綠色是高質量發展底色。
7月14日,工信部印發《新型數據中心發展三年行動計劃(2021~2023年)》,力圖構建以新型數據中心為核心的智能算力生態體系。
7月15日,中國移動集團公司聯合產業鏈合作伙伴代表在京舉行“C三能——中國移動碳達峰碳中和行動計劃”發布會。
這都對數據中心綠色低碳發展提出更高要求。
為加快綠色數據中心建設,中國移動天津公司(以下簡稱“天津移動”)著力提升中國移動京津冀(天津)西青數據中心節能降耗能力,多舉措降低供電損耗、提升設備效能,數據中心平均PUE(數據中心總能耗與IT設備能耗的比值)可達1.37,相較于傳統數據中心年節約電量約6000萬千瓦時,同時依托管理平臺實現智能化運維,為實現碳達峰、碳中和目標貢獻力量。
規劃“早”:綠色節能成為數據中心發展底色
移動互聯網時代,數據是最重要的資源之一,而數據中心作為承載數據的新型基礎設施,重要程度不言而喻。但隨著互聯網產業的蓬勃發展,大型數據中心的耗能和碳排放也日益增加。打造綠色數據中心,降低數據中心碳排放勢在必行。
天津移動在數據中心規劃設計之初,就把綠色節能作為重要考慮因素,從建筑格局、外形結構、體形系數等方面著手,大力推廣標準化綠色節能設計,采用高壓冷水機組、高壓油機和變壓器深入負荷中心等規劃設計方案,將數據中心供電損耗因子從8%降至6%左右。以高電壓產品為例,站群服務器,在相同的輸電功率下,其線路上電流更小、損耗也更小。另外,變壓器越靠近負荷中心,所需傳輸線路就越短,可以進一步減少線路損耗。
數據中心從建筑設計、圍護結構、機電設備選型等方面力求滿足星級綠色建筑要求。結合場地地形特征,將建筑南北向布置,有利于夏季減少太陽輻射、冬季增加太陽輻射,有利于夏季自然通風,使主要房間避開冬季主導風向,云主機,減少門窗空氣滲透的能耗。同時選取適宜的墻體構造與屋面構造,適當的色彩設計,以及合理的體形設計方案,結合遮陽等建筑構件與新材料等,為建筑節能創造必要條件。綠化物種選擇適宜當地氣候和土壤條件的鄉土植物,采用包含喬、灌木的復層綠化。建筑場地園林鋪地透水地磚或鏤空鋪地(如植草磚)使用率不少于70%,停車場不少于50%。供水系統充分利用城市自來水壓力,采用疊壓變頻調速供水設備,潔具采用限制水流的產品,綠化灌溉、景觀用水、澆灑道路用水、洗車用水等優先考慮采用雨水、再生水。
數據中心設備功能強大,但會產生大量熱量,而服務器、處理器必須在一定溫度以下才能保持最佳性能,空調制冷系統就成為耗電“大戶”。為降低空調制冷系統的能耗,天津移動打造新型空調制冷系統結構,通過“板式換熱器+冷卻塔”充分利用自然冷源,在氣溫低的冬季使用板式換熱器,用冷空氣對水進行換熱,進而減少冷水機組機械制冷的運行時間;采用可靠近設備的新型空調末端,直接就近對設備進行冷卻,進一步降低制冷傳輸造成的能耗。一系列舉措成功將空調制冷系統的能效比由3提升到6~7。
同時,數據中心水冷系統運行中產生和積累大量熱源,利用水源熱泵實現機房余熱回收向數據中心整個園區生活供暖6個月,減少開啟風冷模塊制熱供暖和水冷系統電能消耗。
運維“智”:能效管控“心里有數”
在中國移動京津冀(天津)西青數據中心,為推進數據中心綠色運維降本增效,天津移動搭建了數據中心能耗管理平臺,通過分析主設備、供電、空調的整體能耗,實時監控運行數據,持續系統調優并給出維護策略,實現智能供電、智能散熱,確保數據中心低能耗、高性能運行。
同時,數據中心機房內部合理規劃冷熱通道方案,采用業界主流的節能封閉冷通道系統,選用的服務器機柜及封閉冷通道均為行業領先品牌,完全達成了冷熱通道有效隔離的節能目標。機房內使用的行級空調,實現了全精確送風,同時高回風溫度更進一步提升了空調效率,全部采用高效節能的EC風機,能效比高達70。機房配置濕膜恒濕機,加濕量可無級調節,較傳統的電極加濕器,可節省80%以上加濕用電,節能效果顯著。以1000個5KW機柜滿載為例,采用封閉冷通道+列間空調模式,預估每年節約用電約570萬kW·h。
數據中心對自然冷源運行狀態下BA群控系統冷塔散熱風扇啟動運行邏輯進行優化,改變了自然冷源狀態至少啟動一臺風扇的邏輯,既減少冷塔長啟造成的電能消耗,又避免了低溫對冷凍水和機房溫度的影響。