近幾年,隨着5G、雲計算等技術的不斷髮展,數據量暴增,隨之對數據中心的需求也逐步增加。數據中心無論是規模還是數量都呈現出飛躍式增長。今年,伴隨着新基建政策的逐步落地,國家大力提倡建設綠色數據中心,各地方政府也出台相應政策,鼓勵數據中心向綠色化發展。

在此背景下,供冷作為數據中心能源消耗的“主力軍”,如果能有效提高供冷效率,就能大幅降低數據中心能耗,降低PUE值,從而建設更綠色的數據中心。針對於此,中國IDC圈的記者採訪了北京環渤高科能源技術有限公司總經理張新昌,請他分享了環渤高科在數據中心供冷方面的相關經驗。

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北京環渤高科能源技術有限公司總經理張新昌

數據中心節能 供冷先行

供冷作為數據中心耗電大户,成為綠色數據中心建設過程中,最需要降低能耗的部分之一。據統計,製冷系統能耗約佔整個數據中心能耗的30%~45%。基於此,張新昌認為,隨着數據中心單位用電量不斷增加,機房的發熱量越來越高。同時,高功率密度機架服務器、刀片服務器等高密度設備的應用,造成機房的單個機櫃功率不斷提高,單位面積熱量急劇上升,因此高密度的機房一些問題逐漸湧現出來,數據中心製冷系統將面臨很大的挑戰,“對於製冷系統的快速降温、進一步控制PUE、提高可靠性、提升節能性提出了更高的要求。”張新昌強調。

隨着綠色數據中心概念的深入人心,製冷系統的節能受到了前所未有的關注。今年,在數據中心製冷方面的解決方案可以説是“百花齊放”,既有間接蒸發製冷等風冷解決方案的逐步優化,又有如浸沒式液冷、冷板式液冷等液冷解決方案實現規模化部署,對此,張新昌表示,近幾年,除傳統水冷系統外,間接蒸發冷和液冷技術都受到了廣泛關注和應用。

於此同時,張新昌認為,傳統水冷系統自身也在不斷優化,增加了很多節能措施,如結合自由冷卻、蓄冷技術的應用、餘熱利用技術的應用等,“無論是傳統方式還是新興技術都在向着更節能、更安全、更便捷的方向發展。”張新昌稱。

應急供冷必不可少

因為數據中心的特性——需要在特定温、濕度的環境下,才能安全、穩定的運行。對供冷系統提出了極高的要求,需要供冷系統24小時,365天不間斷運行。但系統不間斷運行只是理想狀態,隨着時間的推移,供冷系統肯定會出現問題,如果中央空調冷凍水系統宕機,重啓需要10到15分鐘時間。這時候就需要利用在建設數據中心的時候預設的應急供冷系統進行供冷。

基於上述情況,張新昌認為,數據中心應急供冷最重要的問題就在於:如何在短短的15分鐘應急時間內保證放冷效率以及放冷品質。他表示,數據中心對需要的冷水品質,以及供冷時長的要求都十分嚴格。

同時,張新昌認為,數據中心在上架率由低到高的過程中,流量也會有所波動,布水器如何設置?保證在波動流量下穩定布水,也是十分關鍵的問題“上述問題都是IDC用户需要關注的問題。”張新昌指出。

針對上述問題,張新昌表示,IDC廠商需要在選擇供冷產品的時候嚴格把關,從供應鏈側切斷隱患的根源。

據瞭解,數據中心應急供冷系統主要分為兩種:單級冷凍泵系統和雙級冷凍泵系統。其中,單級冷凍泵系統在製冷系統正常運行時,處於蓄冷模式,啓用空調末端到製冷主機的單循環模式。當製冷系統停機時,應急供冷模式啓動,製冷主機、備用主機全部停止運行,冷凍泵開啓,從而形成空調末端-蓄冷罐-冷凍泵的閉環循環。

雙級冷凍泵系統。在蓄冷模式時,雙級冷凍泵系統不工作。當製冷系統停機後,開啓放冷模式,形成空調末端-蓄冷罐-二次冷凍泵之間的閉環迴路,為數據中心供冷。

據張新昌介紹,環渤高科相較於同類廠商,產品經過多年的發展優化,形成了下述四大亮點及特色:

1、可調節型布水

環渤高科自主研發的可調節型布水是行業內最前沿的布水技術,蓄冷罐可以適應在數據中心不同階段負荷下流速流量的變化,從而達到高效的狀態,並且可調節型布水還可以將蓄冷罐用作系統補水使用,節省用地面積。

2、一對一流體仿真模擬

據瞭解,環渤高科會對每一個項目進行一對一的流體仿真模擬,保證在項目實施之前,布水設計能夠滿足用户的使用要求。

3、深度開發的蓄冷罐監控測評系統

環渤高科自主研發了蓄冷罐監控測評系統,除了可以實時監測出温度、壓力等常規參數,環渤高科還會對蓄冷罐的能量狀態進行深度剖析,從而為客户提供更多的需求服務。

4、大量後台運行數據的支撐

在取得用户同意的情況下,環渤高科會將實際項目運行數據實時回傳,這不光為升級布水器提供了數據支撐,同時也讓後台客服人員能對該項目提供輔助幫助。

“環渤高科深耕數據中心供冷領域,致力於在供冷側,為建設綠色環保的數據中心貢獻力量。”張新昌表示。

綠色將成為數據中心新趨勢

現階段,國內IDC市場逐步進入成熟期,互聯網、製造業、教育等領域IDC用户大幅增加,應用場景更加多元化,傳統企業數字化轉型也漸漸深入。國家層面也大力支持和鼓勵新型基礎設施建設,而數據中心作為新基建的重點發展方向,張新昌認為,未來,IDC市場規模仍將保持着上升發展趨勢。同時,張新昌表示,隨着全球信息技術創新進入新一輪加速期,5G、物聯網、人工智能、VR/AR 等新一代信息技術和應用快速演進,對數據中心的規模、建設模式、性能等各方面都產生重要影響。

基於上述情況,未來對數據中心提出了更高要求,數據中心要在滿足高算力的同時,進一步向着綠色化方向發展,而供冷作為數據中心耗電大户,將成為未來提升數據中心綠色化水平,降低PUE值得重要抓手。對此,張新昌認為,數據中心供冷能耗降低主要從三個方面發力。

首先,要充分利用自然冷源。張新昌表示,對於數據中心來説,風、水、空氣等自然冷源,既環保、省錢,又用之不竭。通過對出入氣流的隔離引導,可以充分利用外界的冷空氣將數據中心內部產生的熱量帶走。通過水熱交換器把室外側的空氣冷量轉移到空調冷凍水系統,從而降低數據中心温度。

其次,張新昌表示,數據中心整體制冷系統的節能措施也尤為關鍵。“例如採用蓄能技術進行數據中心冷卻水側的餘熱回收,這既可以為周圍辦公樓提供熱源,又能提高冷卻系統的效率,對降低整個數據中心的PUE有着積極的推動作用。”張新昌稱。

再次,張新昌認為數據中心的選址也非常重要,“選址的好壞甚至可以直接影響到數據中心的成敗。”張新昌強調。

綜上所述,當綠色數據中心成為未來數據中心發展的大勢所趨,從供冷出發,誰能有效的降低供冷耗電,作為綠色供冷,就能在未來IDC市場中處於有利位置。

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