随着经济的快速发展,我国即将步入大数据、云计算时代,使得数据中心需求量不断增加。有资料显示,于2016年,中国数据中心市场总规模已达714.5亿元。数据中心里面布置了大量服务器等IT设备,高发热量元件是核心部件半导体,为了维持机房热环境,从而需要巨大的冷量,导致冷却系统能耗是一般公共建筑25倍-30倍。因此,当务之急是降低制冷能耗,使数据中心更加节能。冷却塔自然供冷技术,是在室外湿球温度或干球温度较低时,利用室外冷源(空气、自来水、地下水、河水、江水、湖水)承担系统部分或全部的负荷,可以减少冷水机组的运行时间,提高数据中心的能源利用效率,是比较高效的供冷方案,而且关注广泛。本文所针对的对象是超运算中心,其特点为需要全年供冷且系统负荷具全年稳定、波动较小。在此背景下,本文以国家超算中心济南中心为研究对象,对比研究了冷却塔闭式直接免费供冷、冷却塔开式间接免费供冷、机械供冷三种方案的节能效果,并且对系统设计参数进行优化,分析超算中心冷却塔间接供冷系统的节能效果。首先,通过研究冷冻水供冷温度、冷却塔供冷的切换温度、理论供冷时数等,分析了影响冷却塔供冷系统运行能耗的主要影响因素,得出冷却塔供冷系统运行能耗受到这些影响因素的变化情况。其次,根据济南的室外湿球温度状况,分别计算闭式冷却塔直接供冷、开式冷却塔加板换间接供冷、常规机械供冷系统三种方案下的系统能耗,对能耗大小进行比较,对系统进行节能及经济性分析,选出最佳运行方案。从而对最佳运行方案进行环境效益分析,系统节省的耗电量减少了化石燃料的消耗,从而使温室气体、烟尘、煤渣等的排放量减少,减少对环境的污染,减轻雾霾的产生,提高空气质量,此系统符合我国的节能减排政策。最后,对系统设计参数进行优化,提出了提高冷冻水供冷温度的优化方案,冷冻水供冷温度从9℃提升到12℃,通过对能耗及自然供冷节能率的计算,分析在不同冷冻水供冷温度下,开式冷却塔加板换间接供冷系统节约的能耗及对自然供冷系统节能潜力的影响。