新型空调技术在数据中心的应用

2021-10-27 作者:中兴通讯 谢凯,张俊凡
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新型空调技术在数据中心的应用

发布时间:2021-10-27  作者:中兴通讯 谢凯,张俊凡  阅读量:

数据中心能耗现状及节能政策

 

近年来,随着5G、人工智能、物联网、云计算、大数据等行业的技术进步,作为新基建的“基石”,数据中心在我国的建设如火如荼,呈现蓬勃发展的趋势。但数据中心的能耗问题不得不引起重视,截至2019年年底,全国超大型数据中心平均PUE为1.46,大型数据中心平均PUE为1.55,与前两年相比水平相当。2020年中国数据中心用电量超过全国发电量2%,到2030年,占比预计翻番。

超低PUE值已成为我国数据中心建设的门槛性指标。为促进数据中心节能减排,实现绿色低碳发展,国家相关部委、北京市、上海市、天津市、广东省、深圳市等各地方政府出台了一系列的限制和引导政策,2021年7月,工信部印发了《新型数据中心发展三年行动计划(2021—2023年)》,指出到2023年底,新建大型及以上数据中心PUE降低到1.3以下,严寒和寒冷地区力争降低到1.25以下。

 

数据中心现有节能空调技术

 

数据中心是一整套复杂的设施,由各个子系统组成,不仅包括计算机系统和其他与之配套的设备(例如通信和存储系统),还包含供配电系统、空调系统、消防系统、照明系统、监控系统等多种基础设施系统。其中,空调系统在数据中心是耗电大户,约占整个数据中心能耗的30%~45%。目前供配电系统等系统能效优化已接近瓶颈,降低空调系统的能耗是实现数据中心PUE降低的重要路径,也是最直接和最有效的措施。

现有空调系统节能可以分为三个节能层级:部件级节能、产品级节能、方案级节能。部件和产品层面的节能效果有限,对数据中心PUE的降低是杯水车薪。方案级节能是最能降低数据中心能耗的技术手段,包括提高供回水温度、提高送回风温度、封闭冷热通道、近端制冷以及利用室外自然冷源等措施。方案级节能最有效、最常用的方式是直接或间接的利用室外冷源:水侧/风侧自然冷却冷冻水系统、直接/间接新风系统、热管系统、氟泵系统、江河湖海水自然冷却系统、间接蒸发冷却系统。

其中,以间接蒸发冷却空调(简称IEC空调)为代表的新型节能空调产品近年来广泛应用在数据中心项目中。

 

间接蒸发冷却技术助力数据中心低碳节能

 

自2019年来,百度、腾讯开始在新建数据中心项目中大规模应用IEC空调,京东、快手、Ucloud等企业也有多个项目落地,同时,运营商也纷纷布局IEC空调项目。

间接蒸发冷却技术为何能够引起多个头部企业的青睐?从原理上来看,IEC空调是一种新型节能空调产品,其将新风、直接蒸发、间接换热、DX/CW辅助制冷等技术融合在一起,根据室外气候条件,智能选择最节能的工作模式(干工况、湿工况和混合工况)。

中兴通讯紧跟数据中心空调发展趋势,是国内最早具备IEC空调商用建设和运维经验的厂家之一,积累了大量的应用数据。中兴通讯敏锐地洞察到IEC空调将会成为绿色数据中心空调领域明星产品,近年来在IEC空调产品上投入了大量资源,自主创新,拥有多项核心专利。中兴通讯新一代IEC空调节能指标业界领先,还具有极速交付、极简运维、弹性扩容等优势:

- 极致节能:采用业内最高认证,效率高达70%的叉流式空空换热芯体;独创业内最高蒸发效率85%的逆流式双层喷淋加湿系统,提高10%以上的加湿蒸发降温能力;相较传统单一的风冷、水冷技术,整体节能60%以上,局部PUE低至1.05,节能指标业界领先;

- 极速交付:一台机组即一个制冷系统,模块化设计,工厂预制化,一站式整体交付,现场只需连接三管一线(给水管、排水管、风管、电源线),即插即用,交付时间节省58%以上;

- 极简运维:单一设备,无复杂管路维护,可实现自动化运行、芯体自动清洗、水质在线自动监测、自动排水补水、智能故障检测及智能防冻防霜防垢处理策略,轻松实现运维;

- 弹性扩容:根据客户业务需求灵活部署,适配多场景应用,减少初期投资成本。

得益于在IEC空调多年来的深耕细作,中兴通讯于2019年、2020年相继入围百度、腾讯、京东IEC空调短名单,位居2020年互联网行业IEC空调市场第一份额。

 

在碳达峰、碳中和的背景下,数据中心建设的增长需求和高能耗之间的矛盾已成为数据中心行业发展的主要矛盾,同时,数据中心也逐渐从资金密集型、劳动密集型走向技术密集型行业,成为下一波技术创新的制高点。中兴通讯将持续探索数据中心制冷新思路、新技术、新产品,积极参与新型节能空调产品的开发和研究,不断提升中兴通讯在数据中心暖通领域的产品竞争力,为数据中心节能减排、绿色低碳发展贡献力量。

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