数据中心作为高耗能产业,能耗问题一直受到市场高度关注。在数据中心的成本分布中,能耗成本占数据中心总成本超过50%,其中供冷设备在非IT设备能耗中占比最大。因此,数据中心想要减少碳排放,降低耗电量和能耗费用,首先需要考虑供冷系统节能。随着“双碳”政策的实施,供冷系统的节能减排成为各厂家争先研发的方向。

近日,贵州绿云科技有限公司总经理袁明辉先生接受了中国IDC圈记者的采访,就绿云科技的数据中心冷却技术和企业发展规划进行深入的介绍。

 

绿云科技总经理 袁明辉

自然冷的充分利用是节能的最优方式

据了解,现阶段有效提高供冷系统效率的方法主要有三种方式:一、高效的制冷硬件,如变频冷却水泵、变频冷水机组、EC风机等;二、利用自然冷源,如液冷、间接蒸发冷却、板式换热器、氟泵等;三、利用AI算法、软件等进行供冷系统效率优化。从目前情况看,制冷硬件由于受环境、负载等影响,节能效果有限;而自然冷源的充分利用和AI技术的应用更能提高和优化供冷设备的能效。

据袁明辉介绍,绿云科技专注于数据中心供冷系统的节能研究和优化设计,涉及到各类供冷设备的运行特性及节能原理,公司早在2016年便创造性提出数据中心22℃高温冷冻供水+机柜级散热方案。近年又研发出全时自然冷却分布式制冷方案,该方案采用先排热再制冷,可实现全国、全年全时段的自然冷源利用,柜级热通道封闭,有效解决了数据中心机房冷却效率过低和热点分布不均匀的问题,同时将传统制冷系统的工程化解决方案转变为标准化、模块化产品,全时自然冷却分布式制冷方案的提出将为数据中心行业打造更加高效、节能、低碳、便捷化的数据中心。

绿云科技在降低数据中心能耗方面始终在探索的路上

袁明辉指出:绿云科技以能效提升为导向提出“精”、“准”供冷为原则的数据中心冷却节能方案。一方面:寻找最为精确的参数和最为合适的技术方式。比如采用极限的冷冻供水温度、将制冷系统分布到各个机柜中、热通道封闭精确控制回风温度增加排热效率、同程热风通道避免机柜上下端送回风阻力不均等。另一方面:准确给服务器机柜散热,减少输送过程中不必要的损耗。比如贴近热源制冷、送风,贴近热源制冷体现在将蒸发器、压缩机、冷凝器植入机柜空调内部,减少冷量输送环节,贴近热源送风体现在将换热装置置于机柜底部,减少空气输送能耗。

目前绿云科技的冷却技术在上海腾讯青浦1#楼103扩容机房以及上海国富光启嘉定智慧产业园等项目应用,从青浦项目运行数据看,30%负载率下,全年综合PUE1.204,其中冷源侧CLF为0.12,末端侧CLF为0.036,PLF为0.048。

全时自然冷却方案是青浦项目制冷方案的升级版,相比后者,方案不需大型冷机制冷,无复杂模式切换,具有成本低、能效高、系统简单等特点。方案中的基座式机柜空调通过合肥所检测报告表明:

在冷却供水温度30℃、机房送风温度24℃情况下,单机柜IT负载8kW时,单柜所需制冷量6774W,含压缩机及风机的空调功率仅为55OW,空调能效比为12.3,CLF为0.069,即使在极限32℃供水,24℃机房送风的情况下,单柜空调制冷也仅为753W,此时空调能效比为8.99,CLF为0.094。

换言之,即外环境湿球温度27℃时,含冷却塔、循环泵以及末端空调的全系统制冷负载系数可控制在0.1以内,即使外环境湿球温度高达30℃,含冷却塔、循环泵以及末端空调的全系统制冷负载系统亦可控制在0.12以内,为实现一级能效数据中心打下了坚实基础。

精准供冷、简单智能将是制冷技术主旋律

在“双碳”政策背景下,国家在数据中心能效指标方面的管控越来越严格。目前长三角一体化数据中心集群要求是PUE低于1.25,贵州、内蒙、宁夏等数据中心集群要求PUE低于1.2,北京要求PUE低于1.15。

袁明辉表示,各地能耗PUE要求对于常规的冷却方案来说难以实现,绿云正在这些方面努力实现突破。精准供冷、简单智能将会是绿色数据中心制冷技术发展的主旋律。

现阶段,服务器芯片的冷却方式主要分为液冷和风冷两种。对于单柜功率超过20kW的高密度机柜,液冷方案具有更好的优势,但液冷方案的发展还有一段路程要走。而对于单柜功率低于15kW的普通机柜,风冷仍然是大多数用户的第一选择。在风冷的解决方案中,从效率来说,水进机房肯定是优于风进机房,从安全性来说,风进机房的安全性无疑是更高的。但从现在国家的政策引导来看,提高能源利用效率始终放在第一位,所以,我们需要考虑的是如何解决水进机房带来的安全性问题,让水进入机房提高能源利用效率。

袁明辉强调,简单化系统可靠性优于复杂化系统,产品化系统可靠性优于工程化系统。据Uptime协会发起的调查统计,数据中心宕机原因中,故障中70%是由于人为误操作导致。由此可见,减小人对复杂系统的干预,将有望提升系统的可靠性。因此智能化程度高的、能减少人为操作的简单的冷却系统也是数据中心冷却技术发展的方向之一。随着AI技术在各行各业的应用普及,在数据中心行业空调辅以AI调优的方案也崭露头角,并取得了较为理想的效果。

 “未来数据中心制冷技术大概有两个方向,高密机柜采用液冷技术,普通机柜采用以精准供冷为原则且高度产品化的风冷技术。我们也期待有一天,芯片不再发热,零碳数据中心才是人类的福音。”袁明辉说。

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