AI数据中心能耗持续攀升：更好的空气过滤能否降低冷却负荷？
创建于10.15
AI数据中心能耗持续攀升：更好的空气过滤能否降低冷却负荷？
人工智能正在改变全球数据中心行业——并大幅增加其电力需求。
随着AI工作负载的计算强度不断增加，数据中心必须支持更高密度的计算基础设施，同时保持稳定的温度、湿度和空气质量条件。
根据国际能源署（IEA）的数据，2025年全球数据中心电力消耗增长了约17%，而专注于AI的数据中心电力消耗增长了约50%。
IEA预测，全球数据中心电力需求可能从2025年的约485 TWh上升到2030年的约950 TWh。
在此背景下，提高数据中心能效正成为一项日益重要的工程挑战。
大部分讨论集中在处理器、液冷和电力基础设施上。
但还有一个组件值得关注：
空气过滤。
冷却是数据中心能耗的主要部分
服务器和其他IT设备持续产生热量。
为了维持可靠的运行条件，数据中心依赖冷却和环境控制系统来去除这些热量，并保持适当的温度和湿度。
冷却所需的电量因数据中心设计的不同而有显著差异。
根据国际能源署（IEA）的数据，在高效超大规模数据中心中，冷却和环境控制可占电力总消耗的约7%，而在效率较低的企业数据中心中则超过30%。
东南亚近期的动态印证了这一挑战。
2026年8月，异常高温增加了马来西亚数据中心的冷却需求。其在马来半岛的电力消耗占比一度达到9.3%，而2026年的平均水平约为7%。
随着人工智能基础设施向温暖潮湿地区扩展，提高冷却系统效率变得日益重要。
空气过滤在数据中心冷却中扮演什么角色？
空气过滤并不能减少服务器产生的热量。
然而，过滤器是许多暖通空调和空气处理系统的组成部分，尤其是在使用室外空气、再循环空气或空气侧经济器策略的场景中。
当空气通过过滤介质时，每个过滤器都会产生阻力。
这种阻力以压降来衡量。
风机必须产生足够的压力，以克服整个空气系统中的阻力，包括过滤器、盘管、风管和其他组件。
因此：
更高的过滤器阻力 → 更大的风机压力需求 → 更高的风机能耗需求
这种关系使得过滤器压降成为评估空气处理系统整体效率时的重要考虑因素。
ASHRAE 将气流阻力、过滤效率、使用寿命和生命周期成本确定为评估空气过滤器时的重要特性。
对于持续运行的大型设施，即使气流阻力方面相对较小的改进，也可能在过滤器的运行寿命内变得具有重要意义。
为什么数据中心需要空气过滤
能源效率只是问题的一个方面。
数据中心包含高度敏感的电子设备。
灰尘和空气中的颗粒物会积聚在服务器、热交换器和电子元件上。根据环境条件，颗粒物和气态污染物可能导致设备可靠性问题。
因此，过滤策略应同时考虑以下两方面：
设备保护 + 能源性能
空气过滤有助于降低进入或在设施内循环的空气颗粒污染物的浓度。
根据设施设计和室外环境，过滤系统可能包括：
预过滤器
旨在捕获较大的空气中的颗粒物，并保护下游过滤和暖通空调组件。
中效过滤器
用于改善细颗粒物控制，并作为中间过滤阶段。
高效过滤器
用于设施或设备要求更高水平颗粒物控制的场所。
化学过滤
在腐蚀性气体或其他空气分子污染物令人担忧的环境中，也可以考虑基于吸附的化学过滤。
适当的过滤配置取决于数据中心设计、室外空气质量、冷却策略和设备要求。
过滤器压降的隐藏能源成本
在选择空气过滤器时，过滤效率通常最受关注。
但两种过滤性能相似的过滤器可能具有不同的气流阻力。
考虑一个全年连续运行的暖通空调系统。
如果过滤器产生不必要的阻力，那么每当空气通过时，风机系统必须补偿这一压力损失。
在数千个运行小时内，这会增加系统的总能耗。
压降也会随着过滤器积聚灰尘而变化。
这意味着数据中心运营商不应仅评估初始过滤效率。
重要参数包括：
- l 过滤效率
- l 初始压降
- l 运行过程中的压降变化
- l 容尘量
- l 风量
- l 过滤器使用寿命
- l 更换周期
- l 风机能耗
- l 总生命周期成本
这将讨论从：
“过滤器的效率有多高？”
转变为：
“过滤器在其整个使用寿命期间能以多高的效率提供所需的空气洁净度？”
纳米纤维过滤：高效率与低气流阻力
这正是先进过滤介质变得尤为重要的地方。
纳米纤维过滤介质使用极细的纤维来构建高性能过滤层。
通过适当的介质和过滤器设计，纳米纤维技术可以在保持相对较低气流阻力的同时，支持有效的细颗粒物捕集。
对于数据中心暖通空调应用，这形成了一个重要的工程目标：
高过滤效率 + 低压降
NanoFiltech的NANOAIR纳米纤维过滤介质专为同时关注过滤性能和气流阻力的应用而开发。
与传统过滤方法相比，先进纳米纤维介质可通过工程设计提供：
- · 高颗粒过滤效率
- · 低初始压降
- · 高效气流
- · 稳定的过滤性能
- · 轻量化介质结构
- · 潜在的暖通空调节能效益
实际节能效益取决于完整的暖通空调系统、气流条件、过滤器配置和运行策略。
因此，过滤器选择应始终作为整个空气处理系统的一部分进行评估，而不是作为孤立的组件。
采用空气侧经济器时，空气质量更加重要
一些数据中心在环境条件允许时使用室外空气，以减少机械冷却需求。
这种方法可以提高冷却效率，但也使室外空气质量变得更加重要。
室外空气可能引入以下污染物：
- · PM2.5
- · PM10
- · 粉尘
- · 烟雾
- · 花粉
- · 工业颗粒物排放
- · 沿海环境中的海盐
- · 腐蚀性气态污染物
这在经历季节性雾霾、沙漠沙尘或严重城市和工业空气污染的地区尤为重要。
因此，过滤系统必须实现谨慎的平衡：
有效去除污染物，同时不引入不必要的空气流动阻力。
这就是为什么在设计和优化节能数据中心暖通空调系统时，应考虑空气过滤器选型的原因之一。
NanoFiltech数据中心空气过滤解决方案
NanoFiltech为暖通空调和关键任务环境提供过滤产品和先进过滤介质。
根据数据中心的需求，我们的过滤产品组合包括：
预过滤器
设计用于上游颗粒去除并保护下游暖通空调组件。
中效过滤器
提供多种配置，用于空气处理系统中的细颗粒过滤。
高效空气过滤器
专为需要更高颗粒物控制水平的应用而设计。
NANOAIR 纳米纤维过滤介质
先进的纳米纤维介质，旨在将高过滤效率与低气流阻力相结合。
CHEMCARE化学过滤介质
用于需要控制特定气态污染物的应用的功能性吸附介质。
通过组合不同的过滤阶段，过滤系统可以根据室外空气质量、设备敏感性、气流要求和运行条件进行配置。
更好的数据中心效率始于整个空气系统
没有单一技术能够解决数据中心的能源挑战。
AI基础设施需要在整个系统范围内进行改进——从处理器和配电到冷却、气流管理和设施设计。
空气过滤只是该系统的一部分。
但它是过滤空气流动时始终在运行的一部分。
因此，对于数据中心工程师和设施运营人员来说，目标不应仅仅是选择可用的最高效过滤器。
更好的问题是：
我们能否以更低的气流阻力和更好的生命周期性能实现所需的空气洁净度？
随着全球AI基础设施持续扩张，HVAC系统中的这些渐进式改进可以促进数据中心更高效地运行。
NanoFiltech持续为数据中心、商用HVAC和其他高要求工业环境开发低阻力空气过滤产品和先进纳米纤维过滤介质。
正在为您的数据中心或HVAC项目寻找空气过滤解决方案？
Tey Jun Yong / Teykiki
HQ: Room 9A, 728 Yan'an West Road, Changning District, Shanghai
Factory Ⅰ：No. 1160, Xinxing 3rd Road
Pinghu Economic & Technological Development Zone, Pinghu, Zhejiang, China
Factory Ⅱ: A06, Tuolingtou Industrial Zone, Yangquan, Shanxi, China
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