京東第一個(gè)自建數(shù)據(jù)中心是位于宿遷的京東云華東數(shù)據(jù)中心，整體由4個(gè)模塊和1棟綜合大樓組成，總占地面積將近6萬(wàn)平方米，總投資30億元，可以提供20萬(wàn)臺(tái)的服務(wù)器安裝和運(yùn)營(yíng)能力，存儲(chǔ)能力不小于32EB，計(jì)算能力不小于128千萬(wàn)億次每秒。
作為京東的標(biāo)桿項(xiàng)目之一，京東集團(tuán)CTO張晨曾多次在業(yè)界大會(huì)上講到：宿遷自建數(shù)據(jù)中心的綠色環(huán)保技術(shù)，貫穿于其整個(gè)生命周期。從最初的概念設(shè)計(jì)到施工建造，一直到投產(chǎn)后的運(yùn)營(yíng)管理，保證數(shù)據(jù)中心年均PUE≤1.3（實(shí)測(cè)），在華東地區(qū)達(dá)到領(lǐng)先水平。
接下來(lái)我們將為大家揭秘京東自建數(shù)據(jù)中心的核心技術(shù)，通過(guò)《基礎(chǔ)設(shè)施篇》和《數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)篇》，揭開(kāi)它創(chuàng)新技術(shù)的神秘面紗。
一、制冷系統(tǒng)的技術(shù)創(chuàng)新
隨著數(shù)據(jù)中心需求和規(guī)模的不斷擴(kuò)大，建設(shè)成本和運(yùn)行成本不可避免的會(huì)成為企業(yè)的考量指標(biāo)。數(shù)據(jù)中心不僅耗電量巨大，耗冷量也不可小覷。據(jù)統(tǒng)計(jì)，數(shù)據(jù)中心空調(diào)系統(tǒng)的能耗一般占總能耗的20%-40%左右，其中制冷壓縮機(jī)的能耗又占到空調(diào)系統(tǒng)總能耗的70%-90%.
降低空調(diào)制冷系統(tǒng)的能耗，英國(guó)服務(wù)器 俄羅斯主機(jī)，將會(huì)是提高數(shù)據(jù)中心能源利用率最直接和有效的措施。因此，利用自然冷源來(lái)解決數(shù)據(jù)中心的散熱問(wèn)題，成為京東自建數(shù)據(jù)中心創(chuàng)新技術(shù)的核心考量之一。
1、Freecooling自然冷卻系統(tǒng)
京東自建數(shù)據(jù)中心選址在江蘇宿遷地區(qū)，香港網(wǎng)存空間 北京主機(jī)，一年中大部分時(shí)間的溫度在-5~35℃之間，水資源豐富，屬于暖溫帶季風(fēng)氣候區(qū)。年均氣溫14.2℃，四季分明，初霜期一般在10月下旬。相對(duì)于嚴(yán)寒地區(qū)，室外設(shè)備被凍結(jié)故障的可能性較小，而利用的室外自然冷源的條件又比較充足。為了充分利用冬季室外天然冷源進(jìn)行自然冷卻，冷凍水系統(tǒng)設(shè)置了水-水不銹鋼板式換熱器，與冷水機(jī)組并聯(lián)。
系統(tǒng)中設(shè)計(jì)冷凍水供水溫度為10℃，實(shí)際運(yùn)行中可以提高水溫，來(lái)提高系統(tǒng)運(yùn)行整體效率并延長(zhǎng)自然冷卻時(shí)間。實(shí)際運(yùn)行中，冷凍水系統(tǒng)在室外日平均溫度持續(xù)5天以上低于10度時(shí)，切換到自然冷卻系統(tǒng)使用，日平均溫度持續(xù)5天以上高于10度時(shí)，開(kāi)始退出。全年基本可以分為免費(fèi)制冷季和常規(guī)制冷季。
京東IDC建設(shè)部技術(shù)專家黃軼彪談到：“我們?cè)趥鹘y(tǒng)的Freecooling技術(shù)基礎(chǔ)上，增加了一套自主設(shè)計(jì)的氣候環(huán)境采集控制系統(tǒng)，我們叫”平滑的連續(xù)調(diào)整“的Freecooling技術(shù)。利用這套技術(shù)，完全實(shí)現(xiàn)了制冷系統(tǒng)根據(jù)室內(nèi)外環(huán)境溫度、濕度、系統(tǒng)負(fù)荷大小、平滑連續(xù)的調(diào)節(jié)各組件運(yùn)行狀態(tài)，始終保持系統(tǒng)在最佳的效率區(qū)間。而且全年可以”免費(fèi)“使用自然冷源的時(shí)間高達(dá)180天以上，直接節(jié)約電費(fèi)數(shù)百萬(wàn)元以上。”
2、制冷系統(tǒng)
制冷系統(tǒng)是數(shù)據(jù)中心的重要組成部分，擔(dān)負(fù)著為數(shù)據(jù)中心提供可靠生產(chǎn)環(huán)境的任務(wù)。京東在宿遷的自建數(shù)據(jù)中心，采用三級(jí)壓縮式冷水機(jī)組，結(jié)合水泵，冷塔變頻控制帶來(lái)很好的節(jié)能效果。空調(diào)制冷系統(tǒng)由冷源系統(tǒng)、管路系統(tǒng)、末端空調(diào)系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)等構(gòu)成，數(shù)據(jù)中心專門設(shè)置有制冷機(jī)房。
制冷設(shè)備采用4臺(tái)水冷離心式冷水機(jī)組，3+1配備。壓縮機(jī)形式為三級(jí)離心式，三級(jí)壓縮具有轉(zhuǎn)速低、運(yùn)行平穩(wěn)、低負(fù)荷工況好的特點(diǎn)，加大了機(jī)組制冷量的調(diào)節(jié)范圍，同時(shí)，在三級(jí)壓縮的過(guò)程中設(shè)置兩級(jí)節(jié)能器，與不帶經(jīng)濟(jì)器的冷水機(jī)組相比，相同制冷工況下節(jié)電量達(dá)到8-10%.
冷凍水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)供回水溫度為10~16℃，主要設(shè)備采用N+1冗余配備，保證系統(tǒng)不會(huì)由于某一設(shè)備故障而受到影響。整個(gè)水系統(tǒng)管路采用環(huán)狀管路，設(shè)備之間設(shè)置雙閥門，保障系統(tǒng)可用性。并配備有在線式蓄冷罐，可以無(wú)間斷的為系統(tǒng)提供15mins備用冷源。空調(diào)制冷系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)滿足并高于UptimeTierⅢ級(jí)別的要求。
3、空調(diào)末端系統(tǒng)
在京東宿遷自建數(shù)據(jù)中心的一期模塊中，主機(jī)房?jī)?nèi)架空地板高度為1.2米。這種較高的架空層有利于空氣靜壓的形成，使通風(fēng)地板的出口風(fēng)速平穩(wěn)。同時(shí)也為地下保溫層和管線的維護(hù)提供了較大的空間。對(duì)于不同負(fù)荷的機(jī)柜，可調(diào)整通風(fēng)地板的開(kāi)孔面積分配冷量。機(jī)柜采用冷通道封閉的形式，使得空調(diào)送風(fēng)冷卻效率更高。
每個(gè)機(jī)房模塊配有獨(dú)立的直膨式新風(fēng)機(jī)組，室外新風(fēng)經(jīng)初效和中效過(guò)濾，并經(jīng)冷卻處理后送入房間，保證機(jī)房正壓需求。主機(jī)房、變配電室、電池室、UPS配電室等均采用水冷式精密空調(diào)，采用N+1配置方式。精密空調(diào)全部采用“UPS+市電”雙路供電，UPS電源為主用；同時(shí)為避免大量空調(diào)同時(shí)啟動(dòng)對(duì)電網(wǎng)造成沖擊，空調(diào)采取了延時(shí)策略。
京東IDC建設(shè)團(tuán)隊(duì)對(duì)所選用的精密空調(diào)，采用了具備節(jié)能設(shè)計(jì)的產(chǎn)品，包括：
·空調(diào)EC風(fēng)機(jī)葉輪采用航空級(jí)新型工程復(fù)合材料，質(zhì)量更輕，強(qiáng)度更高，也更加節(jié)能；
·通過(guò)控制器根據(jù)實(shí)際冷負(fù)荷按比例設(shè)定送風(fēng)量，滿足外部變化的冷負(fù)荷，降低風(fēng)機(jī)消耗功率，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)節(jié)能；
·優(yōu)化氣流通道，擴(kuò)大回風(fēng)過(guò)濾器面積，減小內(nèi)部壓強(qiáng)，降低風(fēng)機(jī)的功耗；
·機(jī)組超大面積換熱器，將風(fēng)機(jī)模塊安裝在架空地板下，更好的利用機(jī)組的內(nèi)部空間；
·精密空調(diào)內(nèi)置電極式加濕器，具有水處理系統(tǒng)，自動(dòng)檢測(cè)加濕罐中的雜質(zhì)含量并清除，減少了氧化結(jié)垢現(xiàn)象。
二、高可靠性的技術(shù)保障
