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让数据中心“变绿” 助能耗大户“瘦身”
近年来，数据中心作为新基建的重要组成部分，对工业互联网和数字经济高质量发展起到了至关重要的作用，但高能耗、高碳排放等问题也日益凸显。如何让数据中心变得更低碳、更智能，成为亟待解决的问题，而中国联通中讯院数据中心创新团队就将研发目标定位于此。
“创新是核心，数据中心创新团队致力于通过自主研发的创新技术，提升数据中心的智能化水平”，中讯院数据中心创新团队负责人贺晓自豪地说，“我们自主研发了装配式数据中心一体化智能建造平台、超高效智能双循环多联模块化空调（VRM）、数据中心机房设计运行全过程数字孪生平台等一系列技术和产品。在连续三年公布的国家绿色数据中心名单中，中讯院数据中心创新团队支撑的中原数据基地DC3数据中心、重庆水土基地2号楼等13座数据中心榜上有名。”
探索零碳技术 追求极致能效
传统建筑都是现场施工，周期长，而模块化建筑具有构件模块化、生产流程化和装配标准化等优势，是名副其实的低碳建筑。“早在2020年，我们就提出了模块化装配式数据中心的研究课题，但是在研发过程中需要一一克服抗震、造价、构造等难点。”回忆起研发过程，团队成员金鉴深感创新从来都不是容易的事。
经过不断攻关，团队自主研发了一体化智能建造平台，实现了预制装配式模块化数据中心的标准化、模块化、产品化、平台化、分钟级设计及后期施工的集成化管理，以及从项目规划到施工交付的全流程高效控制、全生命周期的一体化管理，大大提高了数据中心建设的效率和精度，全方位降低各环节的碳排放水平。“这项研究获得了多项软著、论文、专利等成果，目前已应用于重庆、青海等地的通信机房及菲律宾国家电网数据中心的建设中。”数据中心创新团队结构子项负责人魏文豪自豪地说。
“数据中心单机柜功率密度不断提高，传统的散热方式已不能满足需求。液冷技术是一个方向，但是液冷在传热、冷却效率等方面还有提升空间。针对这个问题我们与西安交通大学院士团队开展合作研究。”液冷研究负责人王占军介绍。通过产学研深度联合，团队提出了冷板式液冷、浸没式液冷、喷淋式液冷三种不同液冷方式的适用建议，液冷数据中心的温度评价模型和方法，冷却液的最佳流量和温度分布等研究成果，并在国家超算中心、人工智能创新中心、智能算力中心等工程中得以应用，解决了超高密度机柜散热的难题，实现电能利用效率PUE≤1.1的极致节能效果。
由技术到产品 实现价值变现
“研究成果如果只停留在纸面就不能发挥它最大的价值，把理论技术落地转化为真正面向应用的产品，是团队要真正实现跨越式突破的目标。”数据中心创新团队空调产品子项负责人程序介绍，“经过两年的研究和实验，我们首次将‘多联’‘模块化’等设计理念引入机房空调的系统架构中，攻克氟泵双环路技术及室外机集成技术的难点，自主研发成功超高效智能双循环多联模块化空调，解决了传统机房空调系统面临的室外机平台不足或安装条件受限等“卡脖子”问题，在保证空调系统多场景适配性的同时，最大化提高空调系统能效。”该产品在河南联通第二长途通信枢纽楼项目中实现了室外机120米超长距离安装，每年节电约143万度，减少二氧化碳排放1400吨，成为通信机房低碳化改造升级的示范项目。
只有一款产品是否适应全国多个气候分区的需要？如何降低南方炎热地区的空调能耗，如何实现数据中心空调冷源的集成化、简约化和高效化，是暖通行业多年的技术难点。基于此，团队提出蒸发冷却技术与高效集成冷站相结合的创意，通过多次技术攻关，突破技术瓶颈，最终成功研发高效集成冷站，从而创造了数据中心行业又一个新型的制冷设备形式。该产品于2022年进行了试点部署，交付工期仅1个月，助力空调系统全年节能率提高60％。未来将在数据中心大范围推广使用。
面向未来 探索数字孪生和自动运营
数据中心系统复杂、设备繁多、投资巨大，设计建造和运维难度都比较大，数字孪生技术的出现为这一复杂工程的优化提供了新的方向。“数字孪生在整合生产流程，实现全过程的数字化、生产可视化，优化整个生产系统方面可以起到积极的作用。”贺晓介绍。
面向行业痛点问题，贺晓带领团队提出了数据中心设计运行全过程数字孪生体系架构及五个关键技术方向，通过智能化设计仿真工具、AI健康管理、AI节能调优、多场景可视化验证等关键技术及数字孪生平台实现全生命周期的数据流通、准确映射和模型自主更新。全新的领域面临更高的难度，“有一次我们在重庆某机房楼作评估分析，遇到很多难题，比如缺乏有效的数据采集手段、机房设备老旧、自动化程度低等等，一度让研发进程陷入停滞。”数据中心创新团队AI节能调优子项负责人许俊回忆说，“最终团队通过统一采集机房内各项数据、新增测点、对设备进行改造等相应措施，克服困难完成了AI调优技术的实际部署应用，通过建立机理模型和人工智能算法，为机房制冷系统提供优化运行策略，减少设备耗电，初步实现10％的节能率。”
“从技术到产品，从硬件到软件，从设计到运营，在中国联通一体化能力体系的支持下，我们将持续发力新型数据中心零碳技术集成及产品研发和数据中心全过程数字孪生双赛道，让数据中心‘变绿’，助能耗大户‘瘦身’。”数据中心创新团队对此信心满满。
