高效节能新技术在超大型云计算数据中心的研究及其应用

郑 锋, 连 怿, 韩 颖, 朱 健, 盛伟伟

(1.上海信业智能科技股份有限公司, 上海 201203;2.上海信得天达云计算科技有限公司, 上海 201800)

0 引 言

我国力争2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和。数据中心能源消耗量巨大且能源利用效率低,节能降耗成为数据中心产业发展中的热点问题。上海市政府提出IDC建设指导意见,新建IDC限制PUE<1.3。本文主要介绍末端空调形式的节能技术、主机侧冷机节能技术、自然冷却节能技术、集成冷冻站节能技术、AI群控系统节能技术在上海市嘉定区外冈物联网数据智能产业园建造的超大型云计算数据中心的应用[1-3]。

1 项目概况

上海市嘉定区外冈镇外冈物联网数据智能产业园内由1#机房、2#机房及过街楼组成,两栋机房楼皆为地上3层(局部4层),无地下室,总建筑面积47 589.8 m2。两栋机房楼层高相同,1F高10 m,2F高7 m,3F高6 m,总建筑高度23.950 m(室外地坪至女儿墙高度)。

项目园区2栋机房楼可提供装机容量6 kW机架6 000个,将对嘉定区云计算、边缘计算、物联网产业、车联网产业、移动端视频服务业务、数字经济、通信行业的可持续发展及满足社会各类对数据通信的需求有着积极和重要的意义。

上海嘉定外冈物联网数据智能产业园效果如图1所示。

图1 上海嘉定外冈物联网数据智能产业园效果

嘉定区地处北亚热带北缘,为东南季风盛行地区,四季分明,气候温和,雨量充沛,光温适中,日照充足。年均温15.7 ℃,1月均温2.5 ℃,7月均温28 ℃;年均降雨量1 077.6 mm,雨日130.2 d;年均日照2 114.8 h,年均太阳辐射总量

114.5 千卡/cm2;年均无霜日数223 d。

2 末端空调节能技术

机房空调的任务是在一定的传热驱动温差下,将IT设备散热量从室内送到室外。早期机房中的IT设备散热量不高,采用冷机供冷即可满足散热要求,随着近年来高热密度数据中心的出现和冷机能耗的增加,利用自然冷源为机房供冷的自然冷却技术开始出现并逐渐发展成熟,因此,逐渐发展出了两种不同的机房冷却方式:机械制冷和自然冷却。……