在“雙碳”目標(biāo)下，高效節(jié)能、綠色減碳是數(shù)據(jù)中心發(fā)展的必然發(fā)展方向之一，“東數(shù)西算”工程的目的之一便是促進(jìn)數(shù)據(jù)中心綠色化發(fā)展。而在推動(dòng)數(shù)據(jù)中心節(jié)能減排過(guò)程中，有一點(diǎn)是無(wú)法繞開(kāi)的，那就是提升數(shù)據(jù)中心制冷能效。
在數(shù)據(jù)中心運(yùn)行過(guò)程中，制冷是必不可少的一環(huán)，但也因此產(chǎn)生了巨大的能源消耗。因此，如何減少制冷環(huán)節(jié)的能耗，提升清潔能源的使用比例，以降低PUE值成為數(shù)據(jù)中心必須進(jìn)行的思考。這其中，離不開(kāi)中央空調(diào)水蓄冷技術(shù)的發(fā)展。
同時(shí)，在“東數(shù)西算”工程全面啟動(dòng)的背景下，當(dāng)前水蓄冷技術(shù)存在哪些難點(diǎn)或問(wèn)題？它如何更好的與其他節(jié)能技術(shù)進(jìn)行結(jié)合？未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)又是什么？記者就此采訪了廣州泰陽(yáng)能源科技有限公司總經(jīng)理陳向陽(yáng)。
廣州泰陽(yáng)能源科技有限公司總經(jīng)理陳向陽(yáng)
水蓄冷結(jié)合高效機(jī)房等多種技術(shù)推動(dòng)數(shù)據(jù)中心節(jié)能減碳
水蓄冷技術(shù)是將夜間多余谷段電力用來(lái)制冷，并以低溫水方式儲(chǔ)存起來(lái)，在白天用電高峰釋放出冷量給環(huán)境和設(shè)備冷卻使用，為用戶獲取峰谷電價(jià)差效益，提高電網(wǎng)負(fù)荷率和安全性及促進(jìn)電網(wǎng)平衡的技術(shù)。在數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域中，通過(guò)瞬間啟動(dòng)，蓄冷槽可以為機(jī)房提供冗災(zāi)應(yīng)急供冷。
這涉及到了太陽(yáng)能、水能等清潔能源的利用。借助晝夜交替的冷熱變化和用電負(fù)荷的峰谷差異特點(diǎn)，利用冷熱能、電能等儲(chǔ)藏和運(yùn)輸技術(shù)，水蓄冷在用能側(cè)主動(dòng)進(jìn)行了存取結(jié)合，以實(shí)現(xiàn)清潔能源的消納和高效利用。
從數(shù)據(jù)中心實(shí)踐來(lái)看，水蓄冷需要將多種技術(shù)手段綜合利用才能更好的發(fā)揮其效用。陳向陽(yáng)表示：“單一節(jié)能或蓄冷技術(shù)應(yīng)用存在一定局限性，泰陽(yáng)能源通過(guò)高效機(jī)房與水蓄冷的有機(jī)結(jié)合，不但推動(dòng)了數(shù)據(jù)中心的節(jié)能高效，還在有序用電、移峰填谷方面充分獲取了電價(jià)差效益。再結(jié)合數(shù)據(jù)中心應(yīng)急供冷、安全保障，讓相關(guān)數(shù)據(jù)中心具備了安全高效、節(jié)能節(jié)費(fèi)的綜合優(yōu)勢(shì)。”
以中央空調(diào)的能效衡量指標(biāo)COP（性能系數(shù)）為例，陳向陽(yáng)指出，國(guó)內(nèi)90%左右的制冷機(jī)房COP能效在3左右，按照這個(gè)能效，假設(shè)平均電價(jià)是0.75元/千瓦，用冷單價(jià)大概為0.25元/千瓦。而如果充分利用高效制冷機(jī)房和水蓄冷，COP能效將大幅度上升，用冷單價(jià)將降到0.1元/千瓦以下，用冷單價(jià)下降幅度超過(guò)60%。
同時(shí)，水蓄冷技術(shù)和儲(chǔ)電相互補(bǔ)充，陳向陽(yáng)認(rèn)為，兩者均是在多余電力或低谷用電時(shí)儲(chǔ)存能量，在電力不足或高峰用電時(shí)釋放能量，通過(guò)移峰填谷來(lái)獲取電價(jià)差效益或消納清潔能源。如果可以將二者結(jié)合起來(lái)，數(shù)據(jù)中心便能夠創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益。
影響水蓄冷技術(shù)發(fā)展的PUE指標(biāo)等難點(diǎn)應(yīng)如何應(yīng)對(duì)
水蓄冷技術(shù)的發(fā)展推動(dòng)了數(shù)據(jù)中心的節(jié)能減碳，但這并不代表數(shù)據(jù)中心能夠無(wú)所顧忌的使用水蓄冷，從實(shí)際情況來(lái)看，數(shù)據(jù)中心在應(yīng)用水蓄冷時(shí)，需要考慮多種因素，對(duì)多個(gè)難點(diǎn)進(jìn)行攻克解決。
陳向陽(yáng)表示，數(shù)據(jù)中心在應(yīng)用水蓄冷時(shí)面臨的問(wèn)題主要體現(xiàn)在四個(gè)方面。
一，蓄冷槽的空間問(wèn)題。水蓄冷效率較高，但蓄冷密度比較小，因此，占用空間較大。這就需要水蓄冷廠商在設(shè)計(jì)時(shí)，做好預(yù)留空間，如利用地下水池或者地面空地上建蓄冷罐，或?qū)⑾浪匾约安糠植恢匾目臻g利用起來(lái)。
二，受政策影響，水蓄冷的應(yīng)用與部分?jǐn)?shù)據(jù)中心降低PUE的期望存在一定矛盾。目前很多數(shù)據(jù)中心都采用中溫水來(lái)供冷，因?yàn)檎加每臻g較大，為節(jié)約空間，水蓄冷需降低蓄冷溫度來(lái)加大蓄冷溫差，這就可能導(dǎo)致主機(jī)效率下降，蓄冷用電量增加，按正常計(jì)算PUE的話，會(huì)起負(fù)面作用。
在《上海數(shù)據(jù)中心建設(shè)導(dǎo)則（2021版）》里面為鼓勵(lì)數(shù)據(jù)中心用水蓄冷，在評(píng)價(jià)PUE上，采用水蓄冷影響因子，抵消水蓄冷用電增加導(dǎo)致PUE上升的影響，部分?jǐn)?shù)據(jù)中心PUE因此還略有下降，達(dá)到節(jié)約電費(fèi)和PUE降低的雙重受益。但目前此類(lèi)建設(shè)導(dǎo)則較少，單純以此來(lái)看，水蓄冷在此類(lèi)數(shù)據(jù)中心PUE的降低上并不占優(yōu)勢(shì)。
三，水蓄冷應(yīng)用還應(yīng)注意安全與節(jié)能的平衡，節(jié)能節(jié)費(fèi)需建立在數(shù)據(jù)中心安全可靠的基礎(chǔ)上，為保障系統(tǒng)安全，甚至可以犧牲節(jié)約電費(fèi)。并且，數(shù)據(jù)中心還應(yīng)通過(guò)各種備用冷源，使系統(tǒng)更加可靠，不能為了節(jié)能損害到安全。
四，移峰填谷水蓄冷可與應(yīng)急供冷進(jìn)行結(jié)合，也可與冷卻水的應(yīng)急水池和消防水池結(jié)合，此時(shí)水蓄冷方案要充分考量各種功能水池相互可能造成的影響，進(jìn)而使水池在應(yīng)用時(shí)，不會(huì)對(duì)其他水池的功能造成負(fù)面影響。
“東數(shù)西算”將改變水蓄冷企業(yè)發(fā)展格局
水蓄冷在數(shù)據(jù)中心上的應(yīng)用受產(chǎn)品自身、技術(shù)、政策、安全等影響，目前，在數(shù)據(jù)中心方面，“東數(shù)西算”工程的啟動(dòng)可謂影響大，也將深刻影響水蓄冷的發(fā)展路徑。
陳向陽(yáng)認(rèn)為，“東數(shù)西算”工程是國(guó)家大的戰(zhàn)略，將對(duì)數(shù)據(jù)中心節(jié)能減碳產(chǎn)生重要影響。中西部全年的氣溫相對(duì)比較低，能源價(jià)格較低，且清潔能源豐富，能有效減少數(shù)據(jù)中心能源使用，降低運(yùn)營(yíng)成本，這將推動(dòng)高耗能數(shù)據(jù)中心轉(zhuǎn)移到中西部地區(qū)，有利于數(shù)據(jù)中心行業(yè)節(jié)能減碳及發(fā)展。
水蓄冷行業(yè)的格局也將因此發(fā)生改變，陳向陽(yáng)表示，對(duì)于水蓄冷企業(yè)來(lái)講，西部用電峰谷差較大，水能、風(fēng)能、太陽(yáng)能等清潔能源消納需求更有利于水蓄冷的推廣，這無(wú)疑會(huì)影響企業(yè)的產(chǎn)業(yè)及市場(chǎng)布局。他以泰陽(yáng)能源為例指出；“泰陽(yáng)能源將擴(kuò)大市場(chǎng)的范圍，以前主要精力在華南、華東、華北，此后將投入更多的力量在中西部，在市場(chǎng)方面力求同國(guó)家政策進(jìn)行匹配，未來(lái)將全面拓展全國(guó)市場(chǎng)。”
此外，技術(shù)是水蓄冷的根本。陳向陽(yáng)表示，泰陽(yáng)能源將繼續(xù)大力研發(fā)高新技術(shù)的節(jié)能產(chǎn)品，如人工智能控制技術(shù)、數(shù)據(jù)中心芯片及液冷技術(shù)、自然冷源的應(yīng)用技術(shù)、相變蓄冷技術(shù)等技術(shù)相關(guān)產(chǎn)品。這些技術(shù)與產(chǎn)品既能與目前泰陽(yáng)能源實(shí)施的水蓄冷、高效機(jī)房等進(jìn)行結(jié)合，又進(jìn)一步延展了技術(shù)的深度和應(yīng)用范圍，將推動(dòng)泰陽(yáng)能源在多個(gè)維度提升自身的技術(shù)解決方案，為節(jié)能減排做出更大貢獻(xiàn)。
熱門(mén)專(zhuān)題
