《国家通信业节能技术产品应用指南与案例（2021）》之二：绿色数据中心高效冷却及配套技术产品

为加快推广先进适用节能技术装备产品，推动工业和信息化领域节能和能效提升，助力碳达峰、碳中和目标实现，近日，工业和信息化部发布《国家工业节能技术推荐目录（2021）》和《国家通信业节能技术产品推荐目录（2021）》，其中包括流程工业节能提效技术、重点用能设备系统节能提效技术、储能及可再生能源利用技术、智慧能源管控系统技术、余热余压利用技术等5大类69项工业节能提效技术，以及绿色数据中心、5G网络和其他通信业领域等3大类74项技术产品。为加快相关技术推广应用，现将《国家工业节能技术应用指南与案例（2021）》和《国家通信业节能技术产品应用指南与案例（2021）》予以发布，供参考借鉴。

◼高弹性冷却技术通过定制空调盘管墙和风扇墙置于服务器机柜后部，根据需求统一制冷、控制，通过创新的气流组织减少风阻和局部热点，使得制冷效率大幅提升。适用于新建和改造的数据中心。华东地区某数据中心采用阿里云计算有限公司的产品作为机房散热方案，能耗较传统冷冻水精密空调降低70%，从而提高IT产出4%。预计未来5年市场占有率可达到20%。

◼“冰川”相变冷却系统以气泵、液泵、蒸发冷凝器和并联末端为硬件基础，加以AI智能控制，灵活满足数据中心的制冷需求。适用于新建和改造的数据中心。年均制冷负载系数（CLF）可达0.035，单机柜最大支持功率可达30千瓦以上。河北保定某云计算数据中心使用北京百度网讯科技有限公司产品，为200个功率密度10千瓦的机柜提供制冷，“冰川”相变冷却系统具体配置为6+1，单系统的制冷量为350千瓦。制冷部分年节电272万千瓦时。预计未来3年市场占有率可达到30%～40%。

◼数据中心持续供冷与削峰填谷相耦合的水蓄冷产品是在传统数据中心应急蓄冷罐的基础上，将冷却水补水的1/2存储到蓄冷罐中，降低项目储水投资。在极端的停水条件下，通过蓄冷罐给冷却水系统补水，利用可调节布水器调节布水器高度，保障数据中心的安全性。适用于新建数据中心，产品节能率为20%～30%。某数据中心使用北京环渤高科能源技术有限公司产品，共采用2套单台容量为735立方米自调节型高效水蓄冷设备以及配套系统，年节电38.27万千瓦时。预计未来5年市场占有率增长100%以上。

◼喷淋液冷系统是通过将低温冷却液送入服务器精准喷淋芯片等发热单元带走热量，冷却液返回液冷冷却液分配单元（CDU）与冷却水换热处理为低温冷却液后再次进入服务器喷淋，冷却液全程无相变。液冷CDU的冷却水由冷却塔和冷水机组提供。适用于新建和改造的数据中心。数据中心满载运行时，电能使用效率（PUE）值低至1.07，全年平均PUE值处于1.1以下，节电率达50%以上，单体机架功率集成可达50千瓦以上。上海某数据中心使用广东合一新材料研究院有限公司产品，配备12个机架，每机架额定功率32千瓦，总功率384千瓦，采用喷淋液冷技术，年节电196.22万千瓦时。预计未来5年市场占有率可达到10%。

◼液/气双通道精准高效制冷技术是根据数据中心服务器的热场特征，高热流密度元器件（例如CPU）采用“接触式”液冷通道致冷；低热流密度元器件（例如主板等）采用“非接触式”气冷通道散热。适用于新建和改造的数据中心。数据中心PUE＜1.15，单机架装机容量≥25千瓦。广州某数据中心使用广东申菱环境系统股份有限公司产品，采用45千瓦液/气双通道精准高效制冷技术2套，整体PUE低于1.15，相较常规PUE为2.0的机房年节电62.5万千瓦时。预计未来5年市场占有率可达到10%。

◼节能节水型冷却塔技术在传统横流式冷却塔的基础上，应用低气水比技术路线，降低冷却塔耗能比，同时减少漂水。适用于新建和改造的数据中心，缺水地区不适宜使用。耗电比在0.030千瓦/（立方米/小时）以下，漂水率小于0.010%。某数据中心使用湖南元亨科技股份有限公司产品，配置4台冷却水量800立方米/小时的元亨节能节水冷却塔，年节电26.1万千瓦时，节水1.1万吨。预计未来5年市场规模将增长至8亿元/年。

◼浸入式散热数据中心由密封的液冷机柜、内部循环模组、换热冷却设备、内外控制设备等组成。IT设备完全浸没在单相导热液中，通过单相导热液直接对发热元件进行热交换，升温的导热液再通过外部驱动系统进行二次热交换，冷却后回流到机柜内部，达到控温效果。某数据中心购买兰洋（宁波）科技有限公司10台浸入式散热数据中心产品，并定制无须散热硬件的服务器，该数据中心IT设备负载约500千瓦，使用后，年节电341.65万千瓦时。预计未来5年市场占有率可达到60%。

◼浸没式交变脉冲电磁波法循环冷却水处理技术运用特定频率范围的交变脉冲电磁波，使电磁波能量有效激励水分子产生共振，增强水的内部能量，促使冷却水中形成无附着性的文石及在钢铁表面形成磁铁层，解决结垢和腐蚀问题。同时这种独特的离子电流脉冲波也具有显著的微生物灭杀功能，可以控制细菌和藻类的生长。适用于新建和改造的数据中心。某数据中心使用上海莫秋环境有限公司产品，单塔处理循环冷却水流量575立方米/小时，单套系统年节电8.29万千瓦时，年节水1.5万吨，年节能药剂费8.0万元。预计5年内市场占有率可达到30%。

◼数据中心用DLC浸没式液冷技术是通过将IT设备浸没在冷却液里并直接将热量传递给冷却液，冷却液吸收热量后通过液冷主机与水循环系统换热，水循环系统将热量带到外部换热设备（如冷却塔、空冷器等）并散发到空气中，即完成一次液冷系统的散热循环。适用于新建和改造的数据中心。数据中心使用浸没式液冷技术，平均PUE值可达到1.1。上海某数据中心使用深圳绿色云图科技有限公司的直接浸没式液冷产品，部署了504个机柜，单个机柜功率为11千瓦，年节电728.6万千瓦时。预计未来5年市场占有率可达到8%。

◼空调节能控制柜技术通过变频调速技术，在满足机房制冷量需求情况下，在低负荷时降低压缩机与风机的转速，使制冷量与机房实际热负荷相匹配，从而提高空调效率，实现节能效果。适用于在用数据中心改造。空调节能率（包括压缩机和风机）可达30%以上。某集团IDC机房使用深圳市共济科技股份有限公司产品，给空调安装节能控制柜后，年节电14.43万千瓦时。预计未来5年市场占有率可达到35%。

◼将智能变频柜增加在精密空调压缩机、室内风机供电前端，使其采集室内的温度信号，根据蒸气压缩式制冷理论循环热力计算结果输出相应控制信号控制压缩机、室内风机工作频率，进而实现降低能耗30%、提高送风温度精度80%、延长压缩机寿命200%的功能。杭州某数据中心使用深圳市英维克科技股份有限公司产品，采用智能变频柜180套。改造后年均节能率30%，年节电1245万千瓦时。此技术主要针对直膨式定频机房空调改造，预计未来5年市场占有率可达到10%。

◼数据中心高效液冷技术及其基础设施产品通过采用浸没式相变液冷技术，对传统风冷数据中心进行系统化变革，节省原冷却系统约80%的能耗，PUE＜1.2，单机柜部署密度＞100千瓦，可从冷却性能、功耗、环境效益等综合效能方面加快推进数据中心绿色生态化建设步伐。适用于新建和节能改造的数据中心。北京某中心采用曙光数据基础设施创新技术（北京）股份有限公司产品的88套“1拖2”液冷相变计算单元后，机房配电容量28兆伏安，机房面积仅800平方米，整体系统仅冷却部分年节电0.5亿千瓦时。预计未来5年市场占有率可达到50%。

◼机房湿膜加（除）湿技术的加湿方式为机房干热空气通过湿膜时，被加湿、降温和净化，除湿方式为输送机房相对湿润的空气通过换热器冷凝除湿。智能控制器实现对湿度的控制。与传统红外加湿和电极加湿技术相比，湿膜加（除）湿机节能率可达90%以上。适用于新建和改造的数据中心。浙江某数据中心使用四川斯普信信息技术有限公司产品后，年节电158.9万千瓦时。预计未来5年实现推广量10000台。

◼数据中心循环冷却水系统节能技术是应用智慧算法控制冷却水水质和系统运行参数，通过降低冷却水供水水温和制冷机趋近温度的方式，降低制冷机的制冷单位能耗。适用于新建和改造的数据中心，降低整站能耗5%～10%左右。某数据中心，使用天津鲲飞环保科技有限公司产品，年节电132.17万千瓦时，年节水830吨。预计未来3年市场占有率可达到20%。

◼智能喷雾系统是利用离心雾化器把水雾化后挥洒在冷凝器进风侧平行空间，有效降低了空调冷凝器进风口的环境温度，提高了冷凝器的热交换效率，达到降低压缩机排气压力和减少压缩机功率消耗的目的。适用于数据中心空调的节能技术改造，缺水地区不适宜使用。某数据机房使用天来节能科技（上海）有限公司产品，经对比测试，在空调室外机冷凝器进风侧安装智能喷雾系统的综合节能率约19%，年节电13.83万千瓦时。预计未来5年内，国内市场规模（进行雾化节能改造的空调）将达到10000台，尤其在老旧风冷空调的数据中心改造中有较大的推广潜力。

◼数据中心冷却用高效通风机采用优化叶片，整体优化流场同时电机速度可控效率高，在宽载荷、宽转速范围内保持高效低耗，适用于新建和改造的数据中心，适用信息设备负载率范围为25%～100%。北京某数据中心使用威海克莱特菲尔风机股份有限公司产品进行改造，目前已运行5年，安全可靠无故障，单台风机年节电约7200千瓦时。预计未来5年市场占有率可达到30%以上。

◼高效环保型氟化冷却液包含全浸没相变和单相冷却介质，用于浸没式（接触式）液冷。具有价格低、材料相容性好、温室效应潜能值低的特点。适用于新建和改造的数据中心。产品绝缘不导电、无闪点，臭氧消耗潜能值（ODP）为0，全球变暖潜能值（GWP）＜150。浙江某数据机房使用浙江诺亚氟化工有限公司生产的氟化液产品，实现PUE控制在1.1以下。对比同规模常规风冷数据中心可节约65%占地面积，年节电23.5万千瓦时。预计未来5年市场占有率可达到15%。

来源：工业和信息化部节能与综合利用司