美国国家可再生能源实验室的研究人员提出,一种名为储热式热能储存的技术,可能有助于降低数据中心的冷却能耗与成本。这项研究聚焦于数据中心冷却领域的能效提升方案。
该技术经济分析发表于《应用能源》期刊,由实验室储能与计算科学小组的研究人员主导。RTES系统利用室外冷空气及非高峰时段的电力,将冷却后的水注入地下储存;当环境温度升高时,再将储存的冷水泵回地面为数据中心提供冷却。研究主要作者、NREL地热工程师Hyunjun Oh表示:“传统冷却系统的电力消耗量很大,尤其是在夏季,而RTES系统显著降低了电力消耗,为数据中心冷却提供了一种创新和改进的方法。”
研究团队设计了两种基于RTES的冷却方案,并与一种采用干式冷却器搭配蒸汽压缩冷水机的传统系统进行对比模拟。模拟场景针对一个5兆瓦的高性能计算数据中心,并评估了系统在20年内的性能。分析显示,在夏季用电高峰期,RTES系统的能效表现显著优于传统冷水机组。其平准化制冷成本可降至每兆瓦时约5美元,低于传统系统的每兆瓦时15美元。
RTES系统通过减少对机械压缩制冷循环的依赖来降低能耗,其性能受室外温度波动的影响较小。该系统还可与热回收等技术结合,在冬季利用数据中心废热为建筑供暖。此外,采用干式冷却器的方案无需消耗现场水资源。
研究人员指出,这项技术展示了地热系统在数据中心冷却应用方面的潜力,能在保持可靠性的同时降低运营成本。NREL团队正在进行的相关项目,旨在进一步探索RTES如何更好地利用非高峰电力,并研究其在不同地理与地质条件下的适用性。
该研究为数据中心冷却提供了一种旨在平衡能耗、成本与可靠性的技术路径。
更多信息: 作者:Hyunjun Oh 等人,标题:《数据中心冷却系统储热技术经济性能》,发表于《应用能源》(2025)。作者:张颖琪等,标题:《利用储热式热能存储系统满足数据中心冷却需求》,发表于:《清洁能源与储能杂志》 (2025)。














