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建筑科学

使用服务器群为建筑物供暖

亚马逊正计划利用附近数据中心的废热为其西雅图新办公室供暖

服务器群可以释放大量热量。大部分时候这些热量都被浪费掉了,但如果我们可以回收这些热量用于需要加热的空间呢?
图片来源:Henrik Bennetsen / Flickr

上周在我的ASHRAE这样我看到一个有趣的故事,关于一个亚马逊正在计划用热量做一件很酷的事情.如果你不知道的话,亚马逊是一个电脑重度使用者。他们不仅经营他们的在线商店,而且还有一个流行的云计算服务。电脑将电能转化为猫咪视频、名人推特和废热。尽管Facebook和Twitter可能会让你相信,最后一点才是最重要的。

一个典型的服务器使用大约350瓦的电力,产生大约1200 BTU/小时的废热。(这些数据来自2011年的一篇论文,稍后再详细介绍。)如果有50台服务器,你可以获得相当于60000 BTU/hr炉子的热量,但大多数时候,热量不仅仅是使用后,服务器群的所有者花钱将其从服务器机房移除,并使用空调——即使在寒冷的气候下。

亚马逊正在西雅图建造一个新的办公中心,他们计划利用附近服务器群的废热来为其供暖。该项目目前正在接受当地政府的审批,但这将扭转能源流动,利用释放的热量,而不是使用更多的能源来去除热量。

在你的地下室里放一个“数据熔炉”

这不是一个新想法。只要人们走进服务器机房并感受到这种热度,他们就会谈论如果你能利用这种热度,这将是一个多么棒的想法。不过,这是一种相当低的热量,所以它不是发电的理想选择,但如果你能把热量送到需要的地方,它正好适合给建筑物供暖。亚马逊的计划还没有公布,至少我没有看到,但他们将从水中捕获热量,并将其转移到他们的办公大楼。

几年前,微软发表了一篇名为数据熔炉:云计算加热,该研究着眼于利用服务器为家庭供暖的可能性。他们发现,要为五种不同气候的家庭提供所有的热量,需要37到114台350瓦的服务器。数据熔炉的所有者可以为每台服务器节省300美元。

这是一个有趣的想法,但我不认为它会扎根。不过,亚马逊所做的应该代表了一种新趋势。西雅图是一个理想的地方,因为他们的设计温度适中,全年使用热量。我记得有一年我住在那里,甚至在7月份还开着暖气,穿着我的羊毛衫。

为什么不用空调来回收热量呢?

另一种方法是使用可变制冷剂流量(VRF)热泵。这些是微型空调的大哥,可以让你同时加热和冷却,完全绕过热泵的室外单元。制冷剂在一个需要冷却的房间里吸收热量,并把它送到另一个需要加热的房间。

使用电脑的余热让我想起了马丁·霍拉迪几年前在愚人节发表的一篇文章:研究人员预测美国熔炉行业将注定失败.他在书中写道,等离子电视很快就会以BTU/小时的热量输出来标记。

Allison贝尔斯她是一位演说家、作家、能源顾问、resnet认证培训师,并著有能源先锋的博客.看看他的深度课程,掌握建筑科学并关注他的推特@EnergyVanguard

8的评论

  1. antonio_o||# 1

    嗯…
    1194.25 BTU/hr功率输入,1200 BTU/hr废料输出。哇!

  2. GBA编辑器
    马丁Holladay||#2

    对安东尼奥·奥利弗的回应
    安东尼奥,
    这种现象不仅限于计算机。所有输入到家中电子设备的电能都转化为热量。这适用于照明、搅拌机、电视、收音机和冰箱。如果它吸收了100瓦的热量,它也向你的家里倾倒了100瓦的热量。

  3. Brent_Eubanks||# 3

    余热温度
    你说,被丢弃的热量的温度“刚刚好”,可以为建筑物供暖。我想深入探讨一下。
    循环加热线圈通常要求水的温度至少为140华氏度,以获得任何有效的加热,在满载情况下最高可达180华氏度。辐射供暖系统通常希望温度在110F - 120F范围内。

    我很难看到你是如何从服务器废热中达到这些温度的,除非你使用VRF系统或热泵来升级温度。服务器机房管理的实践终于开始转变,允许更高的温度。但我不知道有谁在120华氏度以上的排气温度下运行他们的服务器。

    你知道他们是如何为这个项目制作温度值的吗?

  4. somewhere_or_other||# 4

    布伦特•尤班克斯事件回应
    当涉及到计算设备时,排气温度并不是一个大的考虑因素,除非你是在融化钢外壳的水平。进气温度是限制因素。

    我工作过的大多数服务器在连续运行时都指定最大35°C的进水口,在每年不到10%的工作时间中设置40°C,在每年不到1%的工作时间中设置45°C。它们对应于约。95°F, 104°F和113°F。当你进入20kW或更大的每个机架密度,它是相对常见的测量30°F三角洲从冷的一边到热的一边。我不确定我们现在做的是否正确,但我们之前肯定测量过温度的变化。

    这确实需要一些努力,但肯定可以做到。NREL今天就是这么做的,其结果是PUE下降了1.06左右,这是世界上最低的。

  5. 专家成员
    Dana多赛特||# 5

    只有你浪费了它,它才会浪费热量……
    这才是重点,真的。

    当你需要消耗大量的电力来完成一项有用的功能时,就会有大量的能量流可供利用,但40-50C的空气是低温能源,除了供暖以外,对很多事情都没有用处。但在成本有效的情况下,这是正确的做法。

    在西雅图,与使用热泵供暖相比,这对碳排放的净影响实际上为零,因为当地的电网主要是水力发电。但这比燃气供暖好得多。

    许多电子元件在高于50℃的环境中都存在性能或寿命退化的问题。我怀疑服务器机架的出口空气温度超过50摄氏度不会是典型的,但超过40摄氏度是肯定的。40摄氏度大约是流感患者的体温,40-50摄氏度对热风加热来说足够了,但对循环加热溶液来说就太低了。

    利用热空气将热量分散到任何距离或建筑物之间,都存在着潜在的分配损失和系统效率问题。就像艾莉森建议的那样,热泵和制冷剂管道可能是一种更灵活、更低损耗的方法。但如果热量被认为是“免费”的,他们可能会倾向于使用更便宜,但效率较低的方法,如果出口温度仍然是40摄氏度或更高。

  6. 丹·o·克拉克||# 6

    计算机“废热”
    哇!伊利诺伊大学在1960年代不是利用计算机的废热来给计算机大楼供暖吗?这是我45年前在那里上学时被告知的。

  7. GBA编辑器
    Allison A. Bailes III博士||# 7

    Dana Dorsett的回复
    你写道:“在西雅图,与使用热泵供暖相比,这种方式对碳排放的净影响实际上为零,因为当地电网主要是水力发电。”

    如果你不考虑没有使用的水力发电会发生什么,这是正确的。由于太平洋西北部向加州输出了多余的电力,它最终可能会取代天然气发电。

  8. 专家成员
    Dana多赛特||# 8

    对埃里森
    从PNW输入到CA的水力主要是在制冷季的大部分时间,而不是在采暖季。在西北太平洋地区的供暖季节,加州的冷负荷很低,甚至没有冷负荷,所以这些进口至少下降了一个数量级。考虑到长途输电线路交易电力的沉重成本,它在加州抵消的天然气发电量几乎为零。

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