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“风进水退”成新趋势,华为数据中心温控产品“极致节能”再突破

2021-10-15 11:49
华夏能源网
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作者/于耀翔

来源/华夏能源网

“双十一”购物狂欢节,全网电商平台成交额破万亿,这背后,是数据中心在支持着几亿人的线上畅快购物;

当红明星做一场带货直播,每上架一款商品,便有数千人乃至数万人瞬时购买,这背后,依然是数据中心在给予直播平台鼎力支持;

疫情期间,人们的生活都离不开“健康码”,这背后,是数据中心对健康码信息进行存储、计算和传递,守护着人民群众的健康防线……

在诸多场景背后,数据中心皆是当之无愧的“幕后英雄”。在大数据时代,数据与每个人息息相关,而数据中心正是支撑这个时代流畅运转的基础设施,但你又是否想过,是什么在保障着数据中心的安全、平稳运行?

众所周知,数据中心的核心是各种各样的IT设备,其对环境的温度、湿度等均有着严苛的要求,因而需要冷却温控系统对环境精确控制。但同时,冷却温控系统设备能耗占数据中心总能耗的30%左右,因此对数据中心的运行成本和环保要求一直都形成了较大压力。

面对这些挑战,华为推出新一代间接蒸发冷却产品,向业界提供了保障数据中心安全、稳定、流畅运行的先进冷却温控系统解决方案。华为间接蒸发冷却解决方案不仅针对性优化了精确控制与能效水平,还为数据中心带来了极简、绿色、智能、安全的综合使用体验,堪称“内外兼修”。

据了解,如今华为间接蒸发冷却解决方案市场占有率已高达34.5%,位居中国数据中心蒸发冷却温控产品市场第一,领跑全国。但华为对冷却温控系统更低的PUE及更易维护的追求从未止步,正不断突破着行业极限。

“风进水退”新趋势

目前,数据中心冷却系统有几种常见方案,如使用冷媒或冷冻水制冷的远端送风或行间的空调设备,利用自然冷源的氟泵系统,以及间接蒸发冷却系统等。

“水冷”方案主要由冷冻水机组、冷冻水制冷末端、水泵等7个制冷子系统构成,系统交付时间长,从安装到调试一般需要6个月左右,同时系统过于复杂,导致运维工作量大。

另外,冷冻水制冷链路长,热量从机房内传递到机房外需要经过多达4次换热,且难以利用自然冷源,制约了PUE的降低空间,导致数据中心运营成本居高不下。

间接蒸发冷却解决方案通过换热器,可以利用自然新风与室内回风换热,同时利用水分蒸发降低换热温度,最大程度利用自然冷源。通常情况下,间接蒸发冷却机组可以实现三种运行模式,分别为:

干模式,仅风机运行,完全采用自然冷却;

湿模式,风机和喷淋水泵运行,利用喷淋冷却后的空气换热;

混合模式,风机、喷淋水泵、压缩机同时运行。模式更多,可满足多场景、多需求。

间接蒸发冷却温控产品具有更高的换热效率,可最大程度地利用自然冷源,在保证温度、湿度精细控制的前提下,极大程度上降低了自身的能耗,目前该技术路线已受到行业的广泛认可,“风进水退”也成为了数据中心冷却温控系统的发展趋势。

“极致节能”再突破

从2008年开始,华为就已着手数据中心温控产品的技术预研,具有深厚的技术积淀。其在国内外一共建设了3个研发中心,同时建立了具有国家权威机构认证的实验室,拥有150多名研发工程师,研发实力强大。

2019年,华为首次发布FusionCol间接蒸发冷却解决方案(AHU),以极简、绿色、智能、安全的综合使用体验惊艳业界。

在极简方面,AHU方案采用模块化和预制化的架构,实现“一箱一系统”,令制冷系统交付时间缩短50%。

在绿色方面,AHU方案最大限度地利用了室外新风作为自然冷源,相比于冷冻水制冷系统省电14%、省水40%。在华为云乌兰察布数据中心,年均PUE低至1.15。

在智能方面,AHU方案支持基于AI的iCooling能效优化技术,在同等硬件条件下,降低制冷系统能耗多达8%。

在安全方面,华为AHU方案借助各类图像、声音、振动等智能传感器,匹配AI智能算法,实现间接蒸发冷却系统全自动巡检及故障预测,降低运维人力投入高达25%。

以廊坊万国20330kW数据中心为例,经测算,生命周期内,负载率为100%时,冷冻水系统解决方案pPUE为0.32,而华为的间接蒸发冷却解决方案为0.12,按照每kWh电费0.6元,华为方案每年可节省电费2137万元。

今年8月,华为基于间接蒸发冷却技术路线,再次推出了EHU方案(Environment Handling Unit)。

EHU方案创新采用“暖通融合”、“冷电融合”理念,融合了加湿&除湿、隔断防火二合一风阀等功能。同时,EHU实现了对锂电储能系统的直接利用,无须前级配置UPS,端到端Capex降低了10%,并进一步实现了市电切换过程中温度“0”波动,降低机组谐波影响,更好地满足了数据中心的可用性要求及提升电网质量。

此外,通过采用全新换热芯和风机设计,EHU方案令换热芯结垢率大幅降低了75%,并使换热效率提升了5%,风机效率提升了8%;通过AI-iCooling综合能效寻优技术进一步降低PUE,在硬件条件不变的情况下降低CLF达0.02,并支持利用AI技术替代人工巡检,运维时间可节省50%以上。

对于AHU与EHU两项重大成果,华为相关负责人表示道:“华为间接蒸发冷却解决方案诠释了‘风进水退,极致节能’的先进理念。”

“在‘双碳’背景下,绿色节能、可持续发展将会是数据中心行业发展的主旋律,华为将以持续创新的姿态,继往开来,拥抱碳中和,继续打造更加低碳智能的数据中心解决方案,包括扎根研究关键部件的效率来降低PUE;进一步加强AI能效寻优,实现DC级及园区的PUE最低化,及AI巡检的无人化研究等。”上述华为负责人表示。

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