工信部发布数据中心节能绿色水平技术产品借鉴

文 本刊记者 陈向国

随着新一代信息技术的快速发展，数据中心、5G基站等重要基础设施规模呈现了高速增长态势，随之而来的是能源、资源的大量消耗。切实提高数据中心能源资源利用效率，建设绿色数据中心，已成为新一代信息基础设施建设的重要任务。为加快先进适用技术产品推广应用，推动数据中心节能与绿色发展水平持续提升，2019年，工信部编制发布了《绿色数据中心先进适用技术产品目录》。近期，工信部节能与综合利用司对其中部分典型技术产品应用情况进行了梳理、发布，以供参考借鉴。

一、高效系统集成技术产品

微模块数据中心技术在模块内集成了机架系统、供配电系统、监控管理系统、制冷系统、综合布线系统、防雷接地系统和消防系统等核心部件。采用近端制冷，冷热通道隔离，可配合空调末端群控，支持高频模块化UPS配置和智能休眠。产品具有界面清晰、建设简单等特点，可通过工厂预制保证现场交付质量与进度，也可按需进行分期部署。适用于数据中心的新建和改造。与传统数据中心相比，可节电约15%，PUE可达到1.5以下。某单位采用智能微模块数据中心技术，采用行级近端制冷技术提高机柜功率密度，该项目总投资额约1000万元，可实现PUE约1.5。

微型液冷边缘计算数据中心由微型液冷机柜、热交换器、二次冷却设备、电子信息设备、硬件资源管理平台等组成。IT设备完全浸没在注满冷却液的液冷机柜中，通过冷却液直接散热，冷却液通过小功率变频循环泵驱动，循环到板式换热器与制冷系统进行冷量交换。系统年均PUE最低可至1.1；单机柜IT可用空间13～42U，可用IT功率密度5～50kW；机柜运行噪音在42dB（A）以内。适用于数据中心的新建和改造。某媒体中心选用直膨式制冷方案，年均PUE为1.4；全年节电量8.76万kWh；投资回收期4.2年，后期选用冷却塔自然冷方案，投资回收期可降为2年左右。

二、高效制冷和冷却技术产品

风冷空调室外机潜热过渡冷却节能技术通过在风冷空调(或热管)的室外冷凝器进风口增加一个湿膜过滤装置，空气经过湿膜时，湿膜中的水蒸发产生相变，吸收空气中的潜热，从而降低冷凝器的进风温度。适用于数据中心的新建和改造，一般要求室外干球温度大于等于10℃，且干湿球温差大于等于2℃以上。室外机冷凝器的冷凝温度每降低1℃相应主机电流会降低2%，产冷量提高1%，综合计算可节能3%。某数据中心节能改造工程项目规模为55台机房精密空调室外机节能改造，实施周期为1个月，静态回收期为1.97年。

氟化冷却液可广泛实现物质兼容，具有良好的介电常数和强度，可实现电性能绝缘性，具有完备的毒性数据、完善的职业接触指导，可用于浸没液冷系统对IT设备进行冷却。适用于数据中心的新建和改造，产品沸点可选范围50～174℃，不含nPB、HAP、三氯乙烯、全氯乙烯等受限物质以及26种电子设备常见的有害物质，臭氧消耗潜能值为零。某单相浸没液冷数据中心服务器总功率约为2000kW，采用浸没冷却方案，PUE约为1.07，每年可以节约电费数百万元。

三、高效IT技术产品

长效大容量光盘库存储技术由光盘库存储设备、光盘库管理服务器和软件配合实现。该技术充分利用蓝光光盘可靠长效存储的特点，构造高密度光盘库库体，能够在单体内容纳和存取万张光盘，并通过机电一体化调度技术对光盘进行科学智能化管理，实现海量信息数据的长期安全存储、快速调阅查询和专业归档管理以及智能化离线管理，具有防黑客、抗电磁干扰、节能环保、无辐射等功能。适用于数据中心的新建和改造，存储设备可节电约80%。某公司数据中心共部署80套光盘库存储设备用于电子影像数据长效存储，可提高工作效率45倍，实现节电率约80%，年节电量约100万kWh。

整机柜服务器技术以机柜为单位采用模块化设计，集中电源进行供电，集中风扇墙进行散热，集中管理模块进行智能管理。模块化设计更有利于大规模数据中心交付和运维，所有服务器节点、电源、风扇和管理模块等都可以单独进行维护，无需停机。适用于新建数据中心，散热效能提升70%，整体系统能效可提高10%～20%。某公司数据中心采用1200台整机柜服务器，可容纳约40000台服务器。该项目总投资额约12亿元，可实现年节电量约4663万kWh。

四、高效供配电技术产品和高效辅助技术产品

SGB13型敞开式立体卷铁芯干式变压器的铁芯由三个完全相同的矩形单框拼合而成，拼合后的铁芯的三个心柱呈等边三角形立体排列。磁力线与铁芯材料易磁化方向完全一致，三相磁路无接缝。适用于数据中心的新建和改造，容量为2500kVA，空载损耗为2.438kW，空载电流为0.13%，负载损耗在t等于75℃（运行温度）时为13.270kW；在t等于145℃时为16.297kW。某数据中心配电项目应用2台敞开式立体卷铁芯干式变压器，年节约用电82726.02kWh，节省电费60390元，减少CO2排放量73.16吨。

模块化不间断电源（UPS）的各个功能单元采用模块化设计，整机具有数字化、智能化等特点，可实现网络化管理；所有功能单元，如功率单元、监控单元、旁路单元均支持在线更换，最大限度保障业务的连续性和可用度。适用于数据中心的新建和改造，整机系统效率可达95%以上。某数据中心项目采用高效模块化UPS，负载890kW，效率达到96%。项目总投资额约1500万元，相比传统工频UPS可实现节电率约5%，年节电量约39万kWh。

五、绿色运维管理技术产品

数据中心能耗监测及运维管理系统通过对数据中心基础设施动力环境及IT基础架构的全面监控及分析，制定出最优策略对各系统进行实时控制，实现数据中心能效最优。适用于数据中心的新建和改造，与常规数据中心相比，节电可达30%以上。某单位机房采用能耗监测及智能节能控制技术将能效管理精细化到每一台设备。该项目总投资额约150万元，可实现节电率约29.1%，年节电量约101万kWh。某数据中心总装机量1540柜，单柜密度每柜8kW，IT负载率40.9%，2N供电系统，N+1冷冻水系统。全年PUE降低0.116。某数据中心建筑面积为18921m2，共计3196个机柜，平均每年节约电量51.9万kWh，平均每年节水2600余吨，投资回收期约3年。

数据中心后备储能管理系统由单体电池采集模块、电池监控主机、电池集中监控软件组成。单体电池采集模块通过有线的方式与电池监控主机进行信息交互，通过电池集中监控软件对所有蓄电池进行统一监控管理。适用于数据中心的新建和改造，内阻检测方式为交流信号注入法，电压检测范围在0～16V（DC），精度为±0.02V，温度检测范围在-10～55℃，精度为±1℃，有线通讯接口为RS-485，被动均衡单节电池容量为±10%。某数据中心投入运行时间2016年8月，采用产品134套，投资约450万元。系统对应UPS额定负载11880kW，优化UPS系统的能源使用效率约1%。运营期累计节省用电104.52万kWh；节省电费94.068万元，投资成本回收期约5年。

根据工信部消息，工信部已经启动了2020年国家工业和通信业节能技术装备产品推荐和目录制定工作，主要包括国家工业节能技术装备推荐、“能效之星”产品评价和绿色数据中心先进适用技术产品征集更新等三方面内容，如需了解更多细节，可自行登陆工信部网站搜索查阅。

根据工信部消息，工信部已经启动了2020年国家工业和通信业节能技术装备产品推荐和目录制定工作，主要包括国家工业节能技术装备推荐、“能效之星”产品评价和绿色数据中心先进适用技术产品征集更新等三方面内容，如需了解更多细节，可自行登陆工信部网站搜索查阅。