在貴州深山的數(shù)據(jù)中心內(nèi)，數(shù)以萬計(jì)的服務(wù)器晝夜不停地運(yùn)轉(zhuǎn)。常州佰納特自動(dòng)化控制設(shè)備有限公司的精密空調(diào)控制系統(tǒng)，正以毫米級的控制精度調(diào)節(jié)著冷卻水流量，確保機(jī)房溫度恒定在23℃±1℃，同時(shí)將能耗降至比較低。

01 數(shù)據(jù)中心能耗挑戰(zhàn)

隨著數(shù)字經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，數(shù)據(jù)中心規(guī)模急劇擴(kuò)大，能耗問題日益凸顯。統(tǒng)計(jì)顯示，全國數(shù)據(jù)中心年耗電量已占全社會(huì)用電量2%以上，其中空調(diào)制冷系統(tǒng)能耗占比高達(dá)40%。降低PUE（電能使用效率）成為數(shù)據(jù)中心行業(yè)的迫切任務(wù)。

“傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心空調(diào)系統(tǒng)多采用定流量設(shè)計(jì)，無論服務(wù)器負(fù)載高低，冷卻水流量基本不變，造成大量能源浪費(fèi)?！卑奂{特?cái)?shù)據(jù)中心事業(yè)部王總監(jiān)指出。隨著高性能計(jì)算、人工智能訓(xùn)練等應(yīng)用興起，數(shù)據(jù)中心熱密度不斷提高，對冷卻系統(tǒng)提出更高要求。

特別是在“東數(shù)西算”工程推動(dòng)下，大型數(shù)據(jù)中心向西部冷涼地區(qū)集聚，這些地區(qū)晝夜溫差大、季節(jié)變化明顯，需要更加智能、自適應(yīng)的冷卻控制系統(tǒng)。

02 精密空調(diào)控制方案

針對數(shù)據(jù)中心特殊需求，常州佰納特自動(dòng)化控制設(shè)備有限公司開發(fā)了精密空調(diào)智能閥門控制系統(tǒng)。系統(tǒng)采用模糊控制與PID控制相結(jié)合算法，根據(jù)機(jī)房熱負(fù)荷動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)冷卻水流量，實(shí)現(xiàn)按需供冷。

控制器采用高精度溫度傳感器，測溫精度達(dá)到±0.1℃，可感知微小的溫度變化。響應(yīng)時(shí)間小于100毫秒，當(dāng)某機(jī)柜溫度異常升高時(shí)，系統(tǒng)可迅速增加該區(qū)域冷卻量，防止服務(wù)器過熱宕機(jī)。

“我們的系統(tǒng)支持多種冷卻方式，包括冷水機(jī)組、自然冷卻、蒸發(fā)冷卻等，可根據(jù)室外溫濕度自動(dòng)選擇節(jié)能的運(yùn)行模式?！蓖蹩偙O(jiān)介紹。在過渡季節(jié)，系統(tǒng)優(yōu)先采用自然冷卻，充分利用室外冷空氣，大幅降低壓縮機(jī)運(yùn)行時(shí)間。

03 動(dòng)態(tài)流量調(diào)節(jié)

傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心冷卻系統(tǒng)采用定流量設(shè)計(jì)，無論服務(wù)器負(fù)載如何變化，水泵始終以恒定功率運(yùn)行。佰納特智能控制系統(tǒng)通過變頻器和調(diào)節(jié)閥協(xié)同工作，實(shí)現(xiàn)冷卻水流量與熱負(fù)荷的實(shí)時(shí)匹配。

在夜間或業(yè)務(wù)低谷期，服務(wù)器負(fù)載降低，系統(tǒng)自動(dòng)減小冷卻水流量，水泵功耗相應(yīng)下降。實(shí)測數(shù)據(jù)顯示，采用動(dòng)態(tài)流量調(diào)節(jié)后，水泵能耗平均降低40%-60%。

“系統(tǒng)還具備水力平衡功能，自動(dòng)調(diào)節(jié)各支路閥門開度，確保每個(gè)機(jī)柜獲得所需冷卻量，消除局部熱點(diǎn)?！蹦炒笮突ヂ?lián)網(wǎng)公司數(shù)據(jù)中心經(jīng)理表示。這避免了因部分區(qū)域過度冷卻、部分區(qū)域冷卻不足導(dǎo)致的能源浪費(fèi)和設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)。

04 AI節(jié)能優(yōu)化

佰納特新一代智能控制系統(tǒng)集成了人工智能算法，通過對歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)的學(xué)習(xí)，預(yù)測數(shù)據(jù)中心熱負(fù)荷變化趨勢，提前調(diào)整控制策略。系統(tǒng)能夠識(shí)別不同應(yīng)用場景的用能特征，如白天辦公時(shí)間、夜間批處理時(shí)間、節(jié)假日等，采取差異化控制策略。

在浙江某云計(jì)算數(shù)據(jù)中心，AI節(jié)能系統(tǒng)通過分析天氣預(yù)報(bào)、業(yè)務(wù)預(yù)約數(shù)據(jù)、歷史負(fù)載曲線，提前24小時(shí)預(yù)測熱負(fù)荷變化。系統(tǒng)自動(dòng)生成比較好控制策略，在保證設(shè)備安全的前提下比較大限度利用自然冷源。

“AI系統(tǒng)運(yùn)行半年后，數(shù)據(jù)中心年均PUE從1.45降至1.28，年節(jié)約電費(fèi)超過800萬元。”數(shù)據(jù)中心運(yùn)維負(fù)責(zé)人透露。系統(tǒng)投資回收期1.2年，經(jīng)濟(jì)效益明顯。

05 智能運(yùn)維管理

數(shù)據(jù)中心冷卻系統(tǒng)設(shè)備多、分布廣，傳統(tǒng)人工巡檢效率低、漏檢率高。佰納特智能控制系統(tǒng)具備完善的狀態(tài)監(jiān)測和故障預(yù)警功能，實(shí)時(shí)監(jiān)測水泵、冷卻塔、閥門等設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。

當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)異常征兆時(shí)，系統(tǒng)提前預(yù)警，運(yùn)維人員可在故障發(fā)生前進(jìn)行干預(yù)。系統(tǒng)還能自動(dòng)生成維護(hù)計(jì)劃，提醒更換過濾器、清洗冷凝器等定期保養(yǎng)工作。

“過去每天需要4名運(yùn)維人員三班倒巡檢，現(xiàn)在1人在監(jiān)控中心就能掌握所有設(shè)備狀態(tài)，故障發(fā)現(xiàn)時(shí)間從平均2小時(shí)縮短到5分鐘。”某銀行數(shù)據(jù)中心負(fù)責(zé)人表示。系統(tǒng)還支持手機(jī)APP遠(yuǎn)程監(jiān)控，運(yùn)維人員可隨時(shí)隨地掌握數(shù)據(jù)中心運(yùn)行狀態(tài)。

凌晨三點(diǎn)，數(shù)據(jù)中心進(jìn)入批處理高峰期， 服務(wù)器負(fù)載陡增，冷卻系統(tǒng)隨之調(diào)整，溫度曲線卻保持平穩(wěn)。在這看似簡單的溫度控制背后，是復(fù)雜的算法、精確的控制、實(shí)時(shí)的調(diào)整。從粗放冷卻到精細(xì)控溫，從能耗大戶到節(jié)能先鋒，數(shù)據(jù)中心正在智能化道路上快速前進(jìn)。

在數(shù)字時(shí)代，數(shù)據(jù)中心是基礎(chǔ)設(shè)施的基礎(chǔ)設(shè)施。佰納特的精密空調(diào)控制系統(tǒng)，用智能技術(shù)為數(shù)字經(jīng)濟(jì)打造綠色底座。當(dāng)每一度電都物盡其用，當(dāng)每一臺(tái)服務(wù)器都運(yùn)行在比較好溫度，我們離高效、低碳的數(shù)字未來就更近了一步。在這無聲的節(jié)能**中，技術(shù)創(chuàng)新正在為可持續(xù)發(fā)展注入強(qiáng)勁動(dòng)力。