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近年來，數(shù)據(jù)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(shù)字經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展起到了至關(guān)重要的作用，但高能耗、高碳排放等問題也日益凸顯。如何讓數(shù)據(jù)中心變得更低碳、更智能，成為亟待解決的問題，而中國聯(lián)通中訊院數(shù)據(jù)中心創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)就將研發(fā)目標(biāo)定位于此。

“創(chuàng)新是核心，數(shù)據(jù)中心創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)致力于通過自主研發(fā)的創(chuàng)新技術(shù)，提升數(shù)據(jù)中心的智能化水平”，中訊院數(shù)據(jù)中心創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人賀曉自豪地說，“我們自主研發(fā)了裝配式數(shù)據(jù)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(diào)（VRM）、數(shù)據(jù)中心機(jī)房設(shè)計運(yùn)行全過程數(shù)字孿生平臺等一系列技術(shù)和產(chǎn)品。在連續(xù)三年公布的國家綠色數(shù)據(jù)中心名單中，中訊院數(shù)據(jù)中心創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)支撐的中原數(shù)據(jù)基地DC3數(shù)據(jù)中心、重慶水土基地2號樓等13座數(shù)據(jù)中心榜上有名。”

探索零碳技術(shù) 追求極致能效

傳統(tǒng)建筑都是現(xiàn)場施工，周期長，而模塊化建筑具有構(gòu)件模塊化、生產(chǎn)流程化和裝配標(biāo)準(zhǔn)化等優(yōu)勢，是名副其實(shí)的低碳建筑。“早在2020年，我們就提出了模塊化裝配式數(shù)據(jù)中心的研究課題，但是在研發(fā)過程中需要一一克服抗震、造價、構(gòu)造等難點(diǎn)。”回憶起研發(fā)過程，團(tuán)隊(duì)成員金鑒深感創(chuàng)新從來都不是容易的事。

經(jīng)過不斷攻關(guān)，團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)了一體化智能建造平臺，實(shí)現(xiàn)了預(yù)制裝配式模塊化數(shù)據(jù)中心的標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、產(chǎn)品化、平臺化、分鐘級設(shè)計及后期施工的集成化管理，以及從項(xiàng)目規(guī)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(shù)據(jù)中心建設(shè)的效率和精度，全方位降低各環(huán)節(jié)的碳排放水平。“這項(xiàng)研究獲得了多項(xiàng)軟著、論文、專利等成果，目前已應(yīng)用于重慶、青海等地的通信機(jī)房及菲律賓國家電網(wǎng)數(shù)據(jù)中心的建設(shè)中。”數(shù)據(jù)中心創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)結(jié)構(gòu)子項(xiàng)負(fù)責(zé)人魏文豪自豪地說。

“數(shù)據(jù)中心單機(jī)柜功率密度不斷提高，傳統(tǒng)的散熱方式已不能滿足需求。液冷技術(shù)是一個方向，但是液冷在傳熱、冷卻效率等方面還有提升空間。針對這個問題我們與西安交通大學(xué)院士團(tuán)隊(duì)開展合作研究。”液冷研究負(fù)責(zé)人王占軍介紹。通過產(chǎn)學(xué)研深度聯(lián)合，團(tuán)隊(duì)提出了冷板式液冷、浸沒式液冷、噴淋式液冷三種不同液冷方式的適用建議，液冷數(shù)據(jù)中心的溫度評價模型和方法，冷卻液的最佳流量和溫度分布等研究成果，并在國家超算中心、人工智能創(chuàng)新中心、智能算力中心等工程中得以應(yīng)用，解決了超高密度機(jī)柜散熱的難題，實(shí)現(xiàn)電能利用效率PUE≤1.1的極致節(jié)能效果。

由技術(shù)到產(chǎn)品 實(shí)現(xiàn)價值變現(xiàn)

“研究成果如果只停留在紙面就不能發(fā)揮它最大的價值，把理論技術(shù)落地轉(zhuǎn)化為真正面向應(yīng)用的產(chǎn)品，是團(tuán)隊(duì)要真正實(shí)現(xiàn)跨越式突破的目標(biāo)。”數(shù)據(jù)中心創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)空調(diào)產(chǎn)品子項(xiàng)負(fù)責(zé)人程序介紹，“經(jīng)過兩年的研究和實(shí)驗(yàn)，我們首次將‘多聯(lián)’‘模塊化’等設(shè)計理念引入機(jī)房空調(diào)的系統(tǒng)架構(gòu)中，攻克氟泵雙環(huán)路技術(shù)及室外機(jī)集成技術(shù)的難點(diǎn)，自主研發(fā)成功超高效智能雙循環(huán)多聯(lián)模塊化空調(diào)，解決了傳統(tǒng)機(jī)房空調(diào)系統(tǒng)面臨的室外機(jī)平臺不足或安裝條件受限等“卡脖子”問題，在保證空調(diào)系統(tǒng)多場景適配性的同時，最大化提高空調(diào)系統(tǒng)能效。”該產(chǎn)品在河南聯(lián)通第二長途通信樞紐樓項(xiàng)目中實(shí)現(xiàn)了室外機(jī)120米超長距離安裝，每年節(jié)電約143萬度，減少二氧化碳排放1400噸，成為通信機(jī)房低碳化改造升級的示范項(xiàng)目。

只有一款產(chǎn)品是否適應(yīng)全國多個氣候分區(qū)的需要？如何降低南方炎熱地區(qū)的空調(diào)能耗，如何實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心空調(diào)冷源的集成化、簡約化和高效化，是暖通行業(yè)多年的技術(shù)難點(diǎn)?；诖?，團(tuán)隊(duì)提出蒸發(fā)冷卻技術(shù)與高效集成冷站相結(jié)合的創(chuàng)意，通過多次技術(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(shù)據(jù)中心行業(yè)又一個新型的制冷設(shè)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個月，助力空調(diào)系統(tǒng)全年節(jié)能率提高60％。未來將在數(shù)據(jù)中心大范圍推廣使用。

面向未來 探索數(shù)字孿生和自動運(yùn)營

數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)復(fù)雜、設(shè)備繁多、投資巨大，設(shè)計建造和運(yùn)維難度都比較大，數(shù)字孿生技術(shù)的出現(xiàn)為這一復(fù)雜工程的優(yōu)化提供了新的方向。“數(shù)字孿生在整合生產(chǎn)流程，實(shí)現(xiàn)全過程的數(shù)字化、生產(chǎn)可視化，優(yōu)化整個生產(chǎn)系統(tǒng)方面可以起到積極的作用。”賀曉介紹。

面向行業(yè)痛點(diǎn)問題，賀曉帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)提出了數(shù)據(jù)中心設(shè)計運(yùn)行全過程數(shù)字孿生體系架構(gòu)及五個關(guān)鍵技術(shù)方向，通過智能化設(shè)計仿真工具、AI健康管理、AI節(jié)能調(diào)優(yōu)、多場景可視化驗(yàn)證等關(guān)鍵技術(shù)及數(shù)字孿生平臺實(shí)現(xiàn)全生命周期的數(shù)據(jù)流通、準(zhǔn)確映射和模型自主更新。全新的領(lǐng)域面臨更高的難度，“有一次我們在重慶某機(jī)房樓作評估分析，遇到很多難題，比如缺乏有效的數(shù)據(jù)采集手段、機(jī)房設(shè)備老舊、自動化程度低等等，一度讓研發(fā)進(jìn)程陷入停滯。”數(shù)據(jù)中心創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)AI節(jié)能調(diào)優(yōu)子項(xiàng)負(fù)責(zé)人許俊回憶說，“最終團(tuán)隊(duì)通過統(tǒng)一采集機(jī)房內(nèi)各項(xiàng)數(shù)據(jù)、新增測點(diǎn)、對設(shè)備進(jìn)行改造等相應(yīng)措施，克服困難完成了AI調(diào)優(yōu)技術(shù)的實(shí)際部署應(yīng)用，通過建立機(jī)理模型和人工智能算法，為機(jī)房制冷系統(tǒng)提供優(yōu)化運(yùn)行策略，減少設(shè)備耗電，初步實(shí)現(xiàn)10％的節(jié)能率。”

“從技術(shù)到產(chǎn)品，從硬件到軟件，從設(shè)計到運(yùn)營，在中國聯(lián)通一體化能力體系的支持下，我們將持續(xù)發(fā)力新型數(shù)據(jù)中心零碳技術(shù)集成及產(chǎn)品研發(fā)和數(shù)據(jù)中心全過程數(shù)字孿生雙賽道，讓數(shù)據(jù)中心‘變綠’，助能耗大戶‘瘦身’。”數(shù)據(jù)中心創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)對此信心滿滿。

原標(biāo)題：讓數(shù)據(jù)中心“變綠” 助能耗大戶“瘦身”