在当前由人工智能驱动的世界中，数据中心与高性能计算在推进技术革新方面扮演着核心角色。数据中心运营商在寻求既能满足当前需求又能适应未来增长的解决方案时，明确聚焦于具备适应性、能源效率与可靠性的基础设施。

实现可持续发展的增长需采取全面策略，这不仅涉及效率提升，还包括资源管理、可再生能源利用、减少浪费与促进循环经济。随着数据中心的不断发展，其设计已超越单纯的技术规格考量，转而侧重于智能决策与协作，以引领由人工智能驱动的转型。

热量再利用成为实现节能未来的关键途径之一。数据中心全年需应对设备（如服务器、网络设备与存储设备）的散热需求，这部分能量转换几乎完全为热能。面对热能产出日益增加的趋势，人们正探索将其转化为再利用方案，以替代简单排放至环境中的方式。

什么是热能再利用

热量再利用（或热回收）的核心在于捕捉并重新利用数据中心IT设备与冷却系统产生的过剩热量。IT设备在运作过程中产生热量，而冷却系统则捕获此热量并排放至外界以维持设备温度稳定。热量再利用系统则致力于避免浪费这些多余的热量，而是将其捕获并应用于其他实际用途。

精心设计的热能再利用系统不仅提高了效率，也体现了对环境责任的承担，有助于减少传统加热与冷却方法产生的总体能源消耗及相关的温室气体排放。

热能再利用的主要目的及应用

• 空间供暖：在寒冷季节向附近建筑（包括住宅与办公场所）供应暖气，主要用于舒适度提升。此举可减少传统供暖系统的需求，从而节约能源并降低数据中心运营商与最终用户的运营成本。
• 工业过程：为需要热水支持的工业生产过程预热水源。此用途涵盖了清洁与消毒等操作，对热水的需求较高。
• 生活用水加热：为数据中心本身或附近建筑提供热水，用于家庭用途，如淋浴与水槽。
• 发电：在特定条件下，利用有机朗肯循环（ORC）技术，通过数据中心产生的高温（＞80°C）热量来生成电能。
• 冷却：通过吸收式制冷机制备冷却水，适用于数据中心自身或附近建筑的冷却需求。
• 农业应用：在农业或园艺领域，利用热量维持温室内的适宜温度，或培育能吸收大气中二氧化碳的藻类。
• 农业：在畜牧业中，利用热水进行奶牛清洁，同时提高牛奶产量。
• 其他用途：包括游泳池加热、农田供暖、海水淡化、木材干燥与养鱼场等。

热能再利用系统——成功的条件

热能再利用是一个复杂课题，需要综合评估何时、何地以及如何部署此类系统。虽然没有单一解决方案适用于所有场景，但以下因素在实施热能再利用系统时至关重要。

热能再利用与需求匹配

最大的挑战之一是匹配数据中心周围建筑/应用的热量需求与冬季或夏季实际热量浪费的平衡。夏季，数据中心产生大量余热，由温度较高的风冷装置排放，此时可能超过实际需求量。相反，在冬季，尽管启用自然冷却系统，但数据中心产生的热量可能不足且温度较低，难以再利用。在后者情况下，可能需要额外的热源（如热泵）来满足峰值热量需求。

距离与基础设施

最理想的情况是附近有可以使用热量的建筑/应用，因为安装区域供热网络的成本相对较低。然而，热量回收温度和成本随距离增加而提高。此外，可能需要克服建筑限制，特别是在老旧建筑中，可能需要较高的热回收温度。

成本考量

在实施热再利用前，应权衡初始投资与持续成本，以评估热回收能源是否能够抵消潜在节省。有时，将热废料销售给特定用户可能产生收入，从而加速投资回报期。数据中心与热再利用系统的规模会显著影响成本与盈亏平衡点的计算。

监管与环境背景

欧洲国家正积极讨论转向可再生能源，如风能、太阳能与氢能，以替代基于化石燃料的能源。欧盟近期开始探索废热再利用，旨在将其纳入可再生能源结构。根据修订后的《能源效率指令》（EED），对于总能量输入达到1MW或更高的数据中心，必须利用其废热，除非经济或技术条件不允许。一旦成员国将此规定转化为国内法律，该要求将普遍适用。

若数据中心废热直接连接至区域供热网络或周边地区的其他网络，则无需进行检查，因为《可再生能源指令》与《建筑物能源性能指令》旨在鼓励此类做法。

服务与热能再利用集成的力量

服务与维护对于确保数据中心连续运行以及有效利用热能再利用应用至关重要。中断数据中心活动不仅会影响运营，还可能破坏热量产生，进而影响再利用潜力。在高密度与液体冷却设置中，这一点尤为重要。

服务由接受最新技术培训的熟练工程师提供，他们能收集与分析关键数据，转化为可操作的信息，以优化数据中心冷却效率与热能再利用。此外，服务还能识别改造机会，增强热能再利用的潜力。

服务提供商还可以定制与调试热单元软件，以实现数据中心冷却效率与热能再利用之间的最佳平衡。

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