項目已經于2019年10月正式落地,通過一年多的時間記錄,每年辦公區域制熱量近4000GJ,采暖費用可節省40萬元,余熱回收整體收益(包含制熱帶來成本收益、節水收益、冷機節電收益、熱泵機組耗電成本)為42.4萬元。同時辦公區域的冬季溫度更加舒適且可控。改造后余熱回收的節能及成本分析,已經充分驗證余熱回收項目在數據中心可持久推廣的技術可行性。
表1.天津騰訊數據中心余熱回收節能分析
熱泵機組 耗電量 |
冷機節電量 |
節水量 |
熱泵機組 制熱量 |
20W度 |
20W度 |
1200噸 |
4000GJ |
成本 |
成本 |
成本 |
成本 |
13.3W |
13.7W |
1W |
41W |
雖然余熱回收技術已經在多個行業內成熟應用,但在一個在線運行超過十年,服務器穩定運行超10萬臺的大型數據中心的運用尚屬首例,余熱回收的流程并不復雜,但是其核心的關鍵點在于如何在支持數據中心穩定安全運行的前提下實現余熱的科學回收,此過程中依靠騰訊專業工程師對數據中心及余熱回收兩套系統的深入分析,對施工安裝中可能發生的安全風險提前做好應急預案,對可能影響數據中心安全運行的故障點做好隔離與應急措施,并對如何確保冬季供暖及數據中心運行雙向安全的基本目標提前規劃出備份系統。
當前在騰訊濱海數據中心落地項目屬于第一期,智能化程度有進一步提升空間,在第二期項目中,我們將通過安裝智能化的傳感設備自動采集數據,搭建數據中心能耗管理平臺,充分利用各項數據,更準確指導在數據中心安全且節能的運行工況下,依然能將余熱安全輸送至公共區域采暖,科學提高余熱利用率,讓數據可視化,讓節能可視化,希望可以輔助更多高能耗企業快速實現節能降耗的目標。
在完成一二期以后,未來,我們希望聯合政府及相關單位共建一座低碳能源站,將園區內高能耗企業余熱統一回收利用,以天然氣及余熱為動力,清潔高效的向園區內其他企業提供,供熱、供冷、供電需求。此項措施不僅能有效降低園區企業碳排放量,還可以讓更多居民因此獲益。
除了天津濱海數據中心的余熱回收項目,騰訊正在持續通過云計算、人工智能等技術推動落實碳中和規劃。比如在2018年建成的騰訊貴安七星數據中心,經工信部實測,其極限PUE值小于1.1,能效水平和綠色化程度遠超同期國內數據中心。即將交付的騰訊清遠數據中心液冷實驗室,更將實現極限PUE值低于1.06的高節能效果。
在云計算,大數據等信息技術高速發展下,大型數據中心不斷涌現,作為能耗大戶,數據中心的耗電量逐年攀升。如何在高能耗數據中心尋找節能空間,不僅成為當前社會緩解能源需求緊張,促進全球能源合理利用的必然選擇,也是實現全球碳中和目標的有效手段。