毫無疑問,“碳達峰、碳中和”已成為當今世界最為緊迫的使命,目前全球已有110多個國家相繼承諾“碳中和”目標,改變能源結構,加速化石能源向綠色能源轉型已是“刻不容緩”。
同樣,在 “雙碳”戰(zhàn)略的大環(huán)境下,節(jié)碳之旅也將不可逆轉,而數(shù)據(jù)中心作為國家基礎性戰(zhàn)略資源和數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展的“底座”更是首當其沖。過去幾年國內(nèi)的數(shù)據(jù)中心建設規(guī)模和數(shù)量呈現(xiàn)出快速增長的態(tài)勢,這也意味著數(shù)據(jù)中心行業(yè)所面臨的“雙碳”任務更加艱巨與緊迫。
其中,數(shù)據(jù)中心能耗尤其是制冷系統(tǒng)能耗更是業(yè)界普遍關注的焦點。特別是數(shù)據(jù)中心傳統(tǒng)冷凍水制冷系統(tǒng)一直以來存在功耗大、部署周期長、系統(tǒng)復雜以及運維費用高、耗水多等諸多挑戰(zhàn)。因此,在“風進水退”的大趨勢下,進一步提高制冷系統(tǒng)的能效,既能夠響應國家節(jié)能減排的政策導向,同時也會是降低數(shù)據(jù)中心運營費用的重要手段。
在此背景下,作為數(shù)據(jù)中心行業(yè)的創(chuàng)新引領者,華為自2019年首次發(fā)布FusionCol間接蒸發(fā)冷卻解決方案以來,就從未停下創(chuàng)新的腳步,通過核心器件的技術突破和系統(tǒng)架構的優(yōu)化升級,華為在2020年創(chuàng)新發(fā)布了FusionCol間接蒸發(fā)冷卻解決方案AHU 2.0,2021年又在此基礎上推出了全新一代間接蒸發(fā)冷卻解決方案EHU,不僅實現(xiàn)了環(huán)境一體化控制的跨代升級,更真正將數(shù)據(jù)中心制冷系統(tǒng)的創(chuàng)新推向了一個全新的高度。
客觀地說,綠色節(jié)能、可持續(xù)發(fā)展已是數(shù)據(jù)中心行業(yè)未來發(fā)展的“主旋律”,而華為新一代間接蒸發(fā)冷卻解決方案EHU的“應運而生”,相信也會為更多的客戶打造極簡、綠色、智能、安全的數(shù)據(jù)中心貢獻出更高的價值。
數(shù)據(jù)中心制冷系統(tǒng)三大挑戰(zhàn)
數(shù)據(jù)顯示,截止2019年,中國數(shù)據(jù)中心數(shù)量大約有7.4萬個,約占全球數(shù)據(jù)中心總量的23%;而最新的統(tǒng)計也顯示,2020年數(shù)據(jù)中心耗電量更是占到全社會用電量的2.7%。為此,去年,國家印發(fā)的《關于加快建立健全綠色低碳循環(huán)發(fā)展經(jīng)濟體系的指導意見》中就明確指出:“要加快綠色基礎設施不斷升級,做好大中型數(shù)據(jù)中心、網(wǎng)絡機房綠色建設和改造,建立綠色運營維護體系。”
與此同時,包括北京、上海、深圳等核心城市過去幾年也出臺了數(shù)據(jù)中心的政策規(guī)定,對數(shù)據(jù)中心的PUE制定了更加詳細的準入門檻和激勵機制,這些新的變化都意味著無論是新建數(shù)據(jù)中心還是改建數(shù)據(jù)中心的要求會越來越“嚴苛”,走綠色數(shù)據(jù)中心創(chuàng)新之路將是未來的唯一選擇。
在此過程中,數(shù)據(jù)中心傳統(tǒng)制冷系統(tǒng)長期存在的一系列的問題更是備受關注,具體體現(xiàn)在:
一是,運營成本高,難以滿足日益提高的PUE要求。數(shù)據(jù)顯示,目前數(shù)據(jù)中心10年TCO中,60%用于電費支出,且在數(shù)據(jù)中心非IT設備的能耗占比中,更有超過52.6%是由制冷系統(tǒng)產(chǎn)生的,運營成本中電費長期占比高的關鍵原因,而能耗大更直接影響了數(shù)據(jù)中心降低PUE的要求。
二是,建設周期長,無法匹配業(yè)務快速上線的需要。在傳統(tǒng)1500柜的數(shù)據(jù)中心建設周期中,傳統(tǒng)制冷系統(tǒng)在此過程中建設周期最長,通常會在180天左右,占到了總建設周期的50%。
三是,運維以人工為主,不能滿足數(shù)據(jù)中心規(guī)?;鲩L的需求。傳統(tǒng)制冷系統(tǒng)中主要依靠人工巡檢,由于人工巡檢的不確定性大以及運維專業(yè)人才經(jīng)驗差異大、要求高等多方面的限制,導致故障定位時間長,且耗時耗力。
因此,間接蒸發(fā)冷卻解決方案在過去幾年在市場中迅速“崛起”,并成為很多大型數(shù)據(jù)中心建設項目中的“首選”。間接蒸發(fā)冷卻解決方案具有以下幾方面特點:
在能耗方面,間接蒸發(fā)冷卻方案能夠最大限度地利用自然冷源,不僅能實現(xiàn)“按需制冷”,更能夠滿足能評指標;
在建設周期方面,間接蒸發(fā)冷卻機組由工廠“預集成”,能夠縮短50%的建設周期;
在運維上,間接蒸發(fā)冷卻機組維護項目比傳統(tǒng)冷凍水方案減少60%以上,可大幅節(jié)省運維時間。
從制冷到“智冷”跨代升級
間接蒸發(fā)冷卻解決方案盡管已逐漸成為數(shù)據(jù)中心的主流解決方案,但當前也存在著一些新的挑戰(zhàn)。
一方面,和冷凍水系統(tǒng)可通過蓄冷罐實現(xiàn)連續(xù)制冷不同,間接蒸發(fā)冷卻解決方案由于需要在供電前端配置UPS實現(xiàn)連續(xù)制冷,這就大大提高了設備投資成本和增加占地空間;另一方面,間接蒸發(fā)冷卻解決方案的極端氣候條件下的峰值功率使數(shù)據(jù)中心難以取得更優(yōu)的出電率。
此外,如何利用AI人工智能技術實現(xiàn)節(jié)能和智能運維,也是間接蒸發(fā)冷卻解決方案在應用中需要考量的問題。
基于以上挑戰(zhàn),華為在今年推出了新一代間接蒸發(fā)冷卻解決方案EHU,在以下方面實現(xiàn)創(chuàng)新:
首先,針對連續(xù)制冷,進行冷電融合,通過融合UPS功能,極簡供電鏈路設計,可幫助客戶節(jié)省占地空間,節(jié)省CAPEX。
其次,針對峰值功率,融合儲能,降低極端天氣下系統(tǒng)的峰值功率,能夠提高數(shù)據(jù)中心出電率,可幫助客戶增收。
最后,AI節(jié)能方面,系統(tǒng)基于深度神經(jīng)網(wǎng)絡的AI算法自調節(jié),能夠實現(xiàn)綜合能效尋優(yōu),節(jié)能效果提升10%。在智能運維方面,通過圖像/聲音進行故障識別,系統(tǒng)故障自診斷,節(jié)省運維時間50%以上。
由此可見,針對目前數(shù)據(jù)中心間接蒸發(fā)冷卻實現(xiàn)連續(xù)制冷成本高、出電率需進一步提升等痛點,華為新一代間接蒸發(fā)冷卻解決方案EHU通過逐點突破,在架構深度融合、AI技術進行跨代升級的創(chuàng)新上,真正實現(xiàn)了數(shù)據(jù)中心制冷系統(tǒng)的“極簡、綠色、智能和安全”。
重構綠色數(shù)據(jù)中心從未止步
值得一提的是,在重構綠色數(shù)據(jù)中心這條道路上,華為的創(chuàng)新步伐“從未止步”。據(jù)了解,為了讓華為新一代間接蒸發(fā)冷卻解決方案EHU更好地滿足數(shù)據(jù)中心用戶的實際需求,華為還投資建設了間接蒸發(fā)冷卻測試焓差實驗室——華為西安研究所全場景400kW焓差室,用于測試產(chǎn)品性能指標,可讓客戶所見即所得。
總的來看,“雙碳”戰(zhàn)略將會是一場廣泛而深刻的經(jīng)濟社會變革,它意味著能源生產(chǎn)、能源消費的革命,也將是一次各行各業(yè)全面升級換代的全新機會,而數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)無疑已經(jīng)走到了創(chuàng)新與變革的“最前沿”。在此過程中,華為新一代間接蒸發(fā)冷卻解決方案EHU通過持續(xù)的創(chuàng)新迭代,在幫助數(shù)據(jù)中心用戶顯著降低能耗和TCO成本的同時,也為實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心綠色化發(fā)展夯實了更為關鍵的基礎,其價值可謂:“不止于現(xiàn)在,更關乎未來。”