數據中心的廢熱被用于家庭和水加熱，但盡管最初看起來很有吸引力，但這是一個非常具有挑戰性的提議。

　　乍一看，數據中心(服務器場)釋放的兆瓦級熱量似乎是真正的能源浪費，但它們也代表了恢復、收獲和再利用的獨特機會——Facebook的母公司Meta等公司已經全力以赴。

　　自 2020 年以來，Meta 一直在從其位于丹麥歐登塞的數據中心回收多余的熱量(有一個有趣的 BBC 視頻之旅 Meta 的設施 這里).同樣，荷蘭的其他數據中心運營商以及主要在歐洲的其他數據中心運營商也有大約10個其他全面項目。

　　這家行業巨頭用簡單的術語描述了熱回收方法(見圖1)：“向社區輸送熱量的過程始于風力渦輪機。多臺風力渦輪機為我們的設施(包括我們的服務器)供電的電網創造和增加可再生能源。我們將服務器加熱的空氣引導到水盤管上，水盤管通過提高水溫來回收熱量。由可再生能源驅動的熱泵設施進一步提高了水溫。然后將熱水輸送到區域供熱網絡并分配給當地社區。

　　圖 1：從可再生能源到用于區域供暖和水龍頭熱水的最終用戶水的路徑涉及許多轉換和能量轉移階段。(來源：元)

　　據Meta稱，該系統每年回收100，000兆瓦時的能源，這足以為該社區的6，900戶家庭供暖。額外的公關角度也很獨特：除了節省能源之外，宣傳是“每個帖子都溫暖了丹麥人”，因為每當有人發送電子郵件、向網站發帖或上網時，他們都不會浪費精力;他們正在幫助為家庭供暖。

　　但是，熱空氣到熱水的系統實施起來很復雜。熱量通過循環水通過數據中心通過絕緣鋼管收集，絕緣鋼管通過位于數據中心 176 個冷卻單元中每個單元內的銅盤管。水通過熱交換器吸收約27°C(80°F)的低溫熱量，并將其引導到位于同一地點的熱泵設施。在那里，熱泵將溫水的溫度(以及基于熱的能量密度)“放大”到約70°C至75°C(約160°F至170°F)。如果聽起來很復雜，確實如此。

　　使這種系統可行的是，丹麥和其他斯堪的納維亞國家通常已經有一個集中的熱水系統用于社區供暖，以及相關的地下管道 - 房屋不必有自己的區域或水加熱系統。請注意，世界各地的許多大學校園也以這種方式運作，中央熱水和蒸汽廠通過絕緣管道和隧道為校園周圍的建筑物提供熱量。這比每棟建筑中都有獨立的加熱裝置便宜，并且由于集中式設計，維護更容易。

　　根據一項研究，靠近這些區域供熱系統的數據中心有可能每年提供大約 50 TWh 的多余熱量 再利用熱量，一個由歐盟資助的項目，旨在促進 余熱回用.這將相當于2020年歐盟家庭用于空間供暖的能源的2%至3%。

　　無論這種數據中心收集過程因其被認為節省成本而看起來多么有吸引力，但由于多種原因，它不是一個簡單或大規模的解決方案。首先，許多地方沒有以社區為基礎的熱水和供暖系統，每家每戶的地下管道都通向地下。其次，捕獲和引導低溫熱量需要大量的分布式硬件和費用，尤其是當它分布在大面積區域(例如數據中心)時。這種方法有很多活動部件，無論是字面上還是比喻上(見圖 2)。

　　圖 2：要使集中供暖系統正常工作，需要大量的管道和管道以及熱交換器、熱泵等——藍色管道表示較冷的水，而紅色管道表示較熱的水。(來源：元)

　　的法則 熱物理學 以類似于電能和電壓/電流水平的方式規定能量捕獲，傳輸和轉換在較高溫度下更有效。雖然工業設施甚至一些辦公室多年來一直在使用“熱電聯產”來捕獲和再利用 設備釋放的熱量，該熱源通常高度煤化，回收能量提供的負載也是如此。

　　如果有一種方法可以在相對較低的溫度下有效地將廢熱直接轉化為源頭的電力，那就太好了。然后，它可以使用電子系統進行轉換和調節，例如基于電池的儲能系統中使用的電子系統，并通過電力線而不是熱水傳輸。全電子系統將很少或沒有活動部件，而水基系統需要泵、熱交換器和各種笨重、易于維護的設施。

　　您對使用低溫源的廢熱進行能量收集和回收的實際更廣泛的實用性有何看法?這些在經濟和技術上具有吸引力的裝置，還是它們真的“展示”項目，使有利的公共關系和關注成為可能，但多年來需要大量和昂貴的支持才能繼續?這是不可避免的現實世界問題：痛苦值得收獲嗎?

　　引用

　　Ramboll Group A/S，”全球最大的超大規模數據中心排熱裝置"

　　數據中心論壇，”BBC：Meta的數據中心如何為丹麥的歐登塞提供熱量和熱水"

　　元，”歐登塞：元數據中心"

　　元，”這個數據中心會溫暖他們的心，或者至少會加熱他們的家"

　　元，”Facebook的超大規模數據中心使歐登塞變暖"

　　數據中心動態，”Facebook將其丹麥數據中心接入歐登塞區域供熱系統"

　　本文最初發表于 電子電氣時報.

　　比爾·施韋伯 是一名電子工程師，撰寫了三本關于電子通信系統的教科書，以及數百篇技術文章、觀點專欄和產品功能。在過去的職位上，他曾擔任多個EE Times網站的技術網站經理，并在EDN擔任執行編輯和模擬編輯。在ADI公司，他從事營銷傳播工作;因此，他一直在技術公關職能的兩邊，向媒體展示公司產品、故事和信息，并作為這些的接收者。在加入 Analog 之前，Bill 是其受人尊敬的技術期刊的副主編，并在其產品營銷和應用工程團隊工作。在這些職位之前，他曾在英斯特朗公司， 為材料試驗機控制進行實際的模擬和電源電路設計和系統集成。他擁有哥倫比亞大學的電子工程學士學位和馬薩諸塞大學的電子工程碩士學位，是一名注冊專業工程師，并持有高級業余無線電執照。他還計劃、編寫和演示了有關各種工程主題的在線課程，包括 MOSFET 基礎知識、ADC 選擇和驅動 LED。