数据中心的废热被用于家庭和水加热，但尽管最初看起来很有吸引力，但这是一个非常具有挑战性的提议。

　　乍一看，数据中心(服务器场)释放的兆瓦级热量似乎是真正的能源浪费，但它们也代表了恢复、收获和再利用的独特机会——Facebook的母公司Meta等公司已经全力以赴。

　　自 2020 年以来，Meta 一直在从其位于丹麦欧登塞的数据中心回收多余的热量(有一个有趣的 BBC 视频之旅 Meta 的设施 这里).同样，荷兰的其他数据中心运营商以及主要在欧洲的其他数据中心运营商也有大约10个其他全面项目。

　　这家行业巨头用简单的术语描述了热回收方法(见图1)：“向社区输送热量的过程始于风力涡轮机。多台风力涡轮机为我们的设施(包括我们的服务器)供电的电网创造和增加可再生能源。我们将服务器加热的空气引导到水盘管上，水盘管通过提高水温来回收热量。由可再生能源驱动的热泵设施进一步提高了水温。然后将热水输送到区域供热网络并分配给当地社区。

　　图 1：从可再生能源到用于区域供暖和水龙头热水的最终用户水的路径涉及许多转换和能量转移阶段。(来源：元)

　　据Meta称，该系统每年回收100，000兆瓦时的能源，这足以为该社区的6，900户家庭供暖。额外的公关角度也很独特：除了节省能源之外，宣传是“每个帖子都温暖了丹麦人”，因为每当有人发送电子邮件、向网站发帖或上网时，他们都不会浪费精力;他们正在帮助为家庭供暖。

　　但是，热空气到热水的系统实施起来很复杂。热量通过循环水通过数据中心通过绝缘钢管收集，绝缘钢管通过位于数据中心 176 个冷却单元中每个单元内的铜盘管。水通过热交换器吸收约27°C(80°F)的低温热量，并将其引导到位于同一地点的热泵设施。在那里，热泵将温水的温度(以及基于热的能量密度)“放大”到约70°C至75°C(约160°F至170°F)。如果听起来很复杂，确实如此。

　　使这种系统可行的是，丹麦和其他斯堪的纳维亚国家通常已经有一个集中的热水系统用于社区供暖，以及相关的地下管道 - 房屋不必有自己的区域或水加热系统。请注意，世界各地的许多大学校园也以这种方式运作，中央热水和蒸汽厂通过绝缘管道和隧道为校园周围的建筑物提供热量。这比每栋建筑中都有独立的加热装置便宜，并且由于集中式设计，维护更容易。

　　根据一项研究，靠近这些区域供热系统的数据中心有可能每年提供大约 50 TWh 的多余热量 再利用热量，一个由欧盟资助的项目，旨在促进 余热回用.这将相当于2020年欧盟家庭用于空间供暖的能源的2%至3%。

　　无论这种数据中心收集过程因其被认为节省成本而看起来多么有吸引力，但由于多种原因，它不是一个简单或大规模的解决方案。首先，许多地方没有以社区为基础的热水和供暖系统，每家每户的地下管道都通向地下。其次，捕获和引导低温热量需要大量的分布式硬件和费用，尤其是当它分布在大面积区域(例如数据中心)时。这种方法有很多活动部件，无论是字面上还是比喻上(见图 2)。

　　图 2：要使集中供暖系统正常工作，需要大量的管道和管道以及热交换器、热泵等——蓝色管道表示较冷的水，而红色管道表示较热的水。(来源：元)

　　的法则 热物理学 以类似于电能和电压/电流水平的方式规定能量捕获，传输和转换在较高温度下更有效。虽然工业设施甚至一些办公室多年来一直在使用“热电联产”来捕获和再利用 设备释放的热量，该热源通常高度煤化，回收能量提供的负载也是如此。

　　如果有一种方法可以在相对较低的温度下有效地将废热直接转化为源头的电力，那就太好了。然后，它可以使用电子系统进行转换和调节，例如基于电池的储能系统中使用的电子系统，并通过电力线而不是热水传输。全电子系统将很少或没有活动部件，而水基系统需要泵、热交换器和各种笨重、易于维护的设施。

　　您对使用低温源的废热进行能量收集和回收的实际更广泛的实用性有何看法?这些在经济和技术上具有吸引力的装置，还是它们真的“展示”项目，使有利的公共关系和关注成为可能，但多年来需要大量和昂贵的支持才能继续?这是不可避免的现实世界问题：痛苦值得收获吗?

　　引用

　　Ramboll Group A/S，”全球最大的超大规模数据中心排热装置"

　　数据中心论坛，”BBC：Meta的数据中心如何为丹麦的欧登塞提供热量和热水"

　　元，”欧登塞：元数据中心"

　　元，”这个数据中心会温暖他们的心，或者至少会加热他们的家"

　　元，”Facebook的超大规模数据中心使欧登塞变暖"

　　数据中心动态，”Facebook将其丹麦数据中心接入欧登塞区域供热系统"

　　本文最初发表于 电子电气时报.

　　比尔·施韦伯 是一名电子工程师，撰写了三本关于电子通信系统的教科书，以及数百篇技术文章、观点专栏和产品功能。在过去的职位上，他曾担任多个EE Times网站的技术网站经理，并在EDN担任执行编辑和模拟编辑。在ADI公司，他从事营销传播工作;因此，他一直在技术公关职能的两边，向媒体展示公司产品、故事和信息，并作为这些的接收者。在加入 Analog 之前，Bill 是其受人尊敬的技术期刊的副主编，并在其产品营销和应用工程团队工作。在这些职位之前，他曾在英斯特朗公司， 为材料试验机控制进行实际的模拟和电源电路设计和系统集成。他拥有哥伦比亚大学的电子工程学士学位和马萨诸塞大学的电子工程硕士学位，是一名注册专业工程师，并持有高级业余无线电执照。他还计划、编写和演示了有关各种工程主题的在线课程，包括 MOSFET 基础知识、ADC 选择和驱动 LED。