在这个全年温暖的城市,如何实现数据中心PUE降至1.3以下?深圳已经设定了更为严格的目标,并有“先行者”成功达成。2019年,深圳建筑总院大数据中心设计研究院(简称“深总院”)首次提出并实施了低于1.25的方案;2020年,广东省发布了数据中心五年发展规划,将PUE1.25推广至全国范围。曾建国院长在维缔技术(VERTIV)的2020设计师高峰论坛上详细介绍了深圳低于1.25PUE的创新设计方案。
自2013年起,大型数据中心被要求PUE不超过1.5,而随后北京、上海等城市提出了更为严格的标准。在国家发改委、中央网信办、工业和信息化部、国家能源局联合发布《关于加快构建全国一体化大数据中心协同创新体系的指导意见》中,明确指出到2025年,全中国范围内应形成布局合理、绿色集约的大数据基础设施网络,其中东西部地区要实现结构性平衡,大型超大型数据中心运行电能利用效率需达到或低于1.3。
然而,这种政策对南方地区尤其是位于海洋气候带且全年平均气温高达22.3℃的深圳来说,是一个极大的挑战,因为它几乎无法利用自然冷却。此外,不仅如此,即使每天都有多少时刻可以使用自然冷源也不容易确定。
降低PUE主要依靠两个关键手段:充分利用自然冷源减少机械制冷工作时间;缩短制冷路径减少传输过程中的热量损失。在国内运营商和第三方机构中,最常见的是采用水系统架构,但这需要大量换热环节,在湿热环境下难以持续使用。
间接蒸发冷却技术虽然适用于北方,但在湿度较高的地方仍需开启机械制冷,因此对于深圳而言,它们并不特别有效。因此,要想实现PUE低于1.25,对传统解决方案来说几乎是一个不可能任务。
图注:展示了一张温度曲线图,显示冬季最低气温13-22度之间,以此说明冬季也不能完全依赖自然冷却。
为了降低PUE值,我们必须正确理解它是由总耗电量与IT设备耗电量之比组成的一部分。这意味着我们应该集中关注基础设施侧尤其是制冷环节,如风机、大容量服务器以及其他支持系统,以最大限度地提高能效。而深总院通过建立能耗模型,将整个建筑拆分为三个部分:建筑、电力供应和制冷,从绿色建筑层面开始优化,然后通过精心选择高效设备来进一步提升性能,并结合人工智能技术进行精准控制,以确保每个环节都尽可能小化功耗。
曾建国院长强调,在追求完美能效时,还需要考虑项目级别上的整体优化。他认为,要实现这一点,就需要从设备性能提升到系统架构优化再到项目级别全面考虑,每一步都要精益求实。一旦将这些因素综合起来,就能够创造出真正具有可持续性的解决方案,无论是在未来还是现在,都将成为行业标杆。
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