綠色數據中心難題誰來攻克——訪海爾中央空調數據中心應用技術總監 劉闖


2017中國國際大數據產業博覽會近日在貴陽落下帷幕。為助力數據中心建設事業健康發展,會議期間“安全與節能”數據中心建設國際論壇同期召開,來自各地的數據中心產業專家和企業代表齊聚一堂,大家暢所欲言,共同探討數據中心的安全與節能及未來數據中心產業發展趨勢。

在論壇期間,海爾中央空調數據中心應用技術總監劉闖接受了機房360網的采訪,他對數據中心的看法,啟示我們深刻認識數據中心製冷及未來發展趨勢的新格局。

節能降耗 數據中心大勢所趨

  在過去幾年裏,數據中心建設領域發生了很多的變化,我們見證了過往數據中心建設的繁榮。隨著數據日益呈指數級增長,數據中心發展也正在向高密發展,這對於數據中心建設而言是項挑戰。機架密度越來越高,熱負荷越來越大,數據中心發展何去何從?

  劉總認為目前數據中心機房服務器的運算性能基本上每兩年就要提高一倍,但同時帶來的也就是單機櫃熱負荷的增加,現在單機櫃功率密度高於5kW已經十分普遍。未來,數據中心會朝著機櫃內封閉或冷通道封閉的模塊化方向發展。

  隨著數據中心單機櫃負載增加,相應的機房熱負荷也會增加,但傳統螺杆機IPLV低,同時壓比固定,很容易產生過欠壓縮,同時帶來製冷能耗的增加,整個機房的PUE值居高不下,這主要是由於氟係統製冷管路長度受限,能耗大,現在大型數據中心主流采用的仍是以水係統為主。

  事實上,水係統比起風係統而言,係統更為複雜,尤其是自控係統這部分規劃,是能耗降低的關鍵,也體現著冷卻係統的整個架構的合理性。一般情況下,空調冷源有風冷直接蒸發式空調係統、水冷直接蒸發式空調係統、水冷或風冷冷凍水空調係統、雙冷源空調係統等。

  從節能的角度來說,使用風冷係統的數據中心,PUE值不可能小於1.8,通常在2.0以上,在規模較大,可以設置集中冷源的情況下,能效比高的水冷冷凍水係統是首選。當電機功率超過500kW的情況下,可采用6kV或者10kV電壓供電,可提高運行效率,在選擇機組時選用COP值高的機組,同時也要考慮機組的部分負荷綜合能效係數(IPLV)。

  冷水機組采用變頻能取得較好的部分負荷綜合能效係數,使得機組的高效區域更大。在非額定工況時,變頻式離心冷水機組將導流葉片控製與變頻控製有機結合,共同控製壓縮機。冷水機組的蒸發溫度對於機組效率也有著影響,粗略估計蒸發溫度每提高0.6度,效率增加1%~3%,因此采用較高的蒸發溫度效率比一般供回水7℃/12℃效率高。

  Driverless無人操控磁懸浮機刷新你的認知提及磁懸浮,相信大家最先想到的是鐵路運輸,其實近年來磁懸浮在數據中心製冷行業的應用也逐漸普遍。海爾中央空調數據中應用技術總監劉闖告訴記者,海爾於2006年最先推出中國首台磁懸浮中央空調,IPLV可達10~13,是傳統螺杆機的2倍以上。2017年海爾推出Driveless無人操控磁懸浮機組,Driverless無人操控磁懸浮機組是由節能50%的海爾磁懸浮中央空調搭載智能雲服務平台、集控櫃以及自清洗係統組合而成,擁有自運行、自節能、自清潔三大核心技術,推動了數據中心節能與智能中央空調的發展。

  劉總進一步解釋道,海爾中央空調無人操控磁懸浮技術可根據用戶的製冷、製熱需求以及建築結構特點,提供故障預警、遠程監測、節能分析等24h的管家式服務,進一步降低人工及運維成本。此外,海爾無人操控磁懸浮機組高達30年免維護機房、無衰減機房的亮眼“承諾”也讓現場體驗者稱讚不已。

  無人操控磁懸浮機組是大型工業設備與人工智能結合的產物,實現了人與機器、機器與機器的互聯互通,進一步擴大海爾中央空調在智能、節能領域的領先優勢。

  通常情況下空調的機組中齒輪傳動,運動部件多的可靠性差,壽命低;機組係統有油係統的IPLV低,且油係統製冷效率逐年下降,還需要每年對油係統進行維護的問題。而海爾磁懸浮中央空調能夠做到零摩擦,機組無油免維護,相對常規機組節能50%、同時可靠設計壽命為30年、2A超低啟動電流、70分貝超低運行噪音、相對傳統空調優勢明顯。


海爾滿足綠色數據中心棘手需求

  在雲計算、大數據飛速發展的今天,越來越多的企業開始擁有自己的數據中心。隨著各項業務量的迅速增長、服務器數量的增加、機房的麵積及規模也在不斷擴大,數據中心的能耗成本也迅速增加,降低PUE值,打造綠色數據中心成為最為棘手的需求和問題。

  劉總說,事實上海爾一直在為數據中心綠色節能而努力著。首先,海爾關於數據中心的產品提供從冷水機組到末端空調的整體解決方案。該解決方案主要是針對大型數據中心提供冷卻的風冷/水冷磁懸浮中央空調機組+冷凍水機房空調/冷凍水列間空調,針對常規的中小型數據中心也可以提供風冷/水冷機房空調或者風冷/水冷列間空調。海爾的產品可以滿足各類用戶的需要,通過完善的的售後服務係統,可以令用戶完全沒有後顧之憂。

  劉總坦言,對於降低能耗數據,海爾有著多年的經驗,並且一直通過以下幾種方式提高冷卻係統的能效:

1

盡量減少運行新風係統,在機房無人時關閉相應區域的新風係統。

2

控製冷通道的溫度不低於25℃,定期檢查冷通道的溫度以免過度製冷造成能源浪費。

3

利用數據中心研究和評估報告來創建可操作的解決方案。當對數據中心冷卻係統進行研究時,直觀的了解最關鍵的組件,從而保障數據中心正常運行。將這種方法作為一門科學,控製和優化進行中的各種的指標與變量。例如,通過對數據中心生態係統進行評估,顯示出係統如何降低旁路氣流。

4

封閉冷通道。在機架上沒有安裝其它設備的位置上,安裝盲板,對於沒有負荷的機架,不安裝通風地板。每次機架設備有增減,都要對此進行檢查。

5

在能夠滿足製冷的條件下盡可能提高冷凍水的溫度,最高為12~18℃。

6

在氣象環境滿足的條件下,盡量使用全自然或半自然免費製冷。

7

定期檢修和清洗冷凍機組內的銅管和冷卻塔,確保其工作在最佳狀態。

8

對於低負荷的機房,如果精密空調沒有EC風機,就要關閉相應的空調,如果是EC風機,要通過實踐摸索出更節能空調運行方式。


  劉總表示,這些都是根據多年實踐經驗總結,隨後又向記著介紹了海爾冷卻係統產品在“北京三信時代數據中心”使用的情況。他說,根據調研,三信時代數據中心空調主機每年的開機運行時間為5193小時,其中,環境濕球溫度低於6℃的時間有3567小時,而低於6℃時空調主機會增加不必要的能耗。

  為此,海爾建議用戶采用磁懸浮主機模式與冷卻塔自由冷雙模式,根據不同月份提供不同的冷源解決方案:在冬季環境濕球溫度6℃以下不開主機,而是采用冷卻塔免費模式製冷,最終平均COP值達到15.82,節能效果超過50%,使該數據中心的PUE值達到1.6。


結束語

END

在人工智能、無人機技術飛速發展的今天,海爾中央空調Driverless無人操控磁懸浮機組,以“用戶需求”為導向,將節能技術、產品與人工智能有機結合。同時海爾無人操控磁懸浮中央空調在海內外打造了諸多樣板工程,從無到有,通過精工品質與前沿技術海爾磁懸浮中央空調已在國內打造超500個樣板工程,贏得國內磁懸浮市場81%份額,為行業最高。海爾磁懸浮中央空調海外市場也覆蓋歐洲、北美、澳大利亞、中東、東南亞等區域。

  在堅持創新驅動理念轉型下的海爾中央空調正在引領行業進入磁懸浮時代。而無人操控磁懸浮機組的發布將加速行業進入智慧、節能磁懸浮時代。相信未來通過磁懸浮設備的規模應用將帶領數據中心走向一個新時代。


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