Forschung und Fortschritte bei der Anwendung von Absorptionsenergie- und Wasserspartechnologien in Rechenzentren
摘要
Der steigende Rechenleistungsbedarf von Rechenzentren führt zu einem drastischen Anstieg des Energieverbrauchs, wobei der verbrauchte Strom nahezu vollständig in Abwärme umgewandelt wird. Diese Eigenschaft hat die Entwicklung von Abwärmerückgewinnungstechnologien vorangetrieben. Absorptionsverfahren sind durch thermischen Antrieb gekennzeichnet und ermöglichen eine multifunktionale Nutzung der Abwärme bei gleichzeitiger Verringerung des Stromverbrauchs. Die bisherigen Forschungen zu Absorptionsverfahren konzentrieren sich jedoch hauptsächlich auf Gebäudebereiche und industrielle Abwärmeszenarien. Dieser Artikel gibt einen Überblick über neue Absorptionssystems für Rechenzentren und umfasst fünf Bereiche: Geräteebene Wärmemanagement, Abwärmekühlung, Abwärmespeicherung, Abwärmegeneration sowie Luftfeuchtigkeitsgewinnung aus der Abluft. Im Bereich des Gerätewärmemanagements können absortive Salzwasserkühler eine Temperaturabsenkung von bis zu 21 ℃ (Wärmefluss 25 kW/m²) erreichen; es wird ein Vergleich der Leistungsunterschiede von einstufigen, zweistufigen und drucksteigernden Absorptionskühlsystemen bei 40~60 ℃ Antriebswärmequellen durchgeführt, wobei die Leistungszahl (COP) über 0,7 liegen kann; die Rolle der Absorptionswärmespeicherung bei Lastspitzenmanagement und der Kopplung mit erneuerbaren Energien wird bewertet; die Effizienz der Stromerzeugung bei Niedrigtemperaturwärmequellen wird untersucht; der Beitrag der Luftwassergewinnung aus Abwärme und der Rückgewinnung von Abluft aus Kühltürmen zur Wassereinsparung wird analysiert und kann die Wassernutzungseffizienz (WUE) um etwa 75 % senken; abschließend werden die wichtigsten technischen Herausforderungen bei der Anwendung der Absorptionstechnologie in Rechenzentren zusammengefasst, darunter Materialstabilität, Verstärkung des Wärme- und Stofftransports, Systemsteuerungsstrategien und ingenieurtechnische Integration. Diese Studie bietet neue technologische Wege für die vielfältige Nutzung der Absorptionstechnologie in Rechenzentren und ist von großer Bedeutung für die Erreichung von Energie- und Wassereinsparungen.
关键词
Rechenzentrum;Abwärmenutzung;Absorptionstechnologie;Energieeinsparung;Wassereinsparung