构筑绿色算力 美的全新品牌“鲲禹”助力实现极致PUE

2022-09-26


作为数字经济的核心生产力,算力是经济发展的重要基础。加快算力建设将有效激发数据要素创新活力,加速数字产业化和产业数字化进程。实践过程中,扩大算力设施规模、提高算力使用效率之外,绿色发展也贯彻始终,这就要求其物理载体——数据中心必须“低碳”乃至“零碳”。

在相关政策的引导下,数据中心正从不同层面进行节能减碳。其中,制冷方面的优化是重点,不仅需要新技术的引进、新解决方案的实践,更需要符合碳减排与建设需求的中央空调配置。

在美的楼宇科技水机品牌发布暨战略新品发布会上,美的楼宇科技(以下简称美的)发布了水机全新品牌“鲲禹”,及多款水机中央空调新品。其中,高效与绿色得特性,契合了数据中心需求,能有效解决当前数据中心散热高、整体布局有限且空调能耗高的痛点,提升制冷效率,促进数据中心碳排放的降低,推动算力绿色化发展。

美的楼宇科技水机品牌发布暨战略新品发布会

高效制冷是数据中心节能减排硬要求

“双碳”目标下,全社会生产、生活各个领域都在践行节能减碳,相较于大部分产业,数据中心在降碳方面的需求更加迫切。一方面,数据中心目前耗能已十分巨大,据统计,我国数据中心年用电量已占全社会用电的2%左右,带来了大量的碳排放;一方面,数据中心用电耗能量在快速增长。在全社会算力需求持续提升的背景下,数据中心规模在不算扩大,根据科智咨询发布的《2021-2022年中国IDC行业发展研究报告》,预计到2024年,中国数据中心业务市场规模将达到6122.5亿元,2022-2024年复合增长率为15.9%。

如果不注重节能降碳,数据中心的用能耗电量将大幅度提高,碳排放量也会持续增加,最终影响社会生产生活的正常运行。因此,数据中心必须加快节能减碳,以实现发展与降低能耗间的平衡。

在推动节能降碳过程中,PUE值是受广泛认可的判别标准,低PUE值意味着更高的能效,更合理的能源利用,同等算力下更低的碳排放。PUE值也已成为数据中心能否建设、运行的标准。多个数据中心相关政策对此进行了明确的规定。

如《北京市低效数据中心综合治理工作方案》中,低效数据中心的标准之一便是PUE值超过1.4,将对此进行节能改造;且将逐步关闭年均PUE高于2.0或平均单机架功率低于2.5千瓦或平均上架率低于30%的功能落后的备份存储类数据中心;《宁夏回族自治区数据中心建设指南》中要求,大型、超大型数据中心PUE值应不高于1.2,中型数据中心PUE值应不高于1.25,全区范围内禁止新建和扩建PUE值在1.3以上的数据中心,存量改造数据中心PUE值应不高于1.3。

因此,数据中心在建设、过程中必须重视PUE值,而低PUE值的实现,最重要的部分便是优化制冷。从数据中心能耗组成来看,在一个PUE值为1.5的数据中心中,ICT设备电力消耗约为67%,制冷系统为27%,供配电大约5%。由此可见,制冷系统能耗高是造成数据中心高PUE值的主要原因。

数据中心降低制冷系统的能耗,也就能够降低PUE,达到建设、运营的标准,进而实现整体的高效节能与减碳。

数据中心制冷优化需配置更契合的中央空调

数据中心中,影响制冷的因素众多,自然环境的差异、制冷方式的不同、相关技术的差别均会导致制冷效果有所差距,需要因地制宜采用更加适宜的解决方案。并且,在采用中央空调尤其是水机中央空调时,数据中心也应选择更有助于节能减碳且更利于建设的产品。

水机中央空调是指将冷媒冷却或加热后的循环水送至风机盘管等末端,由新风或混合风在末端将冷源或热量送入指定区域实现制冷或制热的中央空调系统,其核心产品为压缩机。

空调要想制冷,需通过压缩机、冷凝器、蒸发器和节流阀四大组件实现冷媒的液态、气态循环。压缩机在冷媒循环中起压缩冷媒气体的作用,因此,被称为制冷系统的心脏,是决定空调质量与制冷能力的关键因素。

目前市场上水机中央空调的主流压缩机为螺杆式与离心式,在常规油轴承离心机领域,行业的技术同质化较为严重,各主要品牌的技术方案、供应体系和产品质量均非常接近,但部分企业在全面变频化及磁悬浮技术的全面无油化已经取得了技术革新,有效提升了水机中央空调的制冷效果、推动了节能减碳、降低了运营成本,且具备低噪音、高可靠性、小体积等特点,能充分满足数据中心对制冷方面的需求,促进数据中心制冷高效低碳的发展,推动数据中心的节能降碳。

这两项技术也成为离心机的技术壁垒,以磁悬浮离心机为例,其以磁悬浮技术为基础,具备无油、无摩擦、转速高等特点,对压缩机材料、气动设计、磁悬浮变频控制等要求极为严苛,研发所涵盖的领域也较广,包括电磁技术、电控传感、变频驱动、仿真算法、气动流体、机械材料等。因此,想要取得技术上的突破,不仅要有相应的配置与材料支持,还必须投入大量专业人才,有着极高的创新门槛。

美的开启国产水机中央空调科技力新纪元

从我国水机中央空调的发展来看,近年来已经取得多项成果,能够助力数据中心更好的节能减碳。而美的相关产品,则是国产水机中央空调高科技力的典范;美的研发与突破过程,也代表了国产水机中央空调的创新之路。

据美的楼宇科技水机产品公司总经理李葛丰介绍, 2004 年,美的与重庆通用成立合资公司,依托重庆通用数十年在大型离心式冷水机组上的技术积累,加上美的中央空调强大的研发创新平台,相继推出了高效双级压缩机、变频直驱压缩机和磁悬浮/气悬浮压缩机,冷量范围从50RT覆盖到3200RT,从此开启了大国重器发展的时代先河。

美的楼宇科技水机产品公司总经理李葛丰

其中,磁悬浮离心机组技术的突破具备里程碑式的意义,为解决“卡脖子”核心技术问题,美的专门成立了一个100余名专业工程师组成的研发团队,最终凭借更早的布局和自主研发的优势,历时5载,于2019年推出了具有划时代意义的“司南”系列磁悬浮变频离心机和高效变频直驱离心机,从此,我国具备了自主研发和生产磁悬浮离心冷水机组核心部件的技术和能力,国产离心机真正开辟了新的纪元。

美的凭借此实现了销量上的弯道超车,2021年,美的当年离心机产销量突破1000台,,总冷量超120万冷吨。至此,水机中央空调领域的离心机正式打破市场格局,国产品牌从此脱颖而出。在今年,新的记录有望再次诞生,李葛丰表示,预计年产销量将超过1600台。

美的全新一代气悬浮变频离心式冷水机组则是其另一款水机中央空调代表产品,是美的全自主研发拥有完全自主知识产权及核心技术的最新一代无油变频离心机产品,该系列具备无油高效、稳定可靠、体积小巧、模块化组合、宽域运行、低噪环保等多项特点。气悬浮离心机组COP最高可实现6.45,较传统机组能效提升40%以上,每年预计可节省电费5万元;占地面积仅0.78m²,无需吊装,可直接进出客梯,且是模块化安装,可分批投资及扩容,能适用于多种安装环境。

本次发布会上,鲲禹的问世,是美的在品牌上的一次恰如其分的升华,是在470多项专利、多个核心产品、不断提升的销量基础上的全新出发,包含着对过去成就的总结,更寓意着对未来的新展望,标志着美的水机中央空调地迈入发展新纪元,意味着美的将进一步聚集研发力与创新力,在技术与产品上形成新的突破,提升国产水机中央空调的科技竞争力,将推动包括数据中心在内的多个行业的节能降碳。

李葛丰表示,过去美的离心机的蜕变之路,就像鲲鹏之变,今天,美的载誉前行,以科技之名,递出新名片鲲禹,并做出了四项承诺:首先,自主研发核心技术,从引入、到创变,美的加速科技有为;其次,从标准到定制,美的保障专业有为;第三,从智能、到省心,美的激活高效有为;第四,从低碳,到可持续发展,美的智造绿色有为。美的将秉承 Smart in one 理念,将复杂的技术原理隐于内,从而外化出简单省心的用户体验,释放普世通俗的品牌个性——科技、专业、高效、绿色,以此展示中国声音,打造中国科技力量的自主品牌。


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