中国储能网讯：随着数据中心规模的不断扩大，其能源消耗和散热需求也日益增长。传统的数据中心冷却方式不仅能耗高，还难以满足绿色低碳的发展需求。二氧化碳储能系统与数据中心的耦合，为解决这一问题提供了创新性的解决方案。通过能源梯级利用和循环整合，这一技术不仅能够显著降低数据中心的能耗，还能提高能源利用效率，推动数据中心向绿色化、智能化方向发展。

一、系统运行原理

数据中心液冷系统中的冷媒吸收芯片散热后温度升高，通过管路循环进入二氧化碳储能系统的释能阶段蒸发器，与二氧化碳进行换热。冷却后的冷媒重新进入数据中心机柜，持续为芯片散热，形成完整的冷却循环。这一过程实现了数据中心冷却需求与储能系统用热需求的高效匹配，充分利用了数据中心的废热资源。

二、系统运行模式

正常运行模式

在正常运行模式下，二氧化碳储能系统与数据中心深度耦合：

·热量利用：二氧化碳在蒸发过程中吸收数据中心冷却液的热量，实现冷却需求与用热需求的精准匹配。

·能效提升：数据中心废热用于加热膨胀前的二氧化碳，提升储能系统的发电效率。

·成本优化：储能系统为数据中心提供稳定冷源，降低冷却能耗和初投资成本。

备用运行模式

当储能系统因事故或检修停用时，系统可切换至备用模式：

·独立冷却：冷凝单元独立为数据中心提供冷却服务。

·自动切换：通过自动控制系统实现运行模式的快速切换。

·可靠保障：由电网电源驱动冷凝单元，确保数据中心冷却的连续性和可靠性。

三、系统工作流程

储能阶段

·气体液化：高温高压气态二氧化碳经冷凝单元液化。

·能量储存：液态二氧化碳储存于储液罐中，完成能量储存。

·备用切换：在检修时，冷凝单元可切换至数据中心冷却模式，确保系统不间断运行。

释能阶段（24小时连续运行）

1）热量回收

·气体释放：高压二氧化碳从储压罐流出。

·余热利用：在蒸发器中吸收数据中心冷却液的余热，二氧化碳温度升高并气化。

2）发电过程

气体加热：气态二氧化碳进入加热器进一步升温。

能量转换：高温高压二氧化碳驱动透平膨胀做功，带动发电机发电。

循环利用：做功后的二氧化碳经换热器冷却后返回气仓，准备下一次储能循环。

四、系统核心优势

能效优势

降低能耗：通过高效换热和废热利用，显著降低数据中心的冷却能耗。

提高效率：提升整体能源利用效率，降低数据中心的PUE值（电能使用效率）。

可靠性优势

稳定供电：储能系统作为数据中心的备用电源，减少对柴油发电机的依赖。

连续运行：通过备用模式和自动切换功能，确保数据中心的稳定运行。

环保优势

清洁能源：提供绿色电力供应，减少化石能源消耗。

低碳排放：降低碳排放量，符合绿色数据中心的发展战略。

五、应用特点

环境适应性强：适用于高纬度、高热负荷等多种地理环境。

协同能力强：可与其他可再生能源（如风能、太阳能）协同运行。

技术自主可控：核心技术和动力装备实现全国产化，保障系统安全可靠。

六、发展前景

二氧化碳储能系统与数据中心的深度耦合，通过能源梯级利用和循环整合，将成为下一代绿色数据中心的核心技术解决方案。这一技术不仅能够显著降低数据中心的运营成本，还能推动数据中心行业的可持续发展，为全球绿色低碳目标的实现提供重要支撑。

在未来，随着技术的不断成熟和应用的广泛推广，二氧化碳储能系统与数据中心的耦合模式有望成为数据中心行业的标配，为数字化时代的绿色发展注入新动力。