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

文 本刊記者 陳向國

隨著新一代信息技術的快速發(fā)展，數(shù)據(jù)中心、5G基站等重要基礎設施規(guī)模呈現(xiàn)了高速增長態(tài)勢，隨之而來的是能源、資源的大量消耗。切實提高數(shù)據(jù)中心能源資源利用效率，建設綠色數(shù)據(jù)中心，已成為新一代信息基礎設施建設的重要任務。為加快先進適用技術產(chǎn)品推廣應用，推動數(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)中心先進適用技術產(chǎn)品目錄》。近期，工信部節(jié)能與綜合利用司對其中部分典型技術產(chǎn)品應用情況進行了梳理、發(fā)布，以供參考借鑒。

一、高效系統(tǒng)集成技術產(chǎn)品

微模塊數(shù)據(jù)中心技術在模塊內(nèi)集成了機架系統(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、建設簡單等特點，可通過工廠預制保證現(xiàn)場交付質(zhì)量與進度，也可按需進行分期部署。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可達到1.5以下。某單位采用智能微模塊數(shù)據(jù)中心技術，采用行級近端制冷技術提高機柜功率密度，該項目總投資額約1000萬元，可實現(xiàn)PUE約1.5。

微型液冷邊緣計算數(shù)據(jù)中心由微型液冷機柜、熱交換器、二次冷卻設備、電子信息設備、硬件資源管理平臺等組成。IT設備完全浸沒在注滿冷卻液的液冷機柜中，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，循環(huán)到板式換熱器與制冷系統(tǒng)進行冷量交換。系統(tǒng)年均PUE最低可至1.1；單機柜IT可用空間13～42U，可用IT功率密度5～50kW；機柜運行噪音在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產(chǎn)品

風冷空調(diào)室外機潛熱過渡冷卻節(jié)能技術通過在風冷空調(diào)(或熱管)的室外冷凝器進風口增加一個濕膜過濾裝置，空氣經(jīng)過濕膜時，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風溫度。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。室外機冷凝器的冷凝溫度每降低1℃相應主機電流會降低2%，產(chǎn)冷量提高1%，綜合計算可節(jié)能3%。某數(shù)據(jù)中心節(jié)能改造工程項目規(guī)模為55臺機房精密空調(diào)室外機節(jié)能改造，實施周期為1個月，靜態(tài)回收期為1.97年。

氟化冷卻液可廣泛實現(xiàn)物質(zhì)兼容，具有良好的介電常數(shù)和強度，可實現(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，可用于浸沒液冷系統(tǒng)對IT設備進行冷卻。適用于數(shù)據(jù)中心的新建和改造，產(chǎn)品沸點可選范圍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)約電費數(shù)百萬元。

三、高效IT技術產(chǎn)品

長效大容量光盤庫存儲技術由光盤庫存儲設備、光盤庫管理服務器和軟件配合實現(xiàn)。該技術充分利用藍光光盤可靠長效存儲的特點，構造高密度光盤庫庫體，能夠在單體內(nèi)容納和存取萬張光盤，并通過機電一體化調(diào)度技術對光盤進行科學智能化管理，實現(xiàn)海量信息數(shù)據(jù)的長期安全存儲、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、無輻射等功能。適用于數(shù)據(jù)中心的新建和改造，存儲設備可節(jié)電約80%。某公司數(shù)據(jù)中心共部署80套光盤庫存儲設備用于電子影像數(shù)據(jù)長效存儲，可提高工作效率45倍，實現(xiàn)節(jié)電率約80%，年節(jié)電量約100萬kWh。

整機柜服務器技術以機柜為單位采用模塊化設計，集中電源進行供電，集中風扇墻進行散熱，集中管理模塊進行智能管理。模塊化設計更有利于大規(guī)模數(shù)據(jù)中心交付和運維，所有服務器節(jié)點、電源、風扇和管理模塊等都可以單獨進行維護，無需停機。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臺整機柜服務器，可容納約40000臺服務器。該項目總投資額約12億元，可實現(xiàn)年節(jié)電量約4663萬kWh。

四、高效供配電技術產(chǎn)品和高效輔助技術產(chǎn)品

SGB13型敞開式立體卷鐵芯干式變壓器的鐵芯由三個完全相同的矩形單框拼合而成，拼合后的鐵芯的三個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%，負載損耗在t等于75℃（運行溫度）時為13.270kW；在t等于145℃時為16.297kW。某數(shù)據(jù)中心配電項目應用2臺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60390元，減少CO2排放量73.16噸。

模塊化不間斷電源（UPS）的各個功能單元采用模塊化設計，整機具有數(shù)字化、智能化等特點，可實現(xiàn)網(wǎng)絡化管理；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，整機系統(tǒng)效率可達95%以上。某數(shù)據(jù)中心項目采用高效模塊化UPS，負載890kW，效率達到96%。項目總投資額約1500萬元，相比傳統(tǒng)工頻UPS可實現(xiàn)節(jié)電率約5%，年節(jié)電量約39萬kWh。

五、綠色運維管理技術產(chǎn)品

數(shù)據(jù)中心能耗監(jiān)測及運維管理系統(tǒng)通過對數(shù)據(jù)中心基礎設施動力環(huán)境及IT基礎架構的全面監(jiān)控及分析，制定出最優(yōu)策略對各系統(tǒng)進行實時控制，實現(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30%以上。某單位機房采用能耗監(jiān)測及智能節(jié)能控制技術將能效管理精細化到每一臺設備。該項目總投資額約150萬元，可實現(xiàn)節(jié)電率約29.1%，年節(jié)電量約101萬kWh。某數(shù)據(jù)中心總裝機量1540柜，單柜密度每柜8kW，IT負載率40.9%，2N供電系統(tǒng)，N+1冷凍水系統(tǒng)。全年PUE降低0.116。某數(shù)據(jù)中心建筑面積為18921m2，共計3196個機柜，平均每年節(jié)約電量51.9萬kWh，平均每年節(jié)水2600余噸，投資回收期約3年。

數(shù)據(jù)中心后備儲能管理系統(tǒng)由單體電池采集模塊、電池監(jiān)控主機、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)控主機進行信息交互，通過電池集中監(jiān)控軟件對所有蓄電池進行統(tǒng)一監(jiān)控管理。適用于數(shù)據(jù)中心的新建和改造，內(nèi)阻檢測方式為交流信號注入法，電壓檢測范圍在0～16V（DC），精度為±0.02V，溫度檢測范圍在-10～55℃，精度為±1℃，有線通訊接口為RS-485，被動均衡單節(jié)電池容量為±10%。某數(shù)據(jù)中心投入運行時間2016年8月，采用產(chǎn)品134套，投資約450萬元。系統(tǒng)對應UPS額定負載11880kW，優(yōu)化UPS系統(tǒng)的能源使用效率約1%。運營期累計節(jié)省用電104.52萬kWh；節(jié)省電費94.068萬元，投資成本回收期約5年。

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

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