數(shù)據(jù)中心作為高耗能產(chǎn)業(yè)，能耗問題一直受到市場高度關(guān)注。在數(shù)據(jù)中心的成本分布中，能耗成本占數(shù)據(jù)中心總成本超過50%，其中供冷設(shè)備在非IT設(shè)備能耗中占比大。因此，數(shù)據(jù)中心想要減少碳排放，降低耗電量和能耗費用，首先需要考慮供冷系統(tǒng)節(jié)能。隨著“雙碳”政策的實施，供冷系統(tǒng)的節(jié)能減排成為各廠家爭先研發(fā)的方向。
近日，貴州綠云科技有限公司總經(jīng)理袁明輝先生接受了中國IDC圈記者的采訪，就綠云科技的數(shù)據(jù)中心冷卻技術(shù)和企業(yè)發(fā)展規(guī)劃進行深入的介紹。
綠云科技總經(jīng)理 袁明輝
自然冷的充分利用是節(jié)能的最優(yōu)方式
據(jù)了解，現(xiàn)階段有效提高供冷系統(tǒng)效率的方法主要有三種方式：一、高效的制冷硬件，如變頻冷卻水泵、變頻冷水機組、EC風(fēng)機等；二、利用自然冷源，如液冷、間接蒸發(fā)冷卻、板式換熱器、氟泵等；三、利用AI算法、軟件等進行供冷系統(tǒng)效率優(yōu)化。從目前情況看，制冷硬件由于受環(huán)境、負載等影響，節(jié)能效果有限；而自然冷源的充分利用和AI技術(shù)的應(yīng)用更能提高和優(yōu)化供冷設(shè)備的能效。
據(jù)袁明輝介紹，綠云科技專注于數(shù)據(jù)中心供冷系統(tǒng)的節(jié)能研究和優(yōu)化設(shè)計，涉及到各類供冷設(shè)備的運行特性及節(jié)能原理，公司早在2016年便創(chuàng)造性提出數(shù)據(jù)中心22℃高溫冷凍供水+機柜級散熱方案。近年又研發(fā)出全時自然冷卻分布式制冷方案，該方案采用先排熱再制冷，可實現(xiàn)全國、全年全時段的自然冷源利用，柜級熱通道封閉，有效解決了數(shù)據(jù)中心機房冷卻效率過低和熱點分布不均勻的問題，同時將傳統(tǒng)制冷系統(tǒng)的工程化解決方案轉(zhuǎn)變?yōu)闃藴驶?、模塊化產(chǎn)品，全時自然冷卻分布式制冷方案的提出將為數(shù)據(jù)中心行業(yè)打造更加高效、節(jié)能、低碳、便捷化的數(shù)據(jù)中心。
綠云科技在降低數(shù)據(jù)中心能耗方面始終在探索的路上
袁明輝指出：綠云科技以能效提升為導(dǎo)向提出“精”、“準”供冷為原則的數(shù)據(jù)中心冷卻節(jié)能方案。一方面：尋找最為精確的參數(shù)和最為合適的技術(shù)方式。比如采用極限的冷凍供水溫度、將制冷系統(tǒng)分布到各個機柜中、熱通道封閉精確控制回風(fēng)溫度增加排熱效率、同程熱風(fēng)通道避免機柜上下端送回風(fēng)阻力不均等。另一方面：準確給服務(wù)器機柜散熱，減少輸送過程中不必要的損耗。比如貼近熱源制冷、送風(fēng)，貼近熱源制冷體現(xiàn)在將蒸發(fā)器、壓縮機、冷凝器植入機柜空調(diào)內(nèi)部，減少冷量輸送環(huán)節(jié)，貼近熱源送風(fēng)體現(xiàn)在將換熱裝置置于機柜底部，減少空氣輸送能耗。
目前綠云科技的冷卻技術(shù)在上海騰訊青浦1#樓103擴容機房以及上海國富光啟嘉定智慧產(chǎn)業(yè)園等項目應(yīng)用，從青浦項目運行數(shù)據(jù)看，30%負載率下，全年綜合PUE1.204，其中冷源側(cè)CLF為0.12，末端側(cè)CLF為0.036，PLF為0.048。
全時自然冷卻方案是青浦項目制冷方案的升級版，相比后者，方案不需大型冷機制冷，無復(fù)雜模式切換，具有成本低、能效高、系統(tǒng)簡單等特點。方案中的基座式機柜空調(diào)通過合肥所檢測報告表明：
在冷卻供水溫度30℃、機房送風(fēng)溫度24℃情況下，單機柜IT負載8kW時，單柜所需制冷量6774W，含壓縮機及風(fēng)機的空調(diào)功率僅為55OW，空調(diào)能效比為12.3，CLF為0.069，即使在極限32℃供水，24℃機房送風(fēng)的情況下，單柜空調(diào)制冷也僅為753W，此時空調(diào)能效比為8.99，CLF為0.094。
換言之，即外環(huán)境濕球溫度27℃時，含冷卻塔、循環(huán)泵以及末端空調(diào)的全系統(tǒng)制冷負載系數(shù)可控制在0.1以內(nèi)，即使外環(huán)境濕球溫度高達30℃，含冷卻塔、循環(huán)泵以及末端空調(diào)的全系統(tǒng)制冷負載系統(tǒng)亦可控制在0.12以內(nèi)，為實現(xiàn)一級能效數(shù)據(jù)中心打下了堅實基礎(chǔ)。
精準供冷、簡單智能將是制冷技術(shù)主旋律
在“雙碳”政策背景下，國家在數(shù)據(jù)中心能效指標方面的管控越來越嚴格。目前長三角一體化數(shù)據(jù)中心集群要求是PUE低于1.25，貴州、內(nèi)蒙、寧夏等數(shù)據(jù)中心集群要求PUE低于1.2，北京要求PUE低于1.15。
袁明輝表示，各地能耗PUE要求對于常規(guī)的冷卻方案來說難以實現(xiàn)，綠云正在這些方面努力實現(xiàn)突破。精準供冷、簡單智能將會是綠色數(shù)據(jù)中心制冷技術(shù)發(fā)展的主旋律。
現(xiàn)階段，服務(wù)器芯片的冷卻方式主要分為液冷和風(fēng)冷兩種。對于單柜功率超過20kW的高密度機柜，液冷方案具有更好的優(yōu)勢，但液冷方案的發(fā)展還有一段路程要走。而對于單柜功率低于15kW的普通機柜，風(fēng)冷仍然是大多數(shù)用戶的第一選擇。在風(fēng)冷的解決方案中，從效率來說，水進機房肯定是優(yōu)于風(fēng)進機房，從安全性來說，風(fēng)進機房的安全性無疑是更高的。但從現(xiàn)在國家的政策引導(dǎo)來看，提高能源利用效率始終放在第一位，所以，我們需要考慮的是如何解決水進機房帶來的安全性問題，讓水進入機房提高能源利用效率。
袁明輝強調(diào)，簡單化系統(tǒng)可靠性優(yōu)于復(fù)雜化系統(tǒng)，產(chǎn)品化系統(tǒng)可靠性優(yōu)于工程化系統(tǒng)。據(jù)Uptime協(xié)會發(fā)起的調(diào)查統(tǒng)計，數(shù)據(jù)中心宕機原因中，故障中70%是由于人為誤操作導(dǎo)致。由此可見，減小人對復(fù)雜系統(tǒng)的干預(yù)，將有望提升系統(tǒng)的可靠性。因此智能化程度高的、能減少人為操作的簡單的冷卻系統(tǒng)也是數(shù)據(jù)中心冷卻技術(shù)發(fā)展的方向之一。隨著AI技術(shù)在各行各業(yè)的應(yīng)用普及，在數(shù)據(jù)中心行業(yè)空調(diào)輔以AI調(diào)優(yōu)的方案也嶄露頭角，并取得了較為理想的效果。
“未來數(shù)據(jù)中心制冷技術(shù)大概有兩個方向，高密機柜采用液冷技術(shù)，普通機柜采用以精準供冷為原則且高度產(chǎn)品化的風(fēng)冷技術(shù)。我們也期待有一天，芯片不再發(fā)熱，零碳數(shù)據(jù)中心才是人類的福音。”袁明輝說。
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