2026-06-23 · Bernstein · 公司/行业基本面

伯恩斯坦美国多行业与电气设备：数据中心冷水机组（1/3）：入门与自然冷却经济性

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原标题：Bernstein U.S. Multi Industry & Electrical Equipment：Data Center Chillers （1 3）： Primer and free cooling economics

摘要

本报告是伯恩斯坦关于数据中心冷水机组系列报告的第一篇，重点介绍冷水机组在数据中心冷却中的作用、技术类型以及自然冷却的经济性。报告指出，随着数据中心功率密度提升，冷却系统能耗占比可达30-40%，而采用自然冷却（free cooling）技术可显著降低PUE和运营成本。报告对比了风冷和水冷冷水机组，认为水冷系统在大型数据中心更具优势，但初期投资较高。自然冷却在适宜气候下可节省20-50%的冷却能耗，投资回收期约2-4年。报告还分析了主要供应商（如特灵、开利、江森自控）的市场份额和产品布局。

主要观点

数据中心冷却市场正从风冷向水冷转变，水冷冷水机组在大型数据中心（>10MW）中占比超过60%。
自然冷却技术（如冷却塔、干冷器）在温带地区可全年运行，降低PUE至1.2以下。
采用自然冷却的数据中心，冷却系统能耗可降低20-50%，具体取决于气候和设计。
水冷冷水机组的初始投资比风冷高约15-25%，但全生命周期成本（TCO）更低。
特灵（Trane）在数据中心冷水机组市场份额约25%，开利（Carrier）约20%，江森自控（Johnson Controls）约15%。
报告估算，到2028年全球数据中心冷水机组市场规模将达120亿美元，年复合增长率12%。
自然冷却的适用性受地理位置限制，在炎热气候下效果有限。
液冷技术（如直接液体冷却）正在兴起，但冷水机组仍将是主流方案。
报告认为，AI训练集群的高功率密度（>50kW/机架）将推动冷却系统升级。
能效法规（如ASHRAE 90.4）正推动更高效的冷却方案。

论述逻辑

报告首先介绍数据中心冷却的基本原理和冷水机组的分类（风冷 vs 水冷），然后通过TCO模型对比两种方案的经济性，指出水冷系统虽然初始投资高，但运行成本低，在大型数据中心中更具优势。接着，报告引入自然冷却概念，分析其在不同气候条件下的节能潜力，并给出投资回收期估算。最后，报告梳理主要供应商的市场地位和产品策略，并展望未来趋势（如液冷、AI高密度需求）。