随着通信技术的快速发展,数据中心机房的数量激增。我国数据中心能耗高达1000亿度/年,占当年全国工业用电量的1.8%,1同时以每两年增加一倍的速度增长。在这之中,空调部分的能耗约占30%～50%,于是降低数据中心机房的制冷系统能耗成为了国内外学者的研究热点。利用免费的自然冷源对数据机房进行冷却是目前主流的节能方式之一。水冷自然冷却技术是指利用冷却塔或干冷器在室外湿球温度足够低时冷却机房空调系统的循环水或直接利用室外低温自然水源,如湖水、海水等。数据中心在利用自然水源冷却时会将大量的热量排入湖水中,从而对附近区域的水体温度分布产生影响,甚至有可能对水环境造成一定的污染。因此在利用自然水源冷却时应该充分考虑温排水对水环境的影响,以确保数据中心自然水源冷却系统的安全性和可行性。本文主要研究数据中心自然水源冷却系统与水环境的影响,揭示东江湖数据中心全年运行过程中对小东江水域产生的影响。以地表水环境标准中规定的周平均温升不大于1℃为主要评价标准,分析对生态系统的影响程度。首先,介绍了东江湖数据中心机房的运行模式,并利用EnergyPlus中的空调系统组件为基础建立了数据中心制冷系统换热模型,通过MATLAB模拟计算出全年十二个月的温排水排放参数。通过模拟结果得出东江湖数据中心全年96%(8421h)的时间可以利用自然水源进行冷却,同时得出全年的平均换热量主要集中在3600kW-3750kW,平均排水流速主要集中在0.7m/s～0.8m/s,平均排水温度主要集中在17.5℃～18.5℃。其次,以二维k-ε两方程控制方程为理论基础,中央空调换热模型模拟得出的结果和东江站监测的水文资料为初始条件和边界条件,采用流体力学模拟软件Fluent,模拟得出了全年十二个月份小东江的温度分布情况。由二维模拟结果得出影响区域主要聚集在排放口附近及河岸附近下游水域,而河对岸附近水域还有较宽未受影响的自然水温通给鱼类。不同月份的平均温升都在0.6℃/m-左右,根据《地表水环境质量标准》中规定的夏季平均最大温升不超过1℃,所以东江湖数据中心温排水对小东江温升的影响满足规范要求。由于温排水的影响,七月份水体的溶氧量将从9.77mg/L下降到9.63mg/L,溶氧量减少0.14mg/L。取水口处的水体不受排水口温排水温度扩散的影响,所以不存在热量二次回流的现象。最后,深入研究了东江湖数据中心温排水在夏季典型月七月份对附近水域三维空间的影响范围。以三维k-ε两方程控制方程为理论基础,对水面采取刚盖假定法,采用水面综合散热系数模型。模拟得出夏季七月份水体的温升主要原因是大气传入水体的热量,加上河道形状的原因,右侧凸起处由于河道横截面突然扩大,从而形成涡旋,流速较低,热量堆积于此,进一步导致了附近水域的温度升高。而温排水对水体温升的影响范围和程度都很小,并且水体温度分层明显,下层水体温度波动比较小。