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毕马威数据中心:利用余热制冷

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毕马威数据中心:利用余热制冷

发布日期:2018-01-22 作者: 点击:

  新泽西靠近纽约州的蒙特威尔市政区上,审计与咨询公司毕马威的美国总部外竖着一些类似超大冰箱的东西。而这些发出嗡嗡响声的装置实际上是一个既简单又十分强大的内蒙古二手制冷设备系统,正是它卓有成效地减少了毕马威数据中心在能源上的花费。

  

  这座位于郊区的毕马威数据中心是一个热电联供的现实案例(也被称作废热发电),荣获本月的美国政府能源之星。

  

  国际能源署指出,热电联供是一种经过证实的可靠划算的环保技术,适用于全球地区并能减少碳排放。但是这种技术的推广受到落后的电力政策和资金(很多投资者希望看到立竿见影的效果)的很大限制。国能署指出有力的环境与气候政策是发挥热电联供潜能的前提。

  

  毕马威是玩数据的专家,它用行动证明了这些困难是可以克服的,即使政府还没有下达减排令。毕马威为商业界日益增长的能源危机(数据中心对能源的需求)提供了可行的解决方案。

  

  一阵清风

  

  在毕马威为全球提供税收、审计、咨询服务的背后是一座3万平方英尺(2790平方米)的数据中心,共有2250台服务器。比起互联网巨头的上万台服务器农场来说并不大。但是全公司的耗电中有一半是用来为数据中心制冷的。

  

  装在那些巨型冰箱里的是14台微气体涡轮机,建于2008年。全部涡轮机的发电容量达840千瓦。如果停掉其中两台以做备用的话,720千瓦的容量也能提供数据中心每年(5百万千瓦时)能耗需求的一半,等同于450户美国普通家庭的用电量。

  

  从这些微型电站里排出的废气温度高达600华氏度(315摄氏度),它们将被送到一个神奇的设备(吸收制冷机)中继续贡献余热,而不是排入大气。

  

  早在1920年吸收制冷机就出现在商业运用中了。但是成本太高了,而且需要大量热能才能使其运转,变热为冷。传统制冷的压缩机原理是把气态制冷剂变成液态,然后利用循环蒸发来吸收周围的热量,吸收制冷机不需要传递介质就可以直接运转。

  

  这些制冷机能保障服务器的温度在安全范围。“实际上,我们的冷气是不花钱的。”基建部副部长Regina 说,“通常我们的数据中心每用一度电,就额外需要一度电来降温。”

  

  该工程的成功运作归功于数据中心高于普通商业大楼的能耗密度,并且产生大量热量,热电联发系统融合了现场发电和吸收制冷机,能有效的解决服务器的制冷问题。美国环境署统计了16家商业数据中心的热电联发能力,总容量达16兆瓦。

  

  作为今年的6个被国家能源署评为杰出减排和节能贡献奖获得者之一,毕马威的热电联供系统并不是没有缺点。部分热能仍然被浪费了,但和由电网传输来的发电厂电能相比,相同电能节省了22%的燃料,每年能减少2200吨二氧化碳排放。

  

  换一个方面思考:我们运到传统发电站的化石燃料所含的能量,有2/3以热量形式耗散了,还有9%在传输和配电过程中损耗。如果在电能消费端建一个热点联共系统,这些浪费将会大大降低。据国际能源署报道,当今效率最高的热电联供系统的能量转换效率达到90%以上。

  

  无限潜能

  

  相对连续的电能和制冷需求使数据中心非常适合配备热电联供。但这项比计算机早十多年出现的技术,在毕马威的数据机房运用尚属首例。其实,热电联供系统也适用于居民区、医院、办公楼和生产工厂,环境保护署的热电联供项目主管Neeharika Naik-Dhungel说,“这是她的美妙之处。”

  

  环保署自从1999年以来已经支持了76个项目,其中包括发电厂、大学校园、工厂、牛奶巴斯消毒、洗瓶子的设备、一座旧金山商业区建筑。

  

  在大西洋的另一端,冰岛雷克雅未克郊外20英里处,工程师们正在安装更多的热电厂。为了满足不断增长的电能和热能需求,雷克雅未克计划在现130兆瓦发热和300兆瓦发电能力的基础上,将热容量扩大90兆瓦。

  

  全球电能生产有10%来源于热电联供。根据2008年国际能源署的数据,丹麦的热电发电量占其总量的一半以上,是世界最领先国家。第二位是芬兰达到40%,紧随其后是俄罗斯、拉脱维亚、荷兰,都达到了30%.而其他国家几乎没有。

  

  热电小组的Naik-Dhungel说,由于不是标准的发电方式,比如能效装置和建筑规范的差异,使热电联供技术在包括美国内的很多国家总是或这或那受到政策的阻碍。虽然这项技术能比分离发电排放更少的温室气体。但是发电厂和公共事业政策显然没有被这些优势说服。

  

  除了使毕马威的总部成为节能减排的案例,热电系统同时也减少了其碳足迹。Regina说当在设计蒙特威尔的系统时,有很多关于碳信用的报道,如果报告我们的碳排放的话,我们希望能看到好的数据。面对能耗巨大的数据中心,毕马威的兴趣点转移到了“我们能使数据更好看,减少污染,提高效率”。

  

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  开发热电系统的好处还不止于此,毕马威当时共投入240万美元建造发电系统,其中90万来自新泽西州鼓励清洁能源项目的贷款。公司可根据热电系统节省的电费多少,在2013或2015年前还清贷款。

  

  毕马威相信这套系统带给公司的好处不仅是节省能源开支,而且能加强蒙特威尔中心的稳定性和鲁棒性。在《末日侵袭》的场景中,当燃煤发电和柴油发电都被切断的时,我们还有汽轮机发电保障重要服务器运转,Regina说。

  

  环保署指出高峰时期,若数据机房遭遇断电或电力不稳,将导致每分钟3000万美元的损失,而使用热电系统可以帮助避免这种风险。

  

  每天,热电系统都默默维持着毕马威总部的运转。微型涡轮机制造商监控着系统的输出、温度等参数,并且如果需要的话可以派出技术专家解决问题。Regin说,我们的现场有技术专家,保证中心的稳定。现在,对毕马威来说,享用绿色的热电联供已不是那么困难的事,它就像其他的基础设施一样。


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