記者公欣 數(shù)據(jù)中心機(jī)房存在局部熱點(diǎn)？降溫設(shè)備能耗過大？在室溫恒定在21℃、陣陣涼風(fēng)循環(huán)吹送的中國電信集團(tuán)河北廊坊分公司IDC機(jī)房內(nèi)，上述數(shù)據(jù)中心機(jī)房普遍存在的兩大難題顯然已被一一化解。而這背后最大的“功臣”，便是雙泵混驅(qū)復(fù)合型熱管空調(diào)節(jié)能技術(shù)。
“經(jīng)過節(jié)能改造，該機(jī)房安裝的雙泵混驅(qū)復(fù)合型熱管空調(diào)有效運(yùn)行后，機(jī)房的PUE值（數(shù)據(jù)中心能源效率評價(jià)指數(shù)）從2016年的2.08降至2020年的1.47，平均每年節(jié)省電量193萬度，節(jié)約電費(fèi)112萬元?！弊鳛殡p泵混驅(qū)復(fù)合型熱管空調(diào)節(jié)能技術(shù)的研發(fā)公司，北京中普瑞訊信息技術(shù)有限公司總經(jīng)理黃黎明談及該技術(shù)的應(yīng)用推廣價(jià)值，顯得格外自信。黃黎明告訴中國經(jīng)濟(jì)導(dǎo)報(bào)記者，“不止是廊坊項(xiàng)目，整體來說，目前全國應(yīng)用雙泵混驅(qū)復(fù)合型熱管空調(diào)技術(shù)的眾多項(xiàng)目都取得了不錯的技術(shù)效益和經(jīng)濟(jì)效益。雙泵混驅(qū)復(fù)合型熱管空調(diào)安裝在機(jī)柜背面，能有效解決機(jī)房局部熱點(diǎn)問題。安裝這種空調(diào)后，機(jī)房耗電量能夠降低30%~50%。數(shù)據(jù)中心PUE也能從原來的2.0~3.0降低至1.3~1.4之間?！?
這一切，在7月31日由國家節(jié)能中心組織召開的雙泵混驅(qū)復(fù)合型熱管空調(diào)節(jié)能技術(shù)評審會上，得到了一一印證。通過對中國電信集團(tuán)河北廊坊分公司數(shù)據(jù)中心機(jī)柜空調(diào)改造項(xiàng)目進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)研，結(jié)合此前赴內(nèi)蒙調(diào)研專家匯報(bào)的項(xiàng)目調(diào)研情況，評審專家們深入了解了項(xiàng)目實(shí)際運(yùn)行情況，以及主要技術(shù)指標(biāo)和節(jié)能效果等，最終肯定了該項(xiàng)技術(shù)在數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域所具有的推廣應(yīng)用潛力。
應(yīng)時(shí)而生
今年全國兩會，備受關(guān)注的新基建首次寫入《政府工作報(bào)告》。目前，諸多新基建項(xiàng)目正在全國各地如火如荼開展著，數(shù)據(jù)中心新建和擴(kuò)容步伐都在加快，其高能耗的特點(diǎn)亦亟待進(jìn)一步優(yōu)化。
事實(shí)上，目前中國數(shù)據(jù)中心的能耗顯著高于世界的平均水平。我國數(shù)據(jù)中心發(fā)展迅猛，總量已超過40萬個(gè)，年耗電量超過全社會用電量的1.5%，其中大多數(shù)數(shù)據(jù)中心的PUE仍普遍大于2.2，與國際先進(jìn)水平相比有較大差距，節(jié)能潛力巨大。
據(jù)了解，數(shù)據(jù)中心機(jī)房能耗主要來源于IT設(shè)備（約占45%）和空調(diào)系統(tǒng)（約占40%）等，且能耗強(qiáng)度很高。隨著IT技術(shù)發(fā)展服務(wù)器能耗會越來越高，降低空調(diào)能耗，提高制冷效率是數(shù)據(jù)中心重中之重。據(jù)統(tǒng)計(jì)，數(shù)據(jù)中心空調(diào)耗電一般是同等規(guī)模常規(guī)辦公大樓的數(shù)十倍以上。
數(shù)據(jù)顯示，早在2016年，我國數(shù)據(jù)中心的耗電量就已超過三峽大壩的年發(fā)電量，而到2017年，數(shù)據(jù)中心總耗電量超過三峽大壩和葛洲壩電廠發(fā)電量之和。華北電力大學(xué)2018年發(fā)布的《點(diǎn)亮綠色云端：中國數(shù)據(jù)中心能耗與可再生能源使用潛力研究》報(bào)告顯示，2018年我國數(shù)據(jù)中心總用電量約160TWh，比上海市2018年全社會用電量還多。
“盡管過去幾十年中IT技術(shù)和產(chǎn)品發(fā)生了翻天覆地的變化，但數(shù)據(jù)中心冷卻基礎(chǔ)設(shè)施的設(shè)計(jì)變化卻不大?！痹u審會上，來自北京中普瑞訊信息技術(shù)有限公司的技術(shù)專家介紹，傳統(tǒng)的機(jī)房制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)理念是房間空氣調(diào)節(jié)和受制于節(jié)能器件制約，這可能會導(dǎo)致無法獲得既定的冷卻和能效性能。當(dāng)前，機(jī)房制冷問題已經(jīng)成為影響IT設(shè)備正常運(yùn)行和機(jī)房運(yùn)行能耗成本較高的重要原因之一。
雙泵混驅(qū)復(fù)合型熱管空調(diào)技術(shù)可謂應(yīng)運(yùn)而生。據(jù)介紹，雙泵混驅(qū)復(fù)合型熱管空調(diào)節(jié)能技術(shù)是氣、液泵熱管換熱系統(tǒng)與蒸氣壓縮式制冷技術(shù)有機(jī)融合，兼具熱管自然冷卻、空調(diào)機(jī)械制冷和熱管混合制冷交替運(yùn)行三種模式的一項(xiàng)技術(shù)，制冷蒸發(fā)器可為精確制冷的背板形式，或?yàn)槔錈岱蛛x列間形式以及傳統(tǒng)的V型精密空調(diào)。其適用場景廣闊，包括IDC機(jī)房、通信樞紐、云基地等機(jī)房應(yīng)用；超過4KW/RACK功率機(jī)架的機(jī)房等。
“制冷蒸發(fā)器為背板、列間、V字形等多種型式，可以實(shí)現(xiàn)精確制冷，高能效。當(dāng)室內(nèi)溫度一定時(shí)，三種循環(huán)模式的制冷量、EER（制冷性能系數(shù)）隨著室外環(huán)境溫度的降低呈近似線性增長；隨著室外環(huán)境溫度的變化，可通過調(diào)節(jié)壓縮機(jī)或氣泵或液泵的頻率，滿足室內(nèi)負(fù)荷要求并提高能效?！痹u審會上，來自北京中普瑞訊信息技術(shù)有限公司的技術(shù)專家解釋，該項(xiàng)技術(shù)有三大創(chuàng)新點(diǎn)，一是國內(nèi)首創(chuàng)液泵+氣泵+EC風(fēng)機(jī)的動力模式設(shè)計(jì)，充分利用熱管高效；二是將氟泵集成在室內(nèi)機(jī)或室外機(jī)組內(nèi)，熱管安裝不受物理環(huán)境限制，冷媒流速高，效率高，傳輸距離遠(yuǎn)；三是應(yīng)用背板，列間末端形式更加貼近熱源，制冷效率高。
順勢而為
“以前的機(jī)房，一進(jìn)去溫度冷熱不均不說，空調(diào)還占地面積大，浪費(fèi)很多寶貴的空間。”在溫度清涼宜人的中國電信集團(tuán)河北廊坊分公司IDC機(jī)房內(nèi)，黃黎明對中國經(jīng)濟(jì)導(dǎo)報(bào)記者說道。一排排經(jīng)過改造安裝了雙泵混驅(qū)復(fù)合型熱管空調(diào)的數(shù)據(jù)設(shè)備整齊劃一，機(jī)器間隔有序地矗立著，一陣陣清涼的循環(huán)風(fēng)在設(shè)備上方吹拂著。“雙泵混驅(qū)復(fù)合型熱管空調(diào)系統(tǒng)原理是這樣的，冷空氣被吸入機(jī)柜對設(shè)備降溫，熱空氣與冷卻盤管進(jìn)行熱交流，將熱量傳遞給換熱器內(nèi)的制冷劑，溫度下降后的冷空氣從背板吹出，完成空氣循環(huán)?！?
據(jù)介紹，由于雙泵混驅(qū)復(fù)合型熱管背板空調(diào)體積小緊貼機(jī)柜安裝，還節(jié)約了數(shù)據(jù)中心內(nèi)部的空間，單位面積上可以放置更多的設(shè)備。“機(jī)房改造為背板空調(diào)后拆除原精密空調(diào)共計(jì)16臺，可節(jié)約空間約37平方米?！敝袊娦偶瘓F(tuán)河北廊坊分公司相關(guān)技術(shù)人員告訴中國經(jīng)濟(jì)導(dǎo)報(bào)記者。
事實(shí)上，雙泵混驅(qū)復(fù)合型熱管空調(diào)帶來的好處不止于此。據(jù)介紹，一方面，雙泵混驅(qū)復(fù)合型熱管空調(diào)貼近熱源，實(shí)現(xiàn)精確制冷、按需制冷。實(shí)現(xiàn)了冷源集中供服務(wù)器使用，先冷設(shè)備、后冷環(huán)境，充分利用自然冷源，降低能耗；另一方面，各類設(shè)備發(fā)熱量各不相同，造成機(jī)柜內(nèi)部和周圍環(huán)境熱量分布不均，雙泵混驅(qū)復(fù)合型熱管空調(diào)安裝在每個(gè)機(jī)柜背面，能自動調(diào)節(jié)冷量能有效解決局部過熱問題。同時(shí)，這項(xiàng)技術(shù)很好解決IDC機(jī)房的平面規(guī)劃受到傳統(tǒng)精密空調(diào)冷量、風(fēng)量的限制，以及送風(fēng)距離的限制，無法滿足高密度機(jī)柜散熱需求，隨著雙泵混驅(qū)復(fù)合型熱管空調(diào)應(yīng)用，從而實(shí)現(xiàn)從房間級制冷向機(jī)柜級制冷改變，提升機(jī)柜服務(wù)器裝機(jī)密度，減低能耗，生產(chǎn)效益和經(jīng)濟(jì)效益都有很大提高，為滿足5G應(yīng)用提供很好基礎(chǔ)支持。
當(dāng)然，廊坊項(xiàng)目的成功運(yùn)行也并非個(gè)例。2015年1月投入運(yùn)行的唐山電信數(shù)據(jù)中心機(jī)房空調(diào)新建項(xiàng)目持續(xù)正常運(yùn)行至今，通過多年的運(yùn)行，充分證明了系統(tǒng)的可靠性和節(jié)能性，在節(jié)能的同時(shí)解決機(jī)房局部熱點(diǎn)問題；2016年3月投入運(yùn)行的石家莊電信數(shù)據(jù)中心機(jī)房空調(diào)新建項(xiàng)目持續(xù)正常運(yùn)行至今，機(jī)房年平均PUE值為1.42，平均每年節(jié)約69.2萬度的電量，減少85.2噸碳排放；2019年3月投入使用的內(nèi)蒙古電信金橋省級樞紐樓信息化機(jī)房進(jìn)行雙泵混驅(qū)復(fù)合型熱管空調(diào)改造項(xiàng)目，到2020年3月年平均PUE為1.36左右，在局部熱點(diǎn)問題得到徹底解決的同時(shí)，節(jié)約大量的電能，為公司節(jié)約了成本……據(jù)介紹，目前已有約27個(gè)數(shù)據(jù)中心項(xiàng)目應(yīng)用雙泵混驅(qū)復(fù)合型熱管空調(diào)。
“但凡有條件，我們都會在電信集團(tuán)相關(guān)數(shù)據(jù)中心積極推廣這一技術(shù)?！痹u審會上，來自中國電信節(jié)能減排處的相關(guān)專家告訴中國經(jīng)濟(jì)導(dǎo)報(bào)記者，今年，中國電信集團(tuán)將針對IDC業(yè)務(wù)萬元收入能耗偏高的情況，繼續(xù)推進(jìn)機(jī)架利用率提升工作，擴(kuò)大基于人工智能的服務(wù)器節(jié)能技術(shù)試點(diǎn)規(guī)模，并積極推廣氟泵空調(diào)、服務(wù)器液冷等新的制冷技術(shù)。
前景廣闊
“節(jié)能效果確實(shí)是顯而易見的”“雙泵技術(shù)本身就是一種創(chuàng)新”“匯報(bào)數(shù)據(jù)還是有些寬泛，應(yīng)該更具體一點(diǎn)”“是不是還需要在安全性和穩(wěn)定性上有更多的考量和優(yōu)化”“跟其他類似技術(shù)相比的核心優(yōu)勢還應(yīng)該講得更透徹一點(diǎn)”……評審會上，來自中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所、清華大學(xué)、北京工業(yè)大學(xué)、中國建筑科學(xué)研究院有限公司、中國建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司智能工程中心、中國建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)研究院有限公司數(shù)據(jù)中心和中國移動通信集團(tuán)設(shè)計(jì)院有限公司等單位的專家組成專家組，你一言我一語地對技術(shù)運(yùn)行的效果以及可能出現(xiàn)的問題進(jìn)行評估和建議。
一場小小的評審會，其用心程度卻可見一斑。不僅會上的專家組專家不“走過場”，在技術(shù)應(yīng)用和實(shí)用效果的諸多細(xì)節(jié)處“摳”得極為認(rèn)真，北京中普瑞訊信息技術(shù)有限公司提供的申報(bào)材料也是詳細(xì)全面，從第三方認(rèn)證材料到用戶評估，所有細(xì)節(jié)都毫不含糊。中國經(jīng)濟(jì)導(dǎo)報(bào)記者還了解到，在本次評審會之前，為切實(shí)做好評審論證工作，國家節(jié)能中心已組織專家赴內(nèi)蒙古呼和浩特市對中國電信集團(tuán)內(nèi)蒙古分公司數(shù)據(jù)中心機(jī)柜空調(diào)新建和改造項(xiàng)目進(jìn)行了調(diào)研。在評審會現(xiàn)場，專家組聽取了中國電信內(nèi)蒙古分公司（新建和改造項(xiàng)目）和廊坊分公司（改造項(xiàng)目）雙泵混驅(qū)復(fù)合型熱管空調(diào)使用情況匯報(bào)后普遍認(rèn)為，改造項(xiàng)目解決了之前的機(jī)房局部熱點(diǎn)問題，三個(gè)項(xiàng)目均有明顯的節(jié)能效果。
經(jīng)過一上午熱烈的探討，從技術(shù)論證，到現(xiàn)場項(xiàng)目實(shí)測，節(jié)能優(yōu)勢明顯的雙泵混驅(qū)復(fù)合型熱管空調(diào)節(jié)能技術(shù)在近乎苛刻又認(rèn)真的專家們眼里，似乎并無太多需要進(jìn)行否定的因素和理由。最終，結(jié)合書面資料、現(xiàn)場調(diào)研和內(nèi)蒙古項(xiàng)目情況，專家組從技術(shù)特點(diǎn)、節(jié)能效果、實(shí)際應(yīng)用情況等方面，對雙泵混驅(qū)復(fù)合型熱管空調(diào)節(jié)能技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)客觀評價(jià)，肯定了該技術(shù)采用氣泵、液泵組合作為動力的優(yōu)點(diǎn)、技術(shù)應(yīng)用效果良好、節(jié)能降耗效果明顯，具有良好的經(jīng)濟(jì)性，在數(shù)據(jù)中心空調(diào)領(lǐng)域具有較大的推廣應(yīng)用潛力，并對技術(shù)優(yōu)化和下一步推廣應(yīng)用提出了意見建議。
“我們會根據(jù)專家們的意見建議對技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化和推廣，爭取為解決新基建建設(shè)中的高能耗問題貢獻(xiàn)更多的力量?！秉S黎明在評審會上表態(tài)。
據(jù)悉，節(jié)能技術(shù)項(xiàng)目評審是國家節(jié)能中心受社會單位委托，組織專家等技術(shù)力量對技術(shù)項(xiàng)目的節(jié)能效果等進(jìn)行客觀評價(jià)、給予專業(yè)意見建議，是中心做好社會化節(jié)能服務(wù)的重要形式，旨在發(fā)揮節(jié)能評審對先進(jìn)節(jié)能技術(shù)推廣應(yīng)用的支持作用，推動壯大節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)，促進(jìn)綠色發(fā)展。
