5月27日下午,2021中国国际大数据产业博览会"数字基础设施论坛"在贵阳数博会会场隆重召开。论坛由中国通信工业协会数据中心委员会、数据中心产业园资源促进会承办,中国IDC圈协办。包括贵州省政府领导、业内专家、企业高层等众多嘉宾汇聚一堂,共同解读新基建发展现状、研讨数字基础设施产业发展趋势。

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中国航空规划设计研究总院有限公司电子工程院副院长范强分享了《低碳绿色数据中心全生命周期规划建设》方面的经验,以下为演讲速记实录:

感谢主办方邀请我分享一些感触。

我们整个数字经济来说分四个方面,一个是大量数据的收集,这个收集来之后做一些分析计算,然后再去做一些行业的协同,最后再细分到每一个分工,然后整个效率的提高。它的基础是我们的数据中心,要把一些数据,包括一些算力也好都要放在数据中心里面。规模是30%的增长,基本上这样子。

这是我拿到的一些数据,在全国的分布情况,还有北京、上海、广州中西部地区的分布。我说一下低碳和数字化。

低碳是绿色经济,绿色经济也就是产业经济,为适应整个人类的环保和健康需求标线的发展形式,它实际上以经济和环境和谐为目的往前走的一追经济形势,也就是现在说的绿水青山就是金行银山,这是一个新的增长模式。

还有一个就是要高度关注整个数字经济的背后是一个巨大的能耗和碳排放,我们数据中心这一块,数据经济确实提高了我们整个效果,包括我们的社会资源的配置,但是它的能耗还是非常大的,所以这一块我们也要去通过数字化的手段,还有一些创新的技术,使我们的绿色化和数字化能够耦合,作为一个发展的混合动力。

第三部分是我的数据中心全生命周期,大概介绍一下我们基本上分为规划、建设和运营三个阶段,每一个阶段又有一些不同的东西。每一个过程都要解决很多问题,不一一列举了。

我们整个给它规划成三个部分,一个数据中心基本上是决策期,我们需要找到我们的规模、定位还有市场的前景。然后是实施期,实施期就是整个项目要开始做到完成,生产运维期就是投产以后,从项目投入到整个最后的运营的结束。

我把这个画了一张图(见PPT图),基本上规划设计6月—12月,实施是一年,整个运营要15—20年,退出是一年。这个图表刚才专家也说过,整个运营的过程是我们整个最长的一个时期,所以运营的过程的意见一定要反馈到前端,对规划设计作为一个指引,因为它有很多经验也好,以便于有利于我们设计阶段能够做出一些合理的选择,包括一些冷却的方式,包括降低全生命周期能耗的成本,所以前期规划设计阶段也要多关注一下整个运营的过程。

这是我们一个数据中心基本的构架,下面是整个实施层,上面是IT设备,IT设备占了很多,就是PUE1.0的饼图,IT设备占的最大的一块,我们的基础设施要紧密为IT设备来服务。

这是我们整个机房的情况,其实最核心的核心是我们的IT的设备,包括我们的安全的解决方案、基础设施这些数据中心的运营方案都为它服务,后期机房的建设要不断贴合运营的模式,它的运营模式决定了我的整个机房基础设施的形式。

我们把整个决策期分为三个阶段,这三个阶段一个是需求分析阶段,还有规划阶段,还有整个设计阶段。这个需求分析要根据我们用户业务不同类型,包括设备也好,使用软件也好,使用的各种业务来拿到它的需求分析,所以需求分析是一个非常关键的阶段,但是现在整个行业对这一块其实不是很重视。

规划,就是作为一个决策的中间阶段,在选址,还有确定系统的形式,这是一个中间的阶段。

设计阶段,就是要把前两部分的内容通过一些节能技术的应用,在我们的项目中完成。

这是我们整个不同的业务模式,也就是需求分析不同设备的增长方式,不同企业发展方式的不同还有业务应用不同方式。

其实规划阶段比较重要的就是选址的问题,选址我们分为大的四个部分:一个是市场需求,一个是地质灾害的情况,气象条件,基础设施,还有当地政策情况。

市场需求肯定还是北上广深这是我们的热点,但对于像贵州天气这么爽,天象条件这么好的条件二三线城市肯定要发挥自己本地的优势,引入外部的客户。

地质气象条件是一个基因的问题,我们选址选完之后基本上是改不了的,如果你设在广东比较热的地方,在贵州这种凉的地方,整个系统架构都不一样,所以地质气象条件是我们选址最重要要考虑的。

这是我们整个全国的一个气象图(见PPT图)。

还有一个是基础设施,基础设施这一部分是电力资源,电力资源和网络都是一票否决,交通配置这一块主要考虑故障快速的响应、快速修复。

这是两种企业它的关注度不太一样,一种是企业自用型的,包括网络、气象条件。但是租赁型是以客户为先,根据不同的业务类型对于企业选址是不一样的。

到设计阶段,设计最主要的思路还是在全生命周期降低能耗的前提下实现一个比较合理的布局,让这个数据中心能够实现可扩展性、分期部署,还有可实施操作性。

机房的设计分为三个部分,一个是结构设计,还有就是设备布局,结构布局。整个新的技术都在不断应用,这是我们设计过程中主要考虑的事情。

我们看一下从PUE1.9到1.3的饼图,整个来说除了IT设备最好的能耗就是制冷设备,供电设备基本上变化不是特别大,但是也有一些通过整合有一些提高。我下面把空调这一部分大概说一下。

扩张这一部分首先说的是设计温度问题,设计温度从服务器的角度说18—27度能耗基本上没有大的变化,寿命基本上都可以,所以我们建议温度如果能高尽量高,现在是24度正负两度,我们基本上能做到24—25度的样子,但是客户接受度有时候接受不了,但是每提高一度对整个运营的收益都是非常好。

这是ASHRAE当时推荐的温度,它推荐区也是到了25度,这是没有问题的。

再说一下空调自然冷却方式,其实主要是两种,一种是空气侧的自然冷却,还有一种水侧的自然冷却,两种冷却可以整合成不同的系统,但是每种系统的应用要结合当地的气象条件和地质情况。

各种冷却方式现在比较多,刚才也都讲到,我还是把间接蒸发简单提一下,间接蒸发刚才也说到了问题还是有的,它分为干工矿、湿工矿和混合工矿,每一种工矿运行模式不一样,特别是冬天结冰的模式已经出现过了,也有了相应的措施,它的效果还是比较好。

这是一个项目中的应用,两侧都是间接蒸发的技术,这种技术占的空间比较大,出柜率比相对水冷低一点。

这是后来又一些厂家不断在做分体式的间歇蒸发+直膨混合制冷系统,节能效果还是不错的。我们在一些小的项目当中也有应用。

水侧间接正式就是冷却塔的效果,这是效果也是非常好的,我们在深圳也能应用,能做到1.25以内,通过大温差供热和水温,未来前景是可以的,当然问题也有,但是在不断调整。

还有就空调这方面怎么说呢?有几个问题,就是运营过程中也是反馈到我们的设计,它的温差始终达不到设计值,这个直接导致我们整个原来设计开始的时候做的模型整个变了,所以这一块也是希望有一些厂家能够给我们提供不同的参数条件下和不同冷冻水温度,不同的温差,不同进口温度选型的参数,以便于我们更好配置我们的设备。

还有就是热通道技术,这几年也在应用,它的好处回升温度比较高,自然冷却比较长一点,现在如果是24、25度的送风,回风能到35—45度之间,效果还是可以,这样自然冷却时间会好很多。

还有热通道自适应技术,对局部过热可以加一些自适应的风机出现局部热点,这也是我们一个节能的小手段。

还有一个就是我们在设计过程中,实际上我们考虑的都是满载的设计,不会考虑部分情况下的设计,所以这个就是后期的过程中设计一定要考虑部分负荷运行的时候怎么办,也就是模块化的设计。这个项目是科华做的,它单个模块都是可以独立运行的,这样对于我们后期的分批投入,分批次的运营非常好。

说一下供电,主要是高压直流的问题和HVDC,我们通过一些项目的反馈基本上双路用电做到90%的电源效率,但是市电+UPS能降一些。

提一下BIM应用,对于我们整个建设过程是非常好,对于设计过程是二维和三维的过程,但是对于建设过程物料的摆放,还有时间,也能做到绿色实施的过程。

还有智能化的三维的展示,包括运维管理的展示,包括一些在线能耗的展示,这个在后期的智能,智慧数据中心肯定要大量应用。

这是我们做的一些案例(见PPT图)。

最后也是几个趋势,我们感觉整个行业来说应该是绿色化是主要趋势,再就是模块化数据中心,还有定制化,这三种形式耦合在一起,整个推向我们低碳绿色的数据中心向前发展。

谢谢,这就是今天的分享。

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