联合研究中心研发成果推广展示
一、社会背景
党的二十大报告提出,要加快构建新发展格局,着力推动高质量发展,加快建设数字中国。同时,报告还提出,中国式现代化的特色之一就是人与自然和谐共生的现代化,要推动绿色发展与区域协调发展。
为了加快数字中国建设,实现区域协调发展与践行“双碳”,2022年2月,“东数西算”工程正式启动。算力被誉为数字经济时代新的生产力,与双碳政策的绿色发展相伴相生。
随着数字化经济加速发展,算力成为社会重要生产力之一,而数据中心成为数字化转型发展的基础设施。《数字中国发展报告(2022年)》显示,我国算力基础设施规模加速提升。截至2022年底,全国数据中心机架总规模已超过650万标准机架,近5年年均增速超过30%,在用数据中心算力总规模位居世界第二。
不过随着数据中心市场扩大,行业能耗也逐步走高。据报道,2022年我国数据中心中耗电量达2700亿度,约占全国总耗电量的3.1%,足以承担上海、深圳两座超大型城市的全年用电需求。根据预测,到2030年数据中心用电量将突破4000亿千瓦时,占全社会用电量的比重将升至3.7%。由此可见,作为高耗能产业之一的数据中心向绿色化、低能耗方向发展是必然趋势,能耗+能效双要求达标显得尤为重要。
为了响应国家政策,减少能源消耗,数据中心的节能减排刻不容缓,这不仅仅需要社会大众的广泛支持,更需要各行各业肩负起绿色可持续的企业社会责任。
二、中心介绍
中移园区建设发展有限公司,作为中国移动通信集团大型基建项目的统一代建单位和集中化园区的专业运营单位,以数智化转型发展为目标,向节能降耗、提质增效迈进,通过新技术应用、数智化提升等各方面融合创新,开展数据中心绿色智慧研发,推进5G融合发展的新型基础设施建设。
为进一步促进产学研融合发展与深度协同创新,中国移动信息港中心与天津大学协同建立“天津大学-中国移动信息港绿色智慧新基建联合研究中心”。绿色智慧新基建联合研究中心聚焦数据中心项目建设、园区运营、基础设施运维等“新基建”重点领域,开展新技术、新手段、新材料、智慧管控和绿色节能等方面的研发工作。
三、合作成果
结合目前存在的老旧数据中心,由于服务器设备布局不合理、机房气流组织紊乱导致机房中出现局部温度过高的现象,这一现象被称为“局部热点”。数据中心局部热点问题会对服务器的运行造成不良影响,过高的进风温度使得服务器的运行环境恶劣,可能导致服务器内部部件过热损毁,降低服务器运行可靠性,造成直接经济损失。
为了解决局部热点,运维人员通常采取降低机房整体温度的措施,但部分设备会出现过度冷却的情况,浪费系统能耗,不符合目前国家政策对于绿色低碳的倡导。目前虽然市面上有相关节能改造措施,但普遍投资较大、施工周期长,对于服务器正常运行有造成不利影响的风险。
针对上述问题,绿色智慧新基建联合研究中心基于联合研发项目研制快速装配分布式智慧应急制冷设备,可有效解决局部热点,带来较好的节能效益,具有一定的先进性和经济性,具体优势如下:
(1)精确制冷。该产品可贴近服务器,以服务器级供冷,精准解决目前机房中存在的局部热点问题,避免局部服务器出现过热情况。
(2)节能降耗。该产品可缓解机房局部过热问题,同时配合机房整体优化改造措施,可提升机房空调送风温度,降低制冷系统能耗。
(3)应急制冷。该产品可在空调故障或断电时,为服务器提供快速应急制冷以保障服务器安全运行,为检修人员争取宝贵时间。
(4)安全可靠。该产品在实验室测试环境与研究院测试机房实际运行环境下均运行稳定,且产品安装和运行过程中不会对服务器及相关设施造成任何负面影响。
(5)安装便捷,可在线安装。产品易于安装,操作简单,该产品布置时无需中断服务器业务的正常运行。
(6)自适应力强,运维成本低。该产品具备自适应功能,可通过环境温度自动调节制冷部件运行功率,实现产品自身的节能运行,无需复杂调控操作,节省日常运维成本。
经测算,按照一个标准机房300㎡计算,安装一定量新型节能制冷设备后,可提升机房整体温度2.4℃,空调系统节能约20%,每年可节约耗电量45万kWh。以电价0.78元/kWh计算,则每个机房每年可节省电费约35万元。
绿色智慧新基建联合研究中心的创新研发人员立足科技创新,攻坚数据中心绿色节能、智慧运营等创新实践,助力公司节能减排与绿色节能,牢牢把握“新基建”发展契机,推动创新成果应用,全力支撑公司降本增效和高质量发展。