讓數據中心“變綠”，助能耗大戶“瘦身”

　　近年來，數據中心作為“新基建”的重要組成部分，對工業互聯網和數字經濟高質量發展起到了至關重要的作用，但數據中心的高能耗、高碳排放等問題也日益凸顯。據統計，2022年全國數據中心耗電量約2700億千瓦時，超過2座三峽電站年發電量。如何讓數據中心更低碳、更智能，成為亟待解決的難題，而中國聯通中訊院數據中心創新團隊，就將研發目標定位于此。

　　“創新精神是中訊院數據中心創新團隊的核心，數據中心創新團隊致力于通過自主研發的創新技術，提升數據中心的智能化水平。”中訊院數據中心創新團隊負責人賀曉自豪地說道，“我們自主研發了裝配式數據中心一體化智能建造平臺、超高效智能雙循環多聯模塊化空調（VRM）、數據中心機房設計運行全過程數字孿生平臺等一系列技術和產品。2020、2021、2022連續三年度公布的國家綠色數據中心名單中，中訊院數據中心創新團隊支撐的中原數據基地DC3數據中心、重慶水土基地2號樓等13座數據中心名列榜上。”

中國聯通中訊院數據中心創新團隊

　　探索零碳技術，追求極致能效

　　傳統建筑都是現場施工，周期長，而模塊化建筑具有構件模塊化、生產流程化和裝配標準化等優勢，是名副其實的低碳建筑。“早在2020年，我們就提出了模塊化裝配式數據中心的研究課題，但是在研發過程中需要一一克服抗震、造價、構造等難點。”回憶起研發過程，團隊成員金鑒深感創新從來都不是容易的事。

　　經過不斷攻關，團隊自主研發了一體化智能建造平臺，實現了預制裝配式模塊化數據中心的標準化、模塊化、產品化、平臺化、分鐘級設計及后期施工的集成化管理，以及從項目規劃到施工交付的全流程高效控制、全生命周期的一體化管理，大大提高了數據中心建設的效率和精度，全方位降低各環節的碳排放水平。“這項研究獲得了多項軟著、論文、專利等成果，目前已應用于重慶、青海等地的通信機房及菲律賓國家電網數據中心的建設中。”數據中心創新團隊結構子項負責人魏文豪自豪地說道。

數據中心創新團隊研發的裝配式數據中心技術已應用于菲律賓國家電網數據中心

　　“數據中心單機柜功率密度不斷提高，傳統的散熱方式已不能滿足需求。液冷技術是一個方向，但是液冷在傳熱、冷卻效率等方面還有提高空間。針對這個問題我們與西安交通大學院士團隊開展合作研究。”液冷研究負責人王占軍介紹說。通過產學研深度聯合，團隊提出了冷板式液冷、浸沒式液冷、噴淋式液冷三種不同液冷方式的適用建議、液冷數據中心的溫度評價模型和方法、冷卻液的最佳流量和溫度分布等研究成果，并在國家級超算中心、人工智能創新中心、智能算力中心等工程中應用，解決了超高密度機柜散熱的難題，實現電能利用效率PUE≤1.1的極致節能效果。

數據中心創新團隊設計完成的浙江省首個國家級超算中心浙江（長三角）新一代全功能智能超算中心（“烏鎮之光”超算中心）應用了最新液冷技術

　　由技術到產品，實現價值變現

　　“研究成果如果只停留在紙面不能發揮它最大的價值，把理論技術落地轉化為真正面向應用的產品，是團隊要真正實現跨越式突破的目標。”數據中心創新團隊空調產品子項負責人程序介紹道，“經過2年的研究和實驗，我們首次將‘多聯’‘模塊化’等設計理念引入機房空調的系統架構中，通過攻克了氟泵雙環路技術及室外機集成技術的難點，自主研發成功超高效VRM智能雙循環多聯模塊化空調，解決了傳統機房空調系統面臨的室外機平臺不足或安裝條件受限等卡脖子問題，在保證空調系統多場景適配性的同時，最大化提高空調系統能效。”該產品在河南聯通第二長途電信樞紐樓項目中實現了室外機120米超長距離安裝，每年節電約143萬度，減少二氧化碳排放1400噸，成為通信機房低碳化改造低碳化升級的示范項目。”

聯通中訊院數據中心創新團隊在自主研發VRM空調產品部署現場

　　只有一款產品是否適應全國多個氣候分區的需要？如何降低南方炎熱地區的空調降耗，如何實現數據中心空調冷源的集成化、簡約化和高效化，是暖通行業多年的技術難點。基于此，團隊提出蒸發冷卻技術與高效集成冷站相結合的創意，通過多次技術攻關，突破技術瓶頸，最終成功研發高效集成冷站，從而創造了數據中心行業又一個新型的制冷設備形式。該產品于2022年進行了試點部署，交付工期僅1個月，助力空調系統全年節能率提高60%。未來將在數據中心大范圍推廣使用。

高效集成冷站產品于2022年在河南聯通航空港區綜合生產樓進行了試點部署

　　面向未來：數字孿生和自動運營

　　數據中心系統復雜，設備繁多，投資巨大，設計建造和運維難度都比較大，數字孿生技術的出現為這一復雜工程的優化提供了新的方向。“數字孿生在整合生產流程，實現全過程的數字化，生產可視化，優化整個生產系統方面可以起到積極的作用。”賀曉介紹道。

　　面向行業痛點問題，賀曉帶領團隊提出了數據中心設計運行全過程數字孿生體系架構及五個關鍵技術方向，通過智能化設計仿真工具、AI健康管理、AI節能調優、多場景可視化驗證等關鍵技術及數字孿生平臺實現全生命周期的數據流通、準確映射和模型自主更新。全新的領域面臨著更高的難度，“有一次我們在重慶某機房樓作評估分析，遇到很多難題，比如缺乏有效的數據采集手段、機房設備老舊、自動化程度低等等，一度讓研發進程陷入停滯。”數據中心創新團隊AI節能調優子項負責人許俊回憶說，“最終團隊通過統一采集機房內各項數據、新增測點、對設備進行改造等相應措施，克服困難完成了AI調優技術的實際部署應用，通過建立機理模型和人工智能算法，對機房制冷系統提供優化運行策略，減少設備耗電，初步實現10%的節能率。”

　　“從技術到產品，從硬件到軟件，從設計到運營，在中國聯通一體化能力體系的支持下，我們將持續發力新型數據中心零碳技術集成及產品研發和數據中心全過程數字孿生雙賽道，讓數據中心‘變綠’，助能耗大戶‘瘦身’。”數據中心創新團隊對此信心滿滿。