作為數(shù)字經(jīng)濟(jì)的核心生產(chǎn)力,算力是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)。加快算力建設(shè)將有效激發(fā)數(shù)據(jù)要素創(chuàng)新活力,加速數(shù)字產(chǎn)業(yè)化和產(chǎn)業(yè)數(shù)字化進(jìn)程。實(shí)踐過(guò)程中,擴(kuò)大算力設(shè)施規(guī)模、提高算力使用效率之外,綠色發(fā)展也貫徹始終,這就要求其物理載體——數(shù)據(jù)中心必須“低碳”乃至“零碳”。
在相關(guān)政策的引導(dǎo)下,數(shù)據(jù)中心正從不同層面進(jìn)行節(jié)能減碳。其中,制冷方面的優(yōu)化是重點(diǎn),不僅需要新技術(shù)的引進(jìn)、新解決方案的實(shí)踐,更需要符合碳減排與建設(shè)需求的中央空調(diào)配置。
在美的樓宇科技水機(jī)品牌發(fā)布暨戰(zhàn)略新品發(fā)布會(huì)上,美的樓宇科技(以下簡(jiǎn)稱(chēng)美的)發(fā)布了水機(jī)全新品牌“鯤禹”,及多款水機(jī)中央空調(diào)新品。其中,高效與綠色得特性,契合了數(shù)據(jù)中心需求,能有效解決當(dāng)前數(shù)據(jù)中心散熱高、整體布局有限且空調(diào)能耗高的痛點(diǎn),提升制冷效率,促進(jìn)數(shù)據(jù)中心碳排放的降低,推動(dòng)算力綠色化發(fā)展。
高效制冷是數(shù)據(jù)中心節(jié)能減排硬要求
“雙碳”目標(biāo)下,全社會(huì)生產(chǎn)、生活各個(gè)領(lǐng)域都在踐行節(jié)能減碳,相較于大部分產(chǎn)業(yè),數(shù)據(jù)中心在降碳方面的需求更加迫切。一方面,數(shù)據(jù)中心目前耗能已十分巨大,據(jù)統(tǒng)計(jì),我國(guó)數(shù)據(jù)中心年用電量已占全社會(huì)用電的2%左右,帶來(lái)了大量的碳排放;一方面,數(shù)據(jù)中心用電耗能量在快速增長(zhǎng)。在全社會(huì)算力需求持續(xù)提升的背景下,數(shù)據(jù)中心規(guī)模在不算擴(kuò)大,根據(jù)科智咨詢(xún)發(fā)布的《2021-2022年中國(guó)IDC行業(yè)發(fā)展研究報(bào)告》,預(yù)計(jì)到2024年,中國(guó)數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到6122.5億元,2022-2024年復(fù)合增長(zhǎng)率為15.9%。
如果不注重節(jié)能降碳,數(shù)據(jù)中心的用能耗電量將大幅度提高,碳排放量也會(huì)持續(xù)增加,最終影響社會(huì)生產(chǎn)生活的正常運(yùn)行。因此,數(shù)據(jù)中心必須加快節(jié)能減碳,以實(shí)現(xiàn)發(fā)展與降低能耗間的平衡。
在推動(dòng)節(jié)能降碳過(guò)程中,PUE值是受廣泛認(rèn)可的判別標(biāo)準(zhǔn),低PUE值意味著更高的能效,更合理的能源利用,同等算力下更低的碳排放。PUE值也已成為數(shù)據(jù)中心能否建設(shè)、運(yùn)行的標(biāo)準(zhǔn)。多個(gè)數(shù)據(jù)中心相關(guān)政策對(duì)此進(jìn)行了明確的規(guī)定。
如《北京市低效數(shù)據(jù)中心綜合治理工作方案》中,低效數(shù)據(jù)中心的標(biāo)準(zhǔn)之一便是PUE值超過(guò)1.4,將對(duì)此進(jìn)行節(jié)能改造;且將逐步關(guān)閉年均PUE高于2.0或平均單機(jī)架功率低于2.5千瓦或平均上架率低于30%的功能落后的備份存儲(chǔ)類(lèi)數(shù)據(jù)中心;《寧夏回族自治區(qū)數(shù)據(jù)中心建設(shè)指南》中要求,大型、超大型數(shù)據(jù)中心PUE值應(yīng)不高于1.2,中型數(shù)據(jù)中心PUE值應(yīng)不高于1.25,全區(qū)范圍內(nèi)禁止新建和擴(kuò)建PUE值在1.3以上的數(shù)據(jù)中心,存量改造數(shù)據(jù)中心PUE值應(yīng)不高于1.3。
因此,數(shù)據(jù)中心在建設(shè)、過(guò)程中必須重視PUE值,而低PUE值的實(shí)現(xiàn),最重要的部分便是優(yōu)化制冷。從數(shù)據(jù)中心能耗組成來(lái)看,在一個(gè)PUE值為1.5的數(shù)據(jù)中心中,ICT設(shè)備電力消耗約為67%,制冷系統(tǒng)為27%,供配電大約5%。由此可見(jiàn),制冷系統(tǒng)能耗高是造成數(shù)據(jù)中心高PUE值的主要原因。
數(shù)據(jù)中心降低制冷系統(tǒng)的能耗,也就能夠降低PUE,達(dá)到建設(shè)、運(yùn)營(yíng)的標(biāo)準(zhǔn),進(jìn)而實(shí)現(xiàn)整體的高效節(jié)能與減碳。
數(shù)據(jù)中心制冷優(yōu)化需配置更契合的中央空調(diào)
數(shù)據(jù)中心中,影響制冷的因素眾多,自然環(huán)境的差異、制冷方式的不同、相關(guān)技術(shù)的差別均會(huì)導(dǎo)致制冷效果有所差距,需要因地制宜采用更加適宜的解決方案。并且,在采用中央空調(diào)尤其是水機(jī)中央空調(diào)時(shí),數(shù)據(jù)中心也應(yīng)選擇更有助于節(jié)能減碳且更利于建設(shè)的產(chǎn)品。
水機(jī)中央空調(diào)是指將冷媒冷卻或加熱后的循環(huán)水送至風(fēng)機(jī)盤(pán)管等末端,由新風(fēng)或混合風(fēng)在末端將冷源或熱量送入指定區(qū)域?qū)崿F(xiàn)制冷或制熱的中央空調(diào)系統(tǒng),其核心產(chǎn)品為壓縮機(jī)。
空調(diào)要想制冷,需通過(guò)壓縮機(jī)、冷凝器、蒸發(fā)器和節(jié)流閥四大組件實(shí)現(xiàn)冷媒的液態(tài)、氣態(tài)循環(huán)。壓縮機(jī)在冷媒循環(huán)中起壓縮冷媒氣體的作用,因此,被稱(chēng)為制冷系統(tǒng)的心臟,是決定空調(diào)質(zhì)量與制冷能力的關(guān)鍵因素。
目前市場(chǎng)上水機(jī)中央空調(diào)的主流壓縮機(jī)為螺桿式與離心式,在常規(guī)油軸承離心機(jī)領(lǐng)域,行業(yè)的技術(shù)同質(zhì)化較為嚴(yán)重,各主要品牌的技術(shù)方案、供應(yīng)體系和產(chǎn)品質(zhì)量均非常接近,但部分企業(yè)在全面變頻化及磁懸浮技術(shù)的全面無(wú)油化已經(jīng)取得了技術(shù)革新,有效提升了水機(jī)中央空調(diào)的制冷效果、推動(dòng)了節(jié)能減碳、降低了運(yùn)營(yíng)成本,且具備低噪音、高可靠性、小體積等特點(diǎn),能充分滿(mǎn)足數(shù)據(jù)中心對(duì)制冷方面的需求,促進(jìn)數(shù)據(jù)中心制冷高效低碳的發(fā)展,推動(dòng)數(shù)據(jù)中心的節(jié)能降碳。
這兩項(xiàng)技術(shù)也成為離心機(jī)的技術(shù)壁壘,以磁懸浮離心機(jī)為例,其以磁懸浮技術(shù)為基礎(chǔ),具備無(wú)油、無(wú)摩擦、轉(zhuǎn)速高等特點(diǎn),對(duì)壓縮機(jī)材料、氣動(dòng)設(shè)計(jì)、磁懸浮變頻控制等要求極為嚴(yán)苛,研發(fā)所涵蓋的領(lǐng)域也較廣,包括電磁技術(shù)、電控傳感、變頻驅(qū)動(dòng)、仿真算法、氣動(dòng)流體、機(jī)械材料等。因此,想要取得技術(shù)上的突破,不僅要有相應(yīng)的配置與材料支持,還必須投入大量專(zhuān)業(yè)人才,有著極高的創(chuàng)新門(mén)檻。
美的開(kāi)啟國(guó)產(chǎn)水機(jī)中央空調(diào)科技力新紀(jì)元
從我國(guó)水機(jī)中央空調(diào)的發(fā)展來(lái)看,近年來(lái)已經(jīng)取得多項(xiàng)成果,能夠助力數(shù)據(jù)中心更好的節(jié)能減碳。而美的相關(guān)產(chǎn)品,則是國(guó)產(chǎn)水機(jī)中央空調(diào)高科技力的典范;美的研發(fā)與突破過(guò)程,也代表了國(guó)產(chǎn)水機(jī)中央空調(diào)的創(chuàng)新之路。
據(jù)美的樓宇科技水機(jī)產(chǎn)品公司總經(jīng)理李葛豐介紹, 2004 年,美的與重慶通用成立合資公司,依托重慶通用數(shù)十年在大型離心式冷水機(jī)組上的技術(shù)積累,加上美的中央空調(diào)強(qiáng)大的研發(fā)創(chuàng)新平臺(tái),相繼推出了高效雙級(jí)壓縮機(jī)、變頻直驅(qū)壓縮機(jī)和磁懸浮/氣懸浮壓縮機(jī),冷量范圍從50RT覆蓋到3200RT,從此開(kāi)啟了大國(guó)重器發(fā)展的時(shí)代先河。
其中,磁懸浮離心機(jī)組技術(shù)的突破具備里程碑式的意義,為解決“卡脖子”核心技術(shù)問(wèn)題,美的專(zhuān)門(mén)成立了一個(gè)100余名專(zhuān)業(yè)工程師組成的研發(fā)團(tuán)隊(duì),最終憑借更早的布局和自主研發(fā)的優(yōu)勢(shì),歷時(shí)5載,于2019年推出了具有劃時(shí)代意義的“司南”系列磁懸浮變頻離心機(jī)和高效變頻直驅(qū)離心機(jī),從此,我國(guó)具備了自主研發(fā)和生產(chǎn)磁懸浮離心冷水機(jī)組核心部件的技術(shù)和能力,國(guó)產(chǎn)離心機(jī)真正開(kāi)辟了新的紀(jì)元。
美的憑借此實(shí)現(xiàn)了銷(xiāo)量上的彎道超車(chē),2021年,美的當(dāng)年離心機(jī)產(chǎn)銷(xiāo)量突破1000臺(tái),,總冷量超120萬(wàn)冷噸。至此,水機(jī)中央空調(diào)領(lǐng)域的離心機(jī)正式打破市場(chǎng)格局,國(guó)產(chǎn)品牌從此脫穎而出。在今年,新的記錄有望再次誕生,李葛豐表示,預(yù)計(jì)年產(chǎn)銷(xiāo)量將超過(guò)1600臺(tái)。
美的全新一代氣懸浮變頻離心式冷水機(jī)組則是其另一款水機(jī)中央空調(diào)代表產(chǎn)品,是美的全自主研發(fā)擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)及核心技術(shù)的最新一代無(wú)油變頻離心機(jī)產(chǎn)品,該系列具備無(wú)油高效、穩(wěn)定可靠、體積小巧、模塊化組合、寬域運(yùn)行、低噪環(huán)保等多項(xiàng)特點(diǎn)。氣懸浮離心機(jī)組COP高可實(shí)現(xiàn)6.45,較傳統(tǒng)機(jī)組能效提升40%以上,每年預(yù)計(jì)可節(jié)省電費(fèi)5萬(wàn)元;占地面積僅0.78m²,無(wú)需吊裝,可直接進(jìn)出客梯,且是模塊化安裝,可分批投資及擴(kuò)容,能適用于多種安裝環(huán)境。
本次發(fā)布會(huì)上,鯤禹的問(wèn)世,是美的在品牌上的一次恰如其分的升華,是在470多項(xiàng)專(zhuān)利、多個(gè)核心產(chǎn)品、不斷提升的銷(xiāo)量基礎(chǔ)上的全新出發(fā),包含著對(duì)過(guò)去成就的總結(jié),更寓意著對(duì)未來(lái)的新展望,標(biāo)志著美的水機(jī)中央空調(diào)地邁入發(fā)展新紀(jì)元,意味著美的將進(jìn)一步聚集研發(fā)力與創(chuàng)新力,在技術(shù)與產(chǎn)品上形成新的突破,提升國(guó)產(chǎn)水機(jī)中央空調(diào)的科技競(jìng)爭(zhēng)力,將推動(dòng)包括數(shù)據(jù)中心在內(nèi)的多個(gè)行業(yè)的節(jié)能降碳。
李葛豐表示,過(guò)去美的離心機(jī)的蛻變之路,就像鯤鵬之變,今天,美的載譽(yù)前行,以科技之名,遞出新名片鯤禹,并做出了四項(xiàng)承諾:首先,自主研發(fā)核心技術(shù),從引入、到創(chuàng)變,美的加速科技有為;其次,從標(biāo)準(zhǔn)到定制,美的保障專(zhuān)業(yè)有為;第三,從智能、到省心,美的激活高效有為;第四,從低碳,到可持續(xù)發(fā)展,美的智造綠色有為。美的將秉承 Smart in one 理念,將復(fù)雜的技術(shù)原理隱于內(nèi),從而外化出簡(jiǎn)單省心的用戶(hù)體驗(yàn),釋放普世通俗的品牌個(gè)性——科技、專(zhuān)業(yè)、高效、綠色,以此展示中國(guó)聲音,打造中國(guó)科技力量的自主品牌。