在这个全年气温较高的城市中,如何实现数据中心的能效比(PUE)降至1.3以下?深圳设定了目标是1.25,并已有“先行者”成功实现。2019年,深圳建筑总院大数据中心设计研究院首批提出并实施低于1.25的方案;2020年,广东省发布了关于五年的数据中心规划,将PUE1.25推广至全省范围。曾建国院长在维缔技术2020设计院高峰论坛上详细介绍了深圳低于1.25PUE的设计方案。
自从工信部提出了新建大型数据中心PUE不超过1.5以来,一系列更严格的要求被提出:北京要求不超过1.4,上海则要求不超过1.3;而深圳更进一步地提出了PUE低于1.25。国家发展改革委、中央网信办、工业和信息化部、国家能源局四部门联合出台《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》,明确到2025年,全中国将形成布局合理、绿色集约的大型数据中心基础设施一体化格局,其中提到要实现东西部结构性平衡,大型超大型数据中心运行电能利用效率应达到或低于1.3。
然而,由于温度越来越高,这样的政策对南方地区尤其是深圳这样的海洋气候带来说,无疑是一项巨大的挑战。在这里,每年的平均气温都保持在22℃以上,即便是冬季,最低也只能降至13-22度之间。这意味着,在这种环境下,即使想“百分之百地利用自然冷源”,每年的有效使用时间也难以确定。
为了降低PUE值,主要手段包括充分利用自然冷源减少机械制冷工作时间,以及缩短制冷路径减少冷量损耗。在国内许多运营商和第三方数据中心中,“冷却塔+板换+水系统”架构非常流行,但对于深圳这样的地区来说,这种架构最大的问题就是无法充分利用自然条件,因为换热环节几乎全年都无法使用自然馈赠,因此需要开启电力消耗较多的冷水机组,从而导致难以达成PUE小于或等于1.3甚至更低目标。
间接蒸发技术虽然能够很好地适应北方湿润天气,但在湿热环境下效果并不理想。因此,要在深圳实现PUE小于或等于1.25,就必须采用新的黑科技和创新的解决方案,而不是依赖传统方法。
深总院通过拆分能耗模型,将整体看作一个完整系统,不仅要设备级别节能,还要系统级别优化项目级别节能,可以概括为设备性能提升与系统架构优化。在电力设备层面,如UPS行业预制三工况模式以及巴拿马配电系统和维谛技术Onepower系统,都在这逻辑下保证可靠性与节能效率最高。此外,他们还采用了一项黑科技——智能氟泵系统,以无水自然循环取代传统模型,使得可以满足即将到来的更严格标准。而AI技术融入群控系统,则使得这一切成为可能,更精准地根据IT负载变化进行控制,从而最大限度提高能源效率。
通过实践证明,在应用AI后,可减少10%左右能源消耗。深总院这种从设备层次全面考虑拆解能耗,并结合建筑节能、电源及制冷优化的一套模型,为其他地区提供了宝贵经验。而对于他们自己来说,这不过是个开始,只是在不断探索创新中寻找更多机遇。
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