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天爾
編者按：
為加快推廣先進適用節能技術裝備產品，推動工業和信息化領域節能和能效提升，助力碳達峰、碳中和目標實現，近日，工業和信息化部發布《國家工業節能技術推薦目錄(2021)》和《國家通信業節能技術產品推薦目錄(2021)》，其中包括流程工業節能提效技術、重點用能設備系統節能提效技術、儲能及可再生能源利用技術、智慧能源管控系統技術、余熱余壓利用技術等5大類69項工業節能提效技術，以及綠色數據中心、5G網絡和其他通信業領域等3大類74項技術產品。為加快相關技術推廣應用，現將《國家工業節能技術應用指南與案例(2021)》和《國家通信業節能技術產品應用指南與案例(2021)》予以發布，供參考借鑒。
《國家通信業節能技術產品應用指南與案例(2021)》之一：綠色數據中心高效冷源技術產品
蒸發冷卻新風系統主要依托蒸發冷卻技術，利用水蒸發吸熱的效應來冷卻空氣，通過水與空氣間的熱濕交換，空氣的顯熱轉變為水的潛熱，從而實現對空氣的冷卻降溫。適用于新建和改造的數據中心。耗電比低于0.17瓦/(立方米/小時)。內蒙古某數據中心使用澳藍(福建)實業有限公司的技術產品，送風量為120000立方米/小時，排風量為100000立方米/小時，額定功率20.3千瓦，年節電37.8萬千瓦時，節能率在80%左右。預計未來5年市場占有率可達20%。
間接蒸發冷卻空調機組主要依托蒸發冷卻技術，利用水蒸發吸熱的效應來冷卻空氣，通過水與空氣間的熱濕交換，實現對空氣的冷卻降溫，利用被降溫的濕空氣(二次空氣)通過高分子露點間接蒸發冷卻芯體將冷量傳遞給待處理的空氣(一次空氣)。適用于新建和改造的數據中心。耗電比低于0.85瓦/(立方米/小時)。內蒙古某數據中心使用澳藍(福建)實業有限公司產品，送風量為50000立方米/小時，額定功率42.5千瓦。年節電23.4萬千瓦時，節能率可以達到50%左右。預計未來5年市場占有率可達到20%。
智能免維護濕膜新風機組的濕膜加濕系統將室外新風經濕膜過濾處理后，使新風得到一定凈化的同時，新風溫度下降4～10℃。通過智能控制系統將濕膜新風機組與數據中心機房內的空調進行聯動。適用于新建和改造的數據中心。以北京為例，預計可把數據中心電能利用效率(PUE)由1.75降至1.4左右。張家界某數據中心使用北京華清凱爾空氣凈化技術有限公司產品，年節電13.6萬千瓦時。預計未來5年市場占有率可達到20%。
復合冷源熱管冷卻及空調技術通過自然冷源和機械制冷相結合的方式，配套熱管型室內末端，解決無冷凍水或者不具備建立冷凍站的數據機樓的空調冷卻問題。適用于中小型新建和改造的數據中心。在自然冷卻模式下，性能系數(COP)≥20，在混合冷卻模式下，COP≥6。山西某小型改造數據機房使用北京納源豐科技發展有限公司的產品，共采用12套總冷量520千瓦的復合冷源熱管冷卻及空調產品，年節電45.38萬千瓦時。預計未來5年市場規模將超過1萬套/年。
變頻離心式冷水機組依據數據中心工況優化設計，采用數字變頻技術實現較高COP及綜合部分負荷性能系數(IPLV)。智能控制系統依據負荷變化自動變頻控制壓縮機轉速，在各壓比下均可運行在最高能效區域并避開喘振點。適用于新建和改造的綠色數據中心，COP≥7.0，IPLV≥11.0，與普通定頻離心式冷水機組相比，可節電30%。缺水地區不宜使用。杭州某云計算數據中心使用頓漢布什(中國)工業有限公司的變頻離心式冷水機組設備(4用1備)，年節電420萬千瓦時。預計未來5年市場占有率可達到70%。
自然冷卻風冷螺桿冷水機組具有壓縮機制冷、完全自然冷卻、壓縮機制冷+自然冷卻三種運行方式。機組會根據環境溫度高低自行決定運行制冷方式。開機之后機組自動轉換，自動運行。適用于新建和改造的數據中心。全年能效比(AEER)>6.0；與傳統的水冷式冷水機組相比，節水100%；與常規風冷螺桿冷水機組相比，節電36%以上。北京某數據中心使用頓漢布什(中國)工業有限公司產品(3用1備)，年節電205萬千瓦時；年節水1.6萬立方米。預計未來5年市場占有率可達到20%。
變頻氟泵雙冷源精密機房空調是指將制冷劑循環泵(簡稱氟泵)和壓縮機串聯到同一個管路系統中，在低溫季節(≤5℃)，運行在氟泵節能模式下，只開氟泵制冷，充分利用自然冷源，降低空調耗電量；在過渡季節(5~15℃)，同時開啟壓縮機、氟泵，運行在混合模式下。適用于新建和改造的數據中心，在冬季室外冷源充足的地方整機能效比更高。山西晉城某數據中心使用廣東海悟科技有限公司產品，3套100千瓦氟泵機房空調相比于改造前3套風冷機房空調，年節電13.2萬千瓦時。預計未來5年市場占有率可達到20%。
蒸發冷凝式冷水機組以水和空氣作為冷卻介質，利用空氣的流動及水分的蒸發帶走制冷劑的冷凝熱。蒸發的水蒸氣隨空氣排走，而未蒸發的水分會滴落到水箱，并通過水泵形成冷卻水循環。適用于新建和改造的數據中心。COP≥4.0； AEER≥9.0(北京地區)。北京某所項目使用廣東申菱環境系統股份有限公司產品，機房共采用3臺740千瓦、2臺340千瓦的蒸發冷凝式冷水機組，帶自然冷卻功能，與風冷冷水機組相比年節電20%，與普通水冷式冷水機組相比年節水50%。預計未來5年市場容量將達到30億元。
板管蒸發冷卻式自然冷源數據中心專用冷水機組采用板管蒸發冷卻技術，通過多級制冷獲得最低制冷系統溫差，利用分段冷卻獲得高傳熱介質溫度，拉大傳熱介質溫度與環境空氣溫度的溫差；利用室外自然冷源供冷，降低空調系統能耗。機組具備常規機械制冷模式和自然冷源制冷模式雙高效運行優勢。一體化設計，無須冷卻塔、空調機房，設備擺放于屋面，便于安裝。適用于新建和改造的數據中心。廣州某數據中心使用廣州市華德工業有限公司產品，相較于水冷卻系統年節電99.96萬千瓦時，節能率約為10%，節水21.02萬噸，耗水節約量約為50%。預計未來3年市場占有率可達到10%。
自加濕機房精密空調利用布水器將凈水從翅片頂部均勻流下，在翅片的親水膜層作用下形成一層水膜，不飽和空氣從翅片間穿過時，迅速吸收水膜表面蒸發的水蒸氣，達到加濕效果。適用于新建數據中心。浙江某小型數據中心采用河南晶銳冷卻技術股份有限公司加濕量為5千克/小時的自加濕精密空調3臺，初期投資未增加，投資回收期為0。自2019年2月至2021年4月三臺機組累計加濕時間2320小時，與常規加濕器能耗相比，節電8607.2千瓦時。預計未來5年市場占有率可達到1%。
間接蒸發冷卻技術是在空-空間接式換熱技術的基礎上，集成高效蒸發冷卻系統的自然冷卻技術。適用于大中型新建和改造的數據中心，尤其適用于低溫、干燥、水資源豐富的地區。在氣象適宜的地區，可降低數據中心制冷系統耗電和耗水。山東某數據中心使用華為技術有限公司產品，負載率為50%時，年均PUE由1.41降至1.25，年節電170萬千瓦時。預計未來3年市場占有率可達到35%。
磁懸浮變頻離心冷水機組由磁懸浮離心壓縮機、殼管式冷凝器、降膜式蒸發器、電子膨脹閥、經濟器及其電控系統組成，利用制冷循環原理制取冷水。同時，充分利用自然冷源，實現低能耗、高效率。適用于新建和改造的數據中心。機組的IPLV為11.1；機組最大COP為26；機組啟動電流為2安。廣東深圳某數據中心使用南京佳力圖機房環境技術股份有限公司產品，2臺880千瓦機組，年節電126.9萬千瓦時。預計未來5年市場總額將達到1000臺。
蒸發冷集成冷站由動力模塊和蒸發冷凝模塊組成，是一種新型節能冷水系統。集成了變頻離心壓縮機技術、氟泵技術、蒸發冷凝技術等節能技術，可明顯降低壓縮機冷凝溫度，提高系統能效，充分利用自然冷源，將數據中心冷卻系統全年制冷負載系數(CLF)降到0.15以下。適用于新建和改造的數據中心。深圳某互聯網數據中心使用深圳市英維克科技股份有限公司產品，采用300千瓦蒸發冷集成冷站1套。CLF均值為0.15。預計未來5年，新建IDC數據中心應用規模500套；老舊IDC數據中心改造應用規模200套。
復合冷源熱管冷卻技術及空調由室外蒸發冷凝散熱模塊、室內熱管散熱模塊和冷量輸配模塊組成。適用于新建和改造的數據中心。在熱管冷卻技術基礎上，冷源端集成強制風冷、蒸發冷卻、氟泵、壓縮機等制冷方式，以進一步增強適用性和節能性。河北某互聯網數據中心使用深圳市英維克科技股份有限公司產品，共采用300千瓦復合冷源熱管冷卻技術及空調7套。CLF均值 0.07以下。預計未來5年市場規模2000～4000套。
間接蒸發空氣冷卻系統采用露點型風側間接蒸發冷卻技術，機組先通過露點型間接蒸發冷卻方式對環境空氣進行降溫、加濕、顯熱交換等過程，可將機房回風溫度降至低于環境濕球溫度。對于夏季送風溫度接近環境濕球溫度的數據中心，可對其進行全年全自然冷卻，降低年均PUE。適用于新建和改造的數據中心。內蒙古某云計算產業園使用深圳易信科技股份有限公司的產品年節電3802.9萬千瓦時。預計未來5年市場占有率可達到20%。
風冷空調室外機濕膜冷卻節能技術是在風冷空調室外機中設置濕膜裝置，干燥熱空氣經過濕膜時，通過濕膜中水的蒸發吸熱，達到入口空氣冷卻凈化的效果。適用于新建和改造的數據中心。室外機進風溫度每降低1℃，綜合計算可節能約3%。重慶某數據中心使用四川斯普信信息技術有限公司產品，共采用風冷空調室外機濕膜冷卻節能裝置21臺(室外機總功率90千瓦)，年節電46.36萬千瓦時。預計未來5年實現推廣量50000臺。
氟泵雙循環自然冷卻技術采用全變頻技術、氟泵自然冷技術和蒸發冷卻技術的結合，最大限度利用自然冷源，實現全年最優能效比。適用于新建和改造的數據中心。可以無水應用，對使用區域沒有限制。使用該產品機房PUE可實現1.25，而采用傳統制冷技術的機房優化后PUE可實現1.4。天津某數據中心共采用維締技術100千瓦氟泵雙循環自然冷卻機組60臺，年節電800萬千瓦時。預計未來3年市場占有率可達到20%以上。
間接蒸發冷技術根據室外環境溫濕度，機組熱負荷百分比在干模式、濕模式、混合模式三種不同運行模式間自動切換，充分利用室外自然冷源，減少機械制冷時長，節約能耗。適用于新建和改造的數據中心。使用該技術機房PUE可實現1.25，而采用傳統制冷技術的機房優化后PUE可實現1.4。河北懷來某新建數據中心使用維締技術36臺間接蒸發冷空調，年節電900萬千瓦時。預計未來3年市場占有率可達到20%以上。
蒸發冷卻技術是利用水蒸發吸熱的效應來冷卻空氣或水，按照技術形式可分為直接蒸發冷卻和間接蒸發冷卻兩種形式，按照產出介質分類又可分為風側蒸發冷卻與水側蒸發冷卻兩種形式。間接蒸發冷卻冷水機組屬于水側間接蒸發冷卻技術，適用于新建和改造的數據中心，能效比≥15，PUE值可低至1.1。新疆某數據中心使用新疆華奕新能源科技有限公司產品，采用33臺制冷量為230千瓦的間接蒸發冷卻冷水機組為全年主導冷源，與壓縮式冷水機組相比年節電2130萬千瓦時。預計未來5年市場占有率可達到35%。
間接蒸發冷卻一體化集成冷站，是以蒸發冷卻技術為核心，集成了板換，水泵，壓縮機冷水主機等，可安全、高效的直接向末端提供源。間接蒸發冷卻一體化冷站屬于水側間接蒸發冷卻技術，適用于新建和改造的數據中心。海南某數據中心(機房)使用新疆華奕新能源科技有限公司產品，一期采用1臺制冷量為350千瓦的間接蒸發冷卻一體化集成冷站為冷源，與原風冷冷媒空調相比，節電率可達63%，年節電114萬千瓦時。預計未來5年市場占有率可達到30%。
間接蒸發冷系統集成八種節能系統運行模式且各模式間可智能自由切換，自適應不同的運行模式，充分利用室外空氣的自然冷源。通過水壓和絕熱室內的濕度來控制水量，最大化利用水蒸發相變潛熱。四川西部某新建數據中心使用依米康科技集團股份有限公司產品，配置2臺250千瓦間接蒸發冷系統空調，節能率約43%，年節電40萬千瓦時。預計未來5年市場占有率可達到30%以上。
直流變頻節能技術是指直流變頻節能空調與服務器機柜形成冷通道后可實現對服務器機柜的定點冷卻，具有制冷空間小、冷量流失少、溫度控制迅速、溫度控制精度高的特點。采用EC電機(永磁同步電機)的壓縮機和風機可隨機房負荷的變化智能調節，全年能耗節約率達到29.0%。安徽某數據中心改造使用依米康科技集團股份有限公司產品，配置10臺直流變頻節能列間空調機組，降低了數據中心制冷能耗，制冷AEER可達到5.14，節能率約46%。預計未來5年市場占有率可達到30%。
數據中心高效模塊化集成冷站采用全變頻高效節能技術、機械制冷與自然冷源聯合供冷、精準適配節能運行策略、快速部署模塊式設計、系統冗余設計、環形管網、電氣架構冗余、無擾動強弱電等設計，高氣密性檢測及自動化焊接等工藝方法，實現系統能效比(EER)>5.5，整機100%廠內預制，工程周期縮短70%，實現全年無間斷運行、安全可靠。適用于新建和改造的數據中心。廣東某新建數據中心使用珠海格力電器股份有限公司研發的數據中心高效模塊化集成冷站，總制冷量7911千瓦，年節電300萬千瓦時。預計未來5年市場規模達到3500套以上。
CVT系列永磁同步變頻離心式高水溫機組運用高速永磁同步電機直驅雙級壓縮技術，搭載專為數據中心中高溫工況設計的“小壓比”離心壓縮機，實現機械效率、電機效率、壓縮機絕熱效率的全面提升。適用于新建和改造的數據中心，也可應用于大型公共建筑溫濕度獨立控制空調系統。華東某新建數據中心使用珠海格力電器股份有限公司研發的12臺該產品，機組滿負荷COP較原設計要求提升18%，全年非標準工況部分負荷性能系數(NPLV)超過9.56，年節電900萬千瓦時。預計未來5年市場規模達到3500套以上。
原標題：《國家通信業節能技術產品應用指南與案例(2021)》之一：綠色數據中心高效冷源技術產品
