数据中心存在能耗高,冷却系统能耗占比大等问题,但与此同时,数据中心的冷却系统节能潜力也十分巨大。目前,现有冷却系统节能方式是通过提升自然冷源利用率和提升主机制冷能效。本文从上述两种节能方式入手,通过文献调研,最终提出大温差高温供冷技术是实现上述两种节能方式有效措施,其中大温差技术是将水系统侧供、回水温差增大,通过增大水温差来降低水泵能耗;高温供冷技术则是将水系统侧供水温度提高,回水温度升高则会通过自然冷源梯级利用方式进行冷却,最终二者综合降低冷水机组能耗,增加自然冷源利用率时长。然而调研发现,有效运用该技术的前提是需要与之适配的精密空调末端;其中,现有数据中心空调末端的换热器是按照5℃的供回水温差进行设计,常规换热器不适用于大温差工况,因此要开发适用于大温差高温供冷技术的新型换热器。为此,本文采用平均温差法,根据设计原则及所需设计的型式进行换热器优化设计,最终确定三种换热器的体积大小及参数规格等。基于上述结论,对各换热器换热性能及冷却效果进行实验测试。实验研究数据中心内部发热功率、供回水温差等对数据中心冷却效果的影响,并进行换热器换热性能对比。最终,通过工程实例,对采用上述技术的数据中心的能耗和经济性情况进行分析。结论如下:(1)实验设计的管翅式换热器适用于各功率服务器,分段式换热器适用于中、高功率服务器,类微通道换热器适用于低功率服务器;每种换热器在对应的发热功率下可通过大温差高温供冷技术进行机柜内部的冷却。(2)相比于常规空调系统,大温差高温供冷系统计算得到优化冷冻水供回水温度为15/25℃C,并在该工况下进行能耗计算,最终于常规7/12℃C相比,每年可节省运行电费106.52万元,年节费率达到34.35%。