——記聯(lián)通中訊院數據中心創(chuàng )新團隊
近年來(lái),數據中心作為“新基建”的重要組成部分,對工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和數字經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展起到了至關(guān)重要的作用,但數據中心的高能耗、高碳排放等問(wèn)題也日益凸顯。據統計,2022年全國數據中心耗電量約2700億千瓦時(shí),超過(guò)2座三峽電站年發(fā)電量。如何讓數據中心更低碳、更智能,成為亟待解決的難題,而中國聯(lián)通中訊院數據中心創(chuàng )新團隊,就將研發(fā)目標定位于此。
“創(chuàng )新精神是中訊院數據中心創(chuàng )新團隊的核心,數據中心創(chuàng )新團隊致力于通過(guò)自主研發(fā)的創(chuàng )新技術(shù),提升數據中心的智能化水平?!敝杏嵲簲祿行膭?chuàng )新團隊負責人賀曉自豪地說(shuō)道,“我們自主研發(fā)了裝配式數據中心一體化智能建造平臺、超高效智能雙循環(huán)多聯(lián)模塊化空調(VRM)、數據中心機房設計運行全過(guò)程數字孿生平臺等一系列技術(shù)和產(chǎn)品。2020、2021、2022連續三年度公布的國家綠色數據中心名單中,中訊院數據中心創(chuàng )新團隊支撐的中原數據基地DC3數據中心、重慶水土基地2號樓等13座數據中心名列榜上?!?br />
中國聯(lián)通中訊院數據中心創(chuàng )新團隊
探索零碳技術(shù),追求極致能效
傳統建筑都是現場(chǎng)施工,周期長(cháng),而模塊化建筑具有構件模塊化、生產(chǎn)流程化和裝配標準化等優(yōu)勢,是名副其實(shí)的低碳建筑?!霸缭?020年,我們就提出了模塊化裝配式數據中心的研究課題,但是在研發(fā)過(guò)程中需要一一克服抗震、造價(jià)、構造等難點(diǎn)?!被貞浧鹧邪l(fā)過(guò)程,團隊成員金鑒深感創(chuàng )新從來(lái)都不是容易的事。
經(jīng)過(guò)不斷攻關(guān),團隊自主研發(fā)了一體化智能建造平臺,實(shí)現了預制裝配式模塊化數據中心的標準化、模塊化、產(chǎn)品化、平臺化、分鐘級設計及后期施工的集成化管理,以及從項目規劃到施工交付的全流程高效控制、全生命周期的一體化管理,大大提高了數據中心建設的效率和精度,全方位降低各環(huán)節的碳排放水平?!斑@項研究獲得了多項軟著(zhù)、論文、專(zhuān)利等成果,目前已應用于重慶、青海等地的通信機房及菲律賓國家電網(wǎng)數據中心的建設中?!睌祿行膭?chuàng )新團隊結構子項負責人魏文豪自豪地說(shuō)道。
數據中心創(chuàng )新團隊研發(fā)的裝配式數據中心技術(shù)已應用于菲律賓國家電網(wǎng)數據中心
“數據中心單機柜功率密度不斷提高,傳統的散熱方式已不能滿(mǎn)足需求。液冷技術(shù)是一個(gè)方向,但是液冷在傳熱、冷卻效率等方面還有提高空間。針對這個(gè)問(wèn)題我們與西安交通大學(xué)院士團隊開(kāi)展合作研究?!币豪溲芯控撠熑送跽架娊榻B說(shuō)。通過(guò)產(chǎn)學(xué)研深度聯(lián)合,團隊提出了冷板式液冷、浸沒(méi)式液冷、噴淋式液冷三種不同液冷方式的適用建議、液冷數據中心的溫度評價(jià)模型和方法、冷卻液的最佳流量和溫度分布等研究成果,并在國家級超算中心、人工智能創(chuàng )新中心、智能算力中心等工程中應用,解決了超高密度機柜散熱的難題,實(shí)現電能利用效率PUE≤1.1的極致節能效果。
數據中心創(chuàng )新團隊設計完成的浙江省首個(gè)國家級超算中心浙江(長(cháng)三角)新一代全功能智能超算中心(“烏鎮之光”超算中心)應用了最新液冷技術(shù)
由技術(shù)到產(chǎn)品,實(shí)現價(jià)值變現
“研究成果如果只停留在紙面不能發(fā)揮它最大的價(jià)值,把理論技術(shù)落地轉化為真正面向應用的產(chǎn)品,是團隊要真正實(shí)現跨越式突破的目標?!睌祿行膭?chuàng )新團隊空調產(chǎn)品子項負責人程序介紹道,“經(jīng)過(guò)2年的研究和實(shí)驗,我們首次將‘多聯(lián)’‘模塊化’等設計理念引入機房空調的系統架構中,通過(guò)攻克了氟泵雙環(huán)路技術(shù)及室外機集成技術(shù)的難點(diǎn),自主研發(fā)成功超高效VRM智能雙循環(huán)多聯(lián)模塊化空調,解決了傳統機房空調系統面臨的室外機平臺不足或安裝條件受限等卡脖子問(wèn)題,在保證空調系統多場(chǎng)景適配性的同時(shí),最大化提高空調系統能效?!痹摦a(chǎn)品在河南聯(lián)通第二長(cháng)途電信樞紐樓項目中實(shí)現了室外機120米超長(cháng)距離安裝,每年節電約143萬(wàn)度,減少二氧化碳排放1400噸,成為通信機房低碳化改造低碳化升級的示范項目?!?br />
聯(lián)通中訊院數據中心創(chuàng )新團隊在自主研發(fā)VRM空調產(chǎn)品部署現場(chǎng)
只有一款產(chǎn)品是否適應全國多個(gè)氣候分區的需要?如何降低南方炎熱地區的空調降耗,如何實(shí)現數據中心空調冷源的集成化、簡(jiǎn)約化和高效化,是暖通行業(yè)多年的技術(shù)難點(diǎn)?;诖?#xff0c;團隊提出蒸發(fā)冷卻技術(shù)與高效集成冷站相結合的創(chuàng )意,通過(guò)多次技術(shù)攻關(guān),突破技術(shù)瓶頸,最終成功研發(fā)高效集成冷站,從而創(chuàng )造了數據中心行業(yè)又一個(gè)新型的制冷設備形式。該產(chǎn)品于2022年進(jìn)行了試點(diǎn)部署,交付工期僅1個(gè)月,助力空調系統全年節能率提高60%。未來(lái)將在數據中心大范圍推廣使用。
高效集成冷站產(chǎn)品于2022年在河南聯(lián)通航空港區綜合生產(chǎn)樓進(jìn)行了試點(diǎn)部署
面向未來(lái):數字孿生和自動(dòng)運營(yíng)
數據中心系統復雜,設備繁多,投資巨大,設計建造和運維難度都比較大,數字孿生技術(shù)的出現為這一復雜工程的優(yōu)化提供了新的方向?!皵底謱\生在整合生產(chǎn)流程,實(shí)現全過(guò)程的數字化,生產(chǎn)可視化,優(yōu)化整個(gè)生產(chǎn)系統方面可以起到積極的作用?!辟R曉介紹道。
面向行業(yè)痛點(diǎn)問(wèn)題,賀曉帶領(lǐng)團隊提出了數據中心設計運行全過(guò)程數字孿生體系架構及五個(gè)關(guān)鍵技術(shù)方向,通過(guò)智能化設計仿真工具、AI健康管理、AI節能調優(yōu)、多場(chǎng)景可視化驗證等關(guān)鍵技術(shù)及數字孿生平臺實(shí)現全生命周期的數據流通、準確映射和模型自主更新。全新的領(lǐng)域面臨著(zhù)更高的難度,“有一次我們在重慶某機房樓作評估分析,遇到很多難題,比如缺乏有效的數據采集手段、機房設備老舊、自動(dòng)化程度低等等,一度讓研發(fā)進(jìn)程陷入停滯?!睌祿行膭?chuàng )新團隊AI節能調優(yōu)子項負責人許俊回憶說(shuō),“最終團隊通過(guò)統一采集機房?jì)雀黜棓祿?、新增測點(diǎn)、對設備進(jìn)行改造等相應措施,克服困難完成了AI調優(yōu)技術(shù)的實(shí)際部署應用,通過(guò)建立機理模型和人工智能算法,對機房制冷系統提供優(yōu)化運行策略,減少設備耗電,初步實(shí)現10%的節能率?!?br />
“從技術(shù)到產(chǎn)品,從硬件到軟件,從設計到運營(yíng),在中國聯(lián)通一體化能力體系的支持下,我們將持續發(fā)力新型數據中心零碳技術(shù)集成及產(chǎn)品研發(fā)和數據中心全過(guò)程數字孿生雙賽道,讓數據中心‘變綠’,助能耗大戶(hù)‘瘦身’?!睌祿行膭?chuàng )新團隊對此信心滿(mǎn)滿(mǎn)。
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