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數(shù)據(jù)中心電能消耗主要由信息設備、制冷系統(tǒng)、供配電系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)等幾部分產生。液冷、自然冷源等制冷節(jié)能技術，分布式供電、模塊化機房及虛擬化、云化IT資源、高溫型IT設備等高效系統(tǒng)和設備，高壓直流供電、集成式電力模塊等技術，智能化能源管控系統(tǒng)等是數(shù)據(jù)中心節(jié)能技術發(fā)展方向。
高效冷卻技術產品
(一)數(shù)據(jù)中心相變浸沒及冷板液冷技術，冷板液冷技術中冷媒不與電子器件直接接觸，通過高熱傳導性冷板將被冷卻對象熱量傳遞到冷媒中完成冷卻循環(huán)，相變浸沒液冷技術中冷媒與電子器件直接接觸，冷媒吸熱并沸騰后完成冷卻循環(huán)。該技術適用于數(shù)據(jù)中心冷卻系統(tǒng)新建及改造。技術提供單位為曙光數(shù)據(jù)基礎設施創(chuàng)新技術(北京)股份有限公司。在山東省某液冷機房建設工程項目中，建設液冷機房，經測算電能利用比值為1.07，節(jié)能量為1712萬千瓦時/年。
(二)液冷溫控系統(tǒng)，將服務器內部高發(fā)熱部件與低發(fā)熱部件的散熱通道區(qū)分，針對高發(fā)熱部件采用液體冷卻，以冷卻水為冷源與進出服務器冷卻液直接換熱，針對低發(fā)熱部件采用空氣冷卻，實現(xiàn)雙通道精準冷卻。該技術適用于數(shù)據(jù)中心冷卻系統(tǒng)新建及改造。技術提供單位為廣東申菱環(huán)境系統(tǒng)股份有限公司。在某運營商某基地液冷試驗局項目中，部署2套45千瓦液冷溫控系統(tǒng)，電能利用比值為1.13，節(jié)能量為22萬千瓦時/年。
(三)浸沒式液冷用零臭氧消耗潛能值(ODP)、低全球變暖潛能值(GWP)氟化冷卻液，將服務器或芯片等發(fā)熱器件設備全部或部分浸沒在單相或相變氟化冷卻液中，依靠冷卻液顯熱變化或潛熱變化傳遞熱量，替代傳統(tǒng)風冷散熱技術，解決發(fā)熱器件散熱問題。該技術適用于數(shù)據(jù)中心冷卻系統(tǒng)新建及改造。技術提供單位為浙江諾亞氟化工有限公司。在某供電公司液冷機房項目中，將原有冷卻方式由傳統(tǒng)風冷升級改造為采用浸沒液冷技術設備，電能利用比值為1.10，節(jié)能量為5萬千瓦時/年。
(四)單相全浸沒式液冷技術，采用冷卻液直接接觸換熱器進行冷卻的方式，省掉了水冷和風冷系統(tǒng)中兩次空氣與水交換的過程，同時省掉壓縮機等制冷系統(tǒng)核心部件，換熱效率高。該技術適用于數(shù)據(jù)中心冷卻系統(tǒng)新建及改造。技術提供單位為阿里云計算有限公司。在河北省某云數(shù)據(jù)中心項目中，部署約2200臺應用液冷技術的服務器，電能利用比值約1.10，節(jié)能量為630萬千瓦時/年。
(五)數(shù)據(jù)中心芯片級熱管液冷技術，通過小型化相變熱管直接與服務器中央處理器接觸散熱，再耦合液冷形式將其排出機房，僅靠噴淋自然冷卻就能將回水溫度降溫到供水溫度，可全年壓縮機停用，實現(xiàn)節(jié)能。該技術適用于數(shù)據(jù)中心冷卻系統(tǒng)新建及改造。技術提供單位為中國航天空氣動力技術研究院。在某運營商某云計算中心改造項目中，部署熱管散熱系統(tǒng)代替原有的水冷系統(tǒng)，電能利用比值達到1.05，節(jié)能量為5萬千瓦時/年。
(六)數(shù)據(jù)中心間接蒸發(fā)冷卻冷水技術，通過間接蒸發(fā)冷卻和直接蒸發(fā)冷卻兩個功能段，以水作為冷卻介質，通過間接蒸發(fā)冷卻器和直接蒸發(fā)冷卻器的兩次換熱，充分利用外界環(huán)境溫度自然冷卻，為數(shù)據(jù)中心冷卻系統(tǒng)提供冷水。該技術適用于數(shù)據(jù)中心冷卻系統(tǒng)新建及改造。技術提供單位為新疆華奕新能源科技有限公司。在北京市某數(shù)據(jù)中心項目中，應用間接蒸發(fā)冷卻冷水系統(tǒng)替代原有冷卻塔運行，電能利用比值由1.45降低至1.29，節(jié)能量453萬千瓦時/年。
(七)板管蒸發(fā)冷卻技術，采用自主研發(fā)的板管蒸發(fā)式冷凝器取代傳統(tǒng)的盤管型蒸發(fā)式冷凝器，改善流體流動狀態(tài)，將冷凝器和冷卻塔合二為一，充分利用水的蒸發(fā)潛熱冷卻工藝流體。該技術適用于數(shù)據(jù)中心冷卻系統(tǒng)新建及改造。技術提供單位為廣州市華德工業(yè)有限公司。在某科技園機房樓建設項目中，采用板管蒸發(fā)冷卻式自然冷源數(shù)據(jù)中心節(jié)能技術進行建設，服務于362個冷通道封閉形式的機架，年制冷節(jié)能率約為30%，節(jié)能量為15萬千瓦時/年。
(八)間接蒸發(fā)冷卻制冷機組，不需配置冷凍水系統(tǒng)，針對冬季環(huán)境溫度0℃以下地區(qū)設計空氣——空氣換熱技術，冬季運行不需冷卻水，解決冬季防凍問題，充分發(fā)揮自然冷潛力，降低數(shù)據(jù)中心能耗。該技術適用于數(shù)據(jù)中心冷卻系統(tǒng)新建及改造。技術提供單位為廣州市華德工業(yè)有限公司。在某數(shù)據(jù)產業(yè)園建設項目中，部署間接蒸發(fā)制冷機組2臺，總制冷量440千瓦，整體電能利用比值約1.19，節(jié)能量16萬千瓦時/年。
(九)間接蒸發(fā)冷卻機組，通過蒸發(fā)冷技術、間接換熱技術、全變頻技術、智能控制模式切換技術，利用蒸發(fā)冷卻降低溫度的原理，提高自然冷卻利用時間，提高機房電能使用效率。該技術適用于數(shù)據(jù)中心冷卻系統(tǒng)新建及改造。技術提供單位為廣東申菱環(huán)境系統(tǒng)股份有限公司。在寧夏某數(shù)據(jù)中心項目中，部署間接蒸發(fā)冷卻機組7臺，節(jié)能量為1787萬千瓦時/年。
(十)間接蒸發(fā)冷卻技術，在空——空間接式換熱技術基礎上集成蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)，根據(jù)外界工況以及機房實際負載自動調節(jié)運行狀態(tài)，在室外濕球溫度≤19℃時無需啟動壓縮機，利用自然冷源來給機房降溫。該技術適用于數(shù)據(jù)中心整體或冷卻系統(tǒng)新建及改造。技術提供單位為華為技術有限公司。在某大數(shù)據(jù)中心項目中，采用間接蒸發(fā)冷卻溫控方案、1.2兆伏安供配電融合解決方案以及新一代智能云監(jiān)控管理系統(tǒng)，電能利用比值為1.25，節(jié)能量為210萬千瓦時/年。
(十一)全變頻氟泵精密空調，采用壓縮機及制冷劑泵串聯(lián)結構，可根據(jù)使用環(huán)境及安裝方式，通過人工智能算法自動計算負載大小，自動切換4種模式并控制空調系統(tǒng)投入運行數(shù)量，使空調始終運行在最佳能效點。該技術適用于數(shù)據(jù)中心冷卻系統(tǒng)或整體新建及改造。技術提供單位為深圳科士達科技股份有限公司。在某電力項目中，安裝全變頻智慧氟泵空調100千瓦7套，80千瓦3套，50千瓦2套，全年能效比約12.83，節(jié)能量為92萬千瓦時/年。
(十二)氟泵多聯(lián)式自然冷卻系統(tǒng)，采用一次循環(huán)，室內末端與散熱冷源直接連接，無中間換熱環(huán)節(jié)，降低室外溫度要求，實現(xiàn)超長自然冷卻時間，采用氟泵及小壓比氣泵，利用逆卡諾循環(huán)，建立全冷媒過程，實現(xiàn)熱管高效換熱。該技術適用于數(shù)據(jù)中心冷卻系統(tǒng)新建及改造。技術提供單位為廣東申菱環(huán)境系統(tǒng)股份有限公司。在廣東省某大數(shù)據(jù)中心項目中，部署81臺自然冷卻雙循環(huán)精密空調、電力電池間用房間級空調以及核心機房用行級空調，冷卻負載因子(CLF)為0.15，節(jié)能量為1138萬千瓦時/年。
(十三)變頻離心式冷水機組，利用三元流葉輪、補氣增焓技術和節(jié)能器，根據(jù)數(shù)據(jù)中心的高溫工況進行優(yōu)化設計，結合數(shù)字變頻技術，依據(jù)數(shù)據(jù)中心工況自動控制壓縮機轉速，使壓縮機能效顯著提高。該技術適用于數(shù)據(jù)中心冷卻系統(tǒng)或整體新建及改造。技術提供單位為頓漢布什(中國)工業(yè)有限公司。在浙江省某云計算數(shù)據(jù)中心項目中，部署變頻離心式冷水機組設備5臺，相比普通離心機組節(jié)能量為420萬千瓦時/年。
(十四)空調背板墻，安裝在機柜背后，背板內部的環(huán)保工質將設備散發(fā)的熱量吸收后發(fā)生相變，在熱力作用下向上沿管道流入熱管冷凝器散熱后冷卻成液態(tài)，再通過重力作用回流至背板換熱器，完成換熱循環(huán)。該技術適用于數(shù)據(jù)中心冷卻系統(tǒng)或整體新建及改造。技術提供單位為北京國電恒嘉科技產業(yè)集團有限公司。在廣東省某數(shù)據(jù)中心機房改造項目中，為機柜部署空調背板墻系統(tǒng)以及智能控制系統(tǒng)，改造后電能利用比值為1.3，節(jié)能量為260萬千瓦時/年。
(十五)雙系統(tǒng)互備熱管背板空調末端技術，采用“自然冷源”或“自然冷源+強制制冷”方式，通過小溫差驅動熱管系統(tǒng)內部循環(huán)工質形成自適應動態(tài)相變循環(huán)，實現(xiàn)室內外無動力、自適應冷量傳輸。該技術適用于數(shù)據(jù)中心冷卻系統(tǒng)新建及改造。技術提供單位為四川斯普信信息技術有限公司。在某數(shù)據(jù)中心熱管背板示范機房項目中，運用自然風冷水冷型熱管背板末端空調14臺，電能利用比值為1.32，節(jié)能量為39萬千瓦時/年。
(十六)整體優(yōu)化流場的通風冷卻系統(tǒng)，通過應用葉輪流場優(yōu)化、電機效率提升、智能調整轉速等技術，實現(xiàn)整體優(yōu)化流場，同時電機速度可控。該技術適用于數(shù)據(jù)中心冷卻系統(tǒng)新建及改造。技術提供單位為威?？巳R特菲爾風機股份有限公司。在北京市某數(shù)據(jù)中心項目中，利用高效冷卻通風機替代原有傳統(tǒng)通風機，比原有通風機節(jié)能30%，節(jié)能量為14萬千瓦時/年。
(十七)直接蒸發(fā)式預冷卻加(除)濕技術，將環(huán)境干熱空氣經過富含水分子的濕膜，通過等焓、加濕、降溫過程，實現(xiàn)環(huán)境空氣全熱交換，根據(jù)用途可分為室內型濕膜加(除)濕機和室外型風冷空調室外機濕膜潛熱冷卻節(jié)能裝置。該技術適用于數(shù)據(jù)中心冷卻系統(tǒng)新建及改造。技術提供單位為四川斯普信信息技術有限公司。在浙江省某公司機房改造項目中，采用66臺濕膜加(除)濕機來控制機房內的環(huán)境濕度，節(jié)能量為259萬千瓦時/年。
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原標題：《國家信息化領域節(jié)能技術應用指南與案例(2022年版)》之一：數(shù)據(jù)中心節(jié)能提效技術(高效冷卻技術產品)
