在當今人工智能驅動的世界中，數據中心和高性能計算在推動技術革命方面發揮着至關重要的作用。數據中心運營商明確關注既能滿足當前需求又能適應未來增長的解決方案，因此優先考慮強調適應性、能源效率和可靠性的基礎設施。

走向更負責任的增長之路需要整體視野。這不僅關乎效率，還涵蓋資源管理、可再生能源、減少浪費和循環經濟。隨着數據中心的發展，整體設計不僅僅意味着技術規格，它還涉及智能決策和協作，以引導人工智能驅動的轉型。

這也適用於熱量再利用，這是實現更節能未來的途徑之一。數據中心需要全年冷卻，因爲不斷運行的服務器、網絡設備和存儲設備所消耗的電力幾乎100%都轉化爲熱量。由於產生的熱量越來越多，人們一直在尋找熱量再利用作爲將其釋放到環境中的替代方案。

什么是熱能再利用

熱量再利用（或熱回收）主要圍繞捕獲和再利用數據中心IT設備和冷卻系統產生的多余熱量。

IT設備會產生熱量，冷卻系統會捕獲這些熱量並將其排放到室外，從而保持設備的溫度恆定。熱量再利用系統不會浪費這些多余的熱量，而是會將其捕獲並用於其他有用的用途。

精心設計的熱能再利用系統有助於提高效率和履行環境責任，從而減少傳統加熱和冷卻方法產生的總體能源消耗和相關的溫室氣體排放。

熱能再利用的主要目的及應用

空間供暖：在寒冷的月份將暖氣分配到附近的建築物（住宅、辦公室等），主要用於舒適應用。這可以減少對傳統供暖系統的需求，從而節省能源並降低數據中心運營商和最終用戶的運營成本。

工業過程：爲需要熱水進行生產過程的行業預熱水。清潔和消毒等操作需要高溫水。

生活用水加熱：預熱水用於家庭用途，例如數據中心本身或附近建築物的淋浴和水槽。

發電：在某些情況下，有機朗肯循環(ORC)可以利用數據中心在高溫（>80°C）下產生的熱量來產生電能。

冷卻：吸收式制冷機可以爲數據中心本身或附近的建築物提供冷卻。這類冷卻裝置利用熱量來驅動吸收過程，並通過蒸發所用制冷劑來提供冷卻。

農業應用：在農業或園藝環境中，可以重新利用熱量來維持溫室溫度，甚至培育可從大氣中吸收二氧化碳的藻類。

農業：奶牛養殖需要熱水來清潔，還需要溫水來增加牛奶產量。

其他用途：遊泳池、田野供熱、海水淡化、木材幹燥、養魚場。

熱能再利用系統——成功的條件

熱能再利用是一個復雜的課題，需要幫助評估何時、何地以及如何部署它。此外，沒有單一的方法來實施熱能再利用系統，它在很大程度上取決於應用和熱能使用的目的。以下是一些可能的情況及其解決方案的示例。

熱能再利用和需求匹配

最大的挑战之一是數據中心周圍建築物/應用的熱量需求與冬季或夏季的實際熱量浪費之間的平衡。

在夏季，數據中心會產生大量的余熱。這些熱量由溫度較高的風冷裝置排出，根據熱量再利用需求（因應用而異），排出的熱量可能超過所需量。

在冬季，爲了節省能源並冷卻IT設備，大多數情況下都會啓用自然冷卻系統，但數據中心產生的熱量往往不足且溫度太低而無法再利用。在這種情況下，爲了滿足峰值熱量需求，需要使用熱泵來提高熱量和溫度。

距離和基礎設施

最方便的熱量再利用情況是附近有可以使用熱量的建築物/應用，因爲安裝區域供熱網絡的成本可能很高。事實上，數據中心和建築物之間的管道越長，意味着熱回收溫度和成本就越高。另一個可能影響熱量再利用成本的因素是可能需要克服建築限制，例如在舊建築中，可能需要更高的熱回收溫度。

成本

應權衡熱再利用的初始投資與持續成本，以了解用於熱回收的能源是否抵消了通過熱回收實現的節省。有時可以將熱廢料出售給特定用戶以產生收入並加快投資回報。數據中心和熱再利用系統的規模會影響成本和盈虧平衡點計算。由於電力成本增加，高溫應用可能會變得不那么有吸引力，因此專注於低溫選項可能對項目成功更安全。當然，這種評估需要逐案進行，因爲盈虧平衡點會根據數據中心規模和可用熱量而變化。

監管和環境情景

在歐洲國家，能源政策辯論的重點是放棄使用基於化石燃料的能源，轉向使用風能、太陽能和氫能等可再生能源。最近，歐盟开始研究廢熱再利用，以將其添加到可再生能源結構中。

根據修訂後的《能源效率指令》（EED），如果數據中心的總額定能量輸入爲1MW或更高，則必須利用其廢熱，除非經濟或技術上不可行。一旦成員國將其轉化爲國家法律，該要求將適用。

然而，如果數據中心廢熱直接連接到區域供熱網絡或周邊地區的其他網絡，則不需要進行檢查，因爲《可再生能源指令》和《建築物能源性能指令》旨在激勵這種做法。

服務和熱能再利用集成的力量

服務和維護在確保數據中心不間斷運行和有效利用熱量再利用應用方面發揮着關鍵作用。事實上，數據中心活動的中斷不僅會影響運營，還會破壞熱量的產生，從而影響熱量的再利用潛力。這在高密度和液體冷卻設置中尤爲明顯。

服務由不斷接受最新技術培訓的熟練工程師提供，提供寶貴的數據收集和洞察能力。這些洞察可以轉化爲可操作的信息，以優化數據中心冷卻和熱再利用應用。此外，服務通過改造機會增強了熱再利用的潛力。

此外，服務提供商可以定制和調試熱單元軟件，以在數據中心冷卻效率和熱量再利用之間實現最佳平衡。

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標題：重新定義效率：數據中心如何以及爲何採用熱能再利用

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