工信部發(fā)布數(shù)據(jù)中心節(jié)能綠色水平技術(shù)產(chǎn)品借鑒

文 本刊記者 陳向國(guó)

隨著新一代信息技術(shù)的快速發(fā)展，數(shù)據(jù)中心、5G基站等重要基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)模呈現(xiàn)了高速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，隨之而來的是能源、資源的大量消耗。切實(shí)提高數(shù)據(jù)中心能源資源利用效率，建設(shè)綠色數(shù)據(jù)中心，已成為新一代信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重要任務(wù)。為加快先進(jìn)適用技術(shù)產(chǎn)品推廣應(yīng)用，推動(dòng)數(shù)據(jù)中心節(jié)能與綠色發(fā)展水平持續(xù)提升，2019年，工信部編制發(fā)布了《綠色數(shù)據(jù)中心先進(jìn)適用技術(shù)產(chǎn)品目錄》。近期，工信部節(jié)能與綜合利用司對(duì)其中部分典型技術(shù)產(chǎn)品應(yīng)用情況進(jìn)行了梳理、發(fā)布，以供參考借鑒。

一、高效系統(tǒng)集成技術(shù)產(chǎn)品

微模塊數(shù)據(jù)中心技術(shù)在模塊內(nèi)集成了機(jī)架系統(tǒng)、供配電系統(tǒng)、監(jiān)控管理系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)、綜合布線系統(tǒng)、防雷接地系統(tǒng)和消防系統(tǒng)等核心部件。采用近端制冷，冷熱通道隔離，可配合空調(diào)末端群控，支持高頻模塊化UPS配置和智能休眠。產(chǎn)品具有界面清晰、建設(shè)簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，可通過工廠預(yù)制保證現(xiàn)場(chǎng)交付質(zhì)量與進(jìn)度，也可按需進(jìn)行分期部署。適用于數(shù)據(jù)中心的新建和改造。與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心相比，可節(jié)電約15%，PUE可達(dá)到1.5以下。某單位采用智能微模塊數(shù)據(jù)中心技術(shù)，采用行級(jí)近端制冷技術(shù)提高機(jī)柜功率密度，該項(xiàng)目總投資額約1000萬(wàn)元，可實(shí)現(xiàn)PUE約1.5。

微型液冷邊緣計(jì)算數(shù)據(jù)中心由微型液冷機(jī)柜、熱交換器、二次冷卻設(shè)備、電子信息設(shè)備、硬件資源管理平臺(tái)等組成。IT設(shè)備完全浸沒在注滿冷卻液的液冷機(jī)柜中，通過冷卻液直接散熱，冷卻液通過小功率變頻循環(huán)泵驅(qū)動(dòng)，循環(huán)到板式換熱器與制冷系統(tǒng)進(jìn)行冷量交換。系統(tǒng)年均PUE最低可至1.1；單機(jī)柜IT可用空間13～42U，可用IT功率密度5～50kW；機(jī)柜運(yùn)行噪音在42dB（A）以內(nèi)。適用于數(shù)據(jù)中心的新建和改造。某媒體中心選用直膨式制冷方案，年均PUE為1.4；全年節(jié)電量8.76萬(wàn)kWh；投資回收期4.2年，后期選用冷卻塔自然冷方案，投資回收期可降為2年左右。

二、高效制冷和冷卻技術(shù)產(chǎn)品

風(fēng)冷空調(diào)室外機(jī)潛熱過渡冷卻節(jié)能技術(shù)通過在風(fēng)冷空調(diào)(或熱管)的室外冷凝器進(jìn)風(fēng)口增加一個(gè)濕膜過濾裝置，空氣經(jīng)過濕膜時(shí)，濕膜中的水蒸發(fā)產(chǎn)生相變，吸收空氣中的潛熱，從而降低冷凝器的進(jìn)風(fēng)溫度。適用于數(shù)據(jù)中心的新建和改造，一般要求室外干球溫度大于等于10℃，且干濕球溫差大于等于2℃以上。室外機(jī)冷凝器的冷凝溫度每降低1℃相應(yīng)主機(jī)電流會(huì)降低2%，產(chǎn)冷量提高1%，綜合計(jì)算可節(jié)能3%。某數(shù)據(jù)中心節(jié)能改造工程項(xiàng)目規(guī)模為55臺(tái)機(jī)房精密空調(diào)室外機(jī)節(jié)能改造，實(shí)施周期為1個(gè)月，靜態(tài)回收期為1.97年。

氟化冷卻液可廣泛實(shí)現(xiàn)物質(zhì)兼容，具有良好的介電常數(shù)和強(qiáng)度，可實(shí)現(xiàn)電性能絕緣性，具有完備的毒性數(shù)據(jù)、完善的職業(yè)接觸指導(dǎo)，可用于浸沒液冷系統(tǒng)對(duì)IT設(shè)備進(jìn)行冷卻。適用于數(shù)據(jù)中心的新建和改造，產(chǎn)品沸點(diǎn)可選范圍50～174℃，不含nPB、HAP、三氯乙烯、全氯乙烯等受限物質(zhì)以及26種電子設(shè)備常見的有害物質(zhì)，臭氧消耗潛能值為零。某單相浸沒液冷數(shù)據(jù)中心服務(wù)器總功率約為2000kW，采用浸沒冷卻方案，PUE約為1.07，每年可以節(jié)約電費(fèi)數(shù)百萬(wàn)元。

三、高效IT技術(shù)產(chǎn)品

長(zhǎng)效大容量光盤庫(kù)存儲(chǔ)技術(shù)由光盤庫(kù)存儲(chǔ)設(shè)備、光盤庫(kù)管理服務(wù)器和軟件配合實(shí)現(xiàn)。該技術(shù)充分利用藍(lán)光光盤可靠長(zhǎng)效存儲(chǔ)的特點(diǎn)，構(gòu)造高密度光盤庫(kù)庫(kù)體，能夠在單體內(nèi)容納和存取萬(wàn)張光盤，并通過機(jī)電一體化調(diào)度技術(shù)對(duì)光盤進(jìn)行科學(xué)智能化管理，實(shí)現(xiàn)海量信息數(shù)據(jù)的長(zhǎng)期安全存儲(chǔ)、快速調(diào)閱查詢和專業(yè)歸檔管理以及智能化離線管理，具有防黑客、抗電磁干擾、節(jié)能環(huán)保、無(wú)輻射等功能。適用于數(shù)據(jù)中心的新建和改造，存儲(chǔ)設(shè)備可節(jié)電約80%。某公司數(shù)據(jù)中心共部署80套光盤庫(kù)存儲(chǔ)設(shè)備用于電子影像數(shù)據(jù)長(zhǎng)效存儲(chǔ)，可提高工作效率45倍，實(shí)現(xiàn)節(jié)電率約80%，年節(jié)電量約100萬(wàn)kWh。

整機(jī)柜服務(wù)器技術(shù)以機(jī)柜為單位采用模塊化設(shè)計(jì)，集中電源進(jìn)行供電，集中風(fēng)扇墻進(jìn)行散熱，集中管理模塊進(jìn)行智能管理。模塊化設(shè)計(jì)更有利于大規(guī)模數(shù)據(jù)中心交付和運(yùn)維，所有服務(wù)器節(jié)點(diǎn)、電源、風(fēng)扇和管理模塊等都可以單獨(dú)進(jìn)行維護(hù)，無(wú)需停機(jī)。適用于新建數(shù)據(jù)中心，散熱效能提升70%，整體系統(tǒng)能效可提高10%～20%。某公司數(shù)據(jù)中心采用1200臺(tái)整機(jī)柜服務(wù)器，可容納約40000臺(tái)服務(wù)器。該項(xiàng)目總投資額約12億元，可實(shí)現(xiàn)年節(jié)電量約4663萬(wàn)kWh。

四、高效供配電技術(shù)產(chǎn)品和高效輔助技術(shù)產(chǎn)品

SGB13型敞開式立體卷鐵芯干式變壓器的鐵芯由三個(gè)完全相同的矩形單框拼合而成，拼合后的鐵芯的三個(gè)心柱呈等邊三角形立體排列。磁力線與鐵芯材料易磁化方向完全一致，三相磁路無(wú)接縫。適用于數(shù)據(jù)中心的新建和改造，容量為2500kVA，空載損耗為2.438kW，空載電流為0.13%，負(fù)載損耗在t等于75℃（運(yùn)行溫度）時(shí)為13.270kW；在t等于145℃時(shí)為16.297kW。某數(shù)據(jù)中心配電項(xiàng)目應(yīng)用2臺(tái)敞開式立體卷鐵芯干式變壓器，年節(jié)約用電82726.02kWh，節(jié)省電費(fèi)60390元，減少CO2排放量73.16噸。

模塊化不間斷電源（UPS）的各個(gè)功能單元采用模塊化設(shè)計(jì)，整機(jī)具有數(shù)字化、智能化等特點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化管理；所有功能單元，如功率單元、監(jiān)控單元、旁路單元均支持在線更換，最大限度保障業(yè)務(wù)的連續(xù)性和可用度。適用于數(shù)據(jù)中心的新建和改造，整機(jī)系統(tǒng)效率可達(dá)95%以上。某數(shù)據(jù)中心項(xiàng)目采用高效模塊化UPS，負(fù)載890kW，效率達(dá)到96%。項(xiàng)目總投資額約1500萬(wàn)元，相比傳統(tǒng)工頻UPS可實(shí)現(xiàn)節(jié)電率約5%，年節(jié)電量約39萬(wàn)kWh。

五、綠色運(yùn)維管理技術(shù)產(chǎn)品

數(shù)據(jù)中心能耗監(jiān)測(cè)及運(yùn)維管理系統(tǒng)通過對(duì)數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施動(dòng)力環(huán)境及IT基礎(chǔ)架構(gòu)的全面監(jiān)控及分析，制定出最優(yōu)策略對(duì)各系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心能效最優(yōu)。適用于數(shù)據(jù)中心的新建和改造，與常規(guī)數(shù)據(jù)中心相比，節(jié)電可達(dá)30%以上。某單位機(jī)房采用能耗監(jiān)測(cè)及智能節(jié)能控制技術(shù)將能效管理精細(xì)化到每一臺(tái)設(shè)備。該項(xiàng)目總投資額約150萬(wàn)元，可實(shí)現(xiàn)節(jié)電率約29.1%，年節(jié)電量約101萬(wàn)kWh。某數(shù)據(jù)中心總裝機(jī)量1540柜，單柜密度每柜8kW，IT負(fù)載率40.9%，2N供電系統(tǒng)，N+1冷凍水系統(tǒng)。全年P(guān)UE降低0.116。某數(shù)據(jù)中心建筑面積為18921m2，共計(jì)3196個(gè)機(jī)柜，平均每年節(jié)約電量51.9萬(wàn)kWh，平均每年節(jié)水2600余噸，投資回收期約3年。

數(shù)據(jù)中心后備儲(chǔ)能管理系統(tǒng)由單體電池采集模塊、電池監(jiān)控主機(jī)、電池集中監(jiān)控軟件組成。單體電池采集模塊通過有線的方式與電池監(jiān)控主機(jī)進(jìn)行信息交互，通過電池集中監(jiān)控軟件對(duì)所有蓄電池進(jìn)行統(tǒng)一監(jiān)控管理。適用于數(shù)據(jù)中心的新建和改造，內(nèi)阻檢測(cè)方式為交流信號(hào)注入法，電壓檢測(cè)范圍在0～16V（DC），精度為±0.02V，溫度檢測(cè)范圍在-10～55℃，精度為±1℃，有線通訊接口為RS-485，被動(dòng)均衡單節(jié)電池容量為±10%。某數(shù)據(jù)中心投入運(yùn)行時(shí)間2016年8月，采用產(chǎn)品134套，投資約450萬(wàn)元。系統(tǒng)對(duì)應(yīng)UPS額定負(fù)載11880kW，優(yōu)化UPS系統(tǒng)的能源使用效率約1%。運(yùn)營(yíng)期累計(jì)節(jié)省用電104.52萬(wàn)kWh；節(jié)省電費(fèi)94.068萬(wàn)元，投資成本回收期約5年。

根據(jù)工信部消息，工信部已經(jīng)啟動(dòng)了2020年國(guó)家工業(yè)和通信業(yè)節(jié)能技術(shù)裝備產(chǎn)品推薦和目錄制定工作，主要包括國(guó)家工業(yè)節(jié)能技術(shù)裝備推薦、“能效之星”產(chǎn)品評(píng)價(jià)和綠色數(shù)據(jù)中心先進(jìn)適用技術(shù)產(chǎn)品征集更新等三方面內(nèi)容，如需了解更多細(xì)節(jié)，可自行登陸工信部網(wǎng)站搜索查閱。

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