近几年,随着5G、云计算等技术的不断发展,数据量暴增,随之对数据中心的需求也逐步增加。数据中心无论是规模还是数量都呈现出飞跃式增长。今年,伴随着新基建政策的逐步落地,国家大力提倡建设绿色数据中心,各地方政府也出台相应政策,鼓励数据中心向绿色化发展。

在此背景下,供冷作为数据中心能源消耗的“主力军”,如果能有效提高供冷效率,就能大幅降低数据中心能耗,降低PUE值,从而建设更绿色的数据中心。针对于此,中国IDC圈的记者采访了北京环渤高科能源技术有限公司总经理张新昌,请他分享了环渤高科在数据中心供冷方面的相关经验。

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北京环渤高科能源技术有限公司总经理张新昌

数据中心节能 供冷先行

供冷作为数据中心耗电大户,成为绿色数据中心建设过程中,最需要降低能耗的部分之一。据统计,制冷系统能耗约占整个数据中心能耗的30%~45%。基于此,张新昌认为,随着数据中心单位用电量不断增加,机房的发热量越来越高。同时,高功率密度机架服务器、刀片服务器等高密度设备的应用,造成机房的单个机柜功率不断提高,单位面积热量急剧上升,因此高密度的机房一些问题逐渐涌现出来,数据中心制冷系统将面临很大的挑战,“对于制冷系统的快速降温、进一步控制PUE、提高可靠性、提升节能性提出了更高的要求。”张新昌强调。

随着绿色数据中心概念的深入人心,制冷系统的节能受到了前所未有的关注。今年,在数据中心制冷方面的解决方案可以说是“百花齐放”,既有间接蒸发制冷等风冷解决方案的逐步优化,又有如浸没式液冷、冷板式液冷等液冷解决方案实现规模化部署,对此,张新昌表示,近几年,除传统水冷系统外,间接蒸发冷和液冷技术都受到了广泛关注和应用。

于此同时,张新昌认为,传统水冷系统自身也在不断优化,增加了很多节能措施,如结合自由冷却、蓄冷技术的应用、余热利用技术的应用等,“无论是传统方式还是新兴技术都在向着更节能、更安全、更便捷的方向发展。”张新昌称。

应急供冷必不可少

因为数据中心的特性——需要在特定温、湿度的环境下,才能安全、稳定的运行。对供冷系统提出了极高的要求,需要供冷系统24小时,365天不间断运行。但系统不间断运行只是理想状态,随着时间的推移,供冷系统肯定会出现问题,如果中央空调冷冻水系统宕机,重启需要10到15分钟时间。这时候就需要利用在建设数据中心的时候预设的应急供冷系统进行供冷。

基于上述情况,张新昌认为,数据中心应急供冷最重要的问题就在于:如何在短短的15分钟应急时间内保证放冷效率以及放冷品质。他表示,数据中心对需要的冷水品质,以及供冷时长的要求都十分严格。

同时,张新昌认为,数据中心在上架率由低到高的过程中,流量也会有所波动,布水器如何设置?保证在波动流量下稳定布水,也是十分关键的问题“上述问题都是IDC用户需要关注的问题。”张新昌指出。

针对上述问题,张新昌表示,IDC厂商需要在选择供冷产品的时候严格把关,从供应链侧切断隐患的根源。

据了解,数据中心应急供冷系统主要分为两种:单级冷冻泵系统和双级冷冻泵系统。其中,单级冷冻泵系统在制冷系统正常运行时,处于蓄冷模式,启用空调末端到制冷主机的单循环模式。当制冷系统停机时,应急供冷模式启动,制冷主机、备用主机全部停止运行,冷冻泵开启,从而形成空调末端-蓄冷罐-冷冻泵的闭环循环。

双级冷冻泵系统。在蓄冷模式时,双级冷冻泵系统不工作。当制冷系统停机后,开启放冷模式,形成空调末端-蓄冷罐-二次冷冻泵之间的闭环回路,为数据中心供冷。

据张新昌介绍,环渤高科相较于同类厂商,产品经过多年的发展优化,形成了下述四大亮点及特色:

1、可调节型布水

环渤高科自主研发的可调节型布水是行业内最前沿的布水技术,蓄冷罐可以适应在数据中心不同阶段负荷下流速流量的变化,从而达到高效的状态,并且可调节型布水还可以将蓄冷罐用作系统补水使用,节省用地面积。

2、一对一流体仿真模拟

据了解,环渤高科会对每一个项目进行一对一的流体仿真模拟,保证在项目实施之前,布水设计能够满足用户的使用要求。

3、深度开发的蓄冷罐监控测评系统

环渤高科自主研发了蓄冷罐监控测评系统,除了可以实时监测出温度、压力等常规参数,环渤高科还会对蓄冷罐的能量状态进行深度剖析,从而为客户提供更多的需求服务。

4、大量后台运行数据的支撑

在取得用户同意的情况下,环渤高科会将实际项目运行数据实时回传,这不光为升级布水器提供了数据支撑,同时也让后台客服人员能对该项目提供辅助帮助。

“环渤高科深耕数据中心供冷领域,致力于在供冷侧,为建设绿色环保的数据中心贡献力量。”张新昌表示。

绿色将成为数据中心新趋势

现阶段,国内IDC市场逐步进入成熟期,互联网、制造业、教育等领域IDC用户大幅增加,应用场景更加多元化,传统企业数字化转型也渐渐深入。国家层面也大力支持和鼓励新型基础设施建设,而数据中心作为新基建的重点发展方向,张新昌认为,未来,IDC市场规模仍将保持着上升发展趋势。同时,张新昌表示,随着全球信息技术创新进入新一轮加速期,5G、物联网、人工智能、VR/AR 等新一代信息技术和应用快速演进,对数据中心的规模、建设模式、性能等各方面都产生重要影响。

基于上述情况,未来对数据中心提出了更高要求,数据中心要在满足高算力的同时,进一步向着绿色化方向发展,而供冷作为数据中心耗电大户,将成为未来提升数据中心绿色化水平,降低PUE值得重要抓手。对此,张新昌认为,数据中心供冷能耗降低主要从三个方面发力。

首先,要充分利用自然冷源。张新昌表示,对于数据中心来说,风、水、空气等自然冷源,既环保、省钱,又用之不竭。通过对出入气流的隔离引导,可以充分利用外界的冷空气将数据中心内部产生的热量带走。通过水热交换器把室外侧的空气冷量转移到空调冷冻水系统,从而降低数据中心温度。

其次,张新昌表示,数据中心整体制冷系统的节能措施也尤为关键。“例如采用蓄能技术进行数据中心冷却水侧的余热回收,这既可以为周围办公楼提供热源,又能提高冷却系统的效率,对降低整个数据中心的PUE有着积极的推动作用。”张新昌称。

再次,张新昌认为数据中心的选址也非常重要,“选址的好坏甚至可以直接影响到数据中心的成败。”张新昌强调。

综上所述,当绿色数据中心成为未来数据中心发展的大势所趋,从供冷出发,谁能有效的降低供冷耗电,作为绿色供冷,就能在未来IDC市场中处于有利位置。

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