Повторное использование тепла в дата-центре: как максимально эффективно использовать избыточное тепло

Getty Images/iStockphoto

Центры обработки данных и множество горячих, постоянно включенных и энергоемких серверов внутри них выделяют много тепла. Администраторы постоянно работают над тем, чтобы оборудование не перегревалось и не выходило из строя из-за неоптимального уровня тепла и влажности, но некоторые центры обработки данных повторно используют свое тепло, а не рассеивают его.

Тепло от центров обработки данных может способствовать изменению климата, но центры обработки данных могут сокращать потребление тепла или повторно использовать его разумными и безвредными способами. Многие организации повторно используют тепло, вырабатываемое своими центрами обработки данных, для обогрева других объектов, домов в близлежащих населенных пунктах и ​​даже рыбных ферм.

Значительная часть энергии в центрах обработки данных используется для поддержания температуры. Поскольку центры обработки данных сталкиваются с давлением со стороны правительств и организаций, таких как Международное энергетическое агентство, требующих обезуглероживания и снижения энергопотребления для защиты планеты, повторное использование тепла центров обработки данных может быть частью ответа.

С экологической точки зрения повторное использование отработанного тепла, например, путем перенаправления тепла для обогрева близлежащих зданий, может помочь снизить потребление энергии из других источников, таких как близлежащая система централизованного теплоснабжения, в которой используется газовый котел. С экономической точки зрения утилизация тепла может привести к превосходной энергоэффективности, что может привести к значительной экономии затрат в долгосрочной перспективе, особенно в условиях роста цен на электроэнергию.

Кроме того, правительства, такие как правительства Франции и Дании, могут потребовать от новых центров обработки данных провести технико-экономическое обоснование использования избыточного тепла в интересах местных сообществ, чтобы получить разрешения на строительство. Для организаций важно выполнить эти требования раньше, чем позже, поскольку это также может сопровождаться налоговыми льготами и поможет избежать пеней, штрафов и времени, потраченного на преодоление бюрократических проволочек.

Вместо того, чтобы направлять горячий воздух обратно в атмосферу или использовать энергию для его охлаждения, многие центры обработки данных изучают творческие способы повторного использования тепла, в том числе следующие:

Давайте рассмотрим некоторые практические примеры использования, демонстрирующие, как некоторые организации с центрами обработки данных повторно используют тепло.

Компания Meta построила центр обработки данных в Оденсе, Дания, спроектированный с учетом рекуперации тепла и 100% возобновляемой энергии. Целью этого объекта является ежегодное восстановление и пожертвование 100 000 мегаватт-часов энергии со своих серверов. Тепло перенаправляется для обогрева местной больницы и других зданий в окрестностях через систему централизованного теплоснабжения, которая улавливает тепло из воздуха и направляет его через медные змеевики для нагрева воды. Затем он отправляет горячую воду в дома и здания, которые используют радиаторы для обогрева.

Apple планирует расширить свой центр обработки данных в Выборге, Дания, чтобы перенаправить тепло на теплую воду, подаваемую на местную электростанцию ​​и в систему централизованного теплоснабжения. Этот объект питается от ветряных турбин, а вся излишек энергии возвращается в энергосистему Дании. Расширение потребует строительства новой инфраструктуры для улавливания еще большего количества избыточной тепловой энергии для города.

Центр обработки данных Amazon в Таллахте в Дублине передает тепло от серверов в систему обработки воздуха, которая перерабатывает тепло для нагрева воды. Вода поступает в энергетический центр за пределами склада, где тепловые насосы конденсируют ее до еще более высоких температур. Установка позволяет ежегодно экономить около 1400 тонн выбросов углекислого газа и отапливать более 505 000 квадратных футов местных общественных зданий, 32 000 квадратных футов коммерческих зданий и 135 квартир.

EcoDataCenter разработал подробные планы по расширению своего предприятия в Фалуне, Швеция, для использования избыточного тепла при производстве древесных гранул. В этом центре обработки данных есть подземные трубы, по которым горячая вода поступает на расположенную по соседству теплоэлектростанцию, которая также производит древесные пеллеты. Чтобы удалить влагу из древесных гранул, завод раскладывает опилки на маты шириной 20 футов и обдувает их горячим воздухом. Вместо газовых котлов на пропане установка EcoDataCenter может обеспечить 10 мегаватт отработанного тепла для облегчения процесса сушки.

Блочное отопление — это технология строительства, которая позволяет центрам обработки данных повторно использовать отходящее тепло для обогрева теплиц. В теплице центр обработки данных мощностью 200 киловатт потенциально может обогреть 1 гектар или 2,47 акра, что позволит выращивать более 88 000 фунтов помидоров в месяц без какой-либо дополнительной энергии. В технологии используется специальный радиатор, охлаждающий воду для поддержания температуры в дата-центре. Когда вода нагрелась, она поступает в теплицу через систему соединенных труб.