當(dāng)前,我國(guó)正處于各行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的加速期,以數(shù)據(jù)中心為代表的數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施應(yīng)用場(chǎng)景不斷深化。在“雙碳”背景下，優(yōu)化數(shù)據(jù)中心建設(shè)布局，加速數(shù)據(jù)中心方案迭代，也成為了強(qiáng)化數(shù)據(jù)賦能，助推數(shù)字經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展的重要抓手。
6月16日，中國(guó)制冷空調(diào)工業(yè)協(xié)會(huì)在西安組織召開(kāi)了由西藏寧夏科技集團(tuán)有限公司、西安工程大學(xué)、美的樓宇科技等單位聯(lián)合完成的“高海拔地區(qū)數(shù)據(jù)中心直接蒸發(fā)冷卻與余熱回收關(guān)鍵設(shè)備與系統(tǒng)技術(shù)”項(xiàng)目科技成果鑒定會(huì)，鑒定委員會(huì)在嚴(yán)謹(jǐn)、全面、深入的質(zhì)詢答疑和研究討論后，一致肯定了該項(xiàng)成果的國(guó)際領(lǐng)先水平和推廣價(jià)值。
新應(yīng)用直接蒸發(fā)冷卻與余熱回收技術(shù)雙效賦能
眾所周知，隨著需要處理數(shù)據(jù)的總量和復(fù)雜程度越來(lái)越高，數(shù)據(jù)中心需要大量高性能的服務(wù)器來(lái)處理數(shù)據(jù)，功耗和發(fā)熱量持續(xù)增加已然成為服務(wù)器和系統(tǒng)保持穩(wěn)定運(yùn)作的重要阻礙，如何平衡機(jī)房制冷與余熱處理二者的關(guān)系成為了行業(yè)關(guān)注熱點(diǎn)。
在我國(guó)平均海拔4000米以上的西藏地區(qū)，由于空氣干燥、太陽(yáng)輻射強(qiáng)、空氣稀薄、晝夜溫差大等特點(diǎn)，具有豐富的清潔自然冷源資源，是數(shù)據(jù)中心建設(shè)的“理想地”。
為了加快建設(shè)信息基礎(chǔ)設(shè)施，打造多產(chǎn)業(yè)融合的綠色數(shù)據(jù)生態(tài)綜合體，美的樓宇科技與西藏寧算科技集團(tuán)、西安工程大學(xué)黃翔教授蒸發(fā)冷卻科研團(tuán)隊(duì)通力合作，成功為西藏寧算數(shù)據(jù)中心定制了直接蒸發(fā)冷卻熱回收方案，充分提高可再生能源及余熱的利用效率，在數(shù)據(jù)中心行業(yè)實(shí)現(xiàn)“零碳排放”樹(shù)立了全新的標(biāo)桿。
不同于傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心制冷方案，該方案的最大特點(diǎn)之一便是將直接蒸發(fā)制冷技術(shù)與熱回收技術(shù)相結(jié)合，高效利用西藏天然的自然冷源和數(shù)據(jù)中心的余熱資源，達(dá)到數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)綠色、節(jié)能的目標(biāo)。由于獨(dú)特的地理特點(diǎn)和氣候優(yōu)勢(shì)，西藏地區(qū)擁有極為穩(wěn)定的干空氣可再生能源，可以通過(guò)水蒸發(fā)的形式提供冷量，達(dá)到為數(shù)據(jù)中心服務(wù)器降溫的目的。在利用西藏區(qū)域取之不盡的干空氣能的同時(shí)，美的樓宇科技還將數(shù)據(jù)中心產(chǎn)生的廢熱收集，應(yīng)用于現(xiàn)代農(nóng)業(yè)養(yǎng)殖，熱回收效率達(dá)33.6%，有利于改善高海拔地區(qū)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)養(yǎng)殖業(yè)環(huán)境。
雖然通過(guò)細(xì)致的評(píng)估和計(jì)算，西藏寧算數(shù)據(jù)中心冷卻系統(tǒng)完全可以做到僅通過(guò)直接蒸發(fā)冷卻機(jī)組，不利用壓縮機(jī)便能產(chǎn)生穩(wěn)定、足夠的冷量。但美的樓宇科技仍仍針對(duì)西藏高海拔地區(qū)太陽(yáng)輻射強(qiáng)度高和空氣密度低等地域氣候特征，在器件選型、板材、填料、水箱、風(fēng)道等方面嚴(yán)格把關(guān)和設(shè)計(jì)，確保機(jī)組在罕見(jiàn)、極端的工況下也能保持穩(wěn)定、高效運(yùn)行。
從行業(yè)角度而言，直接蒸發(fā)冷卻技術(shù)和余熱回收技術(shù)在業(yè)內(nèi)的應(yīng)用案例并不鮮見(jiàn)，但通過(guò)將兩項(xiàng)技術(shù)巧妙的地相結(jié)合，在數(shù)據(jù)機(jī)房領(lǐng)域取得良好節(jié)能和降碳效果的同時(shí)還能賦能養(yǎng)殖行業(yè)的案例尚屬行業(yè)首例，對(duì)于推動(dòng)新場(chǎng)景應(yīng)用落地，提升數(shù)據(jù)機(jī)房節(jié)能化水平具有里程碑意義。
新技術(shù) 優(yōu)化控制算法邏輯開(kāi)啟數(shù)據(jù)機(jī)房能效革命
在暖通領(lǐng)域，技術(shù)和應(yīng)用是一體兩面，有好技術(shù)才能有好的應(yīng)用。想要新方案在項(xiàng)目中能夠成功落地，通過(guò)定制的算法與控制為項(xiàng)目提供技術(shù)支撐也尤為關(guān)鍵。
在西藏寧算數(shù)據(jù)中心案例中，西藏地區(qū)特殊的空氣條件、氣候特點(diǎn)與普通地區(qū)存在較大的差異，傳統(tǒng)的蒸發(fā)冷卻控制算法存在嚴(yán)重的水土不服，需要針對(duì)西藏的區(qū)域特點(diǎn)重新設(shè)計(jì)一套全新的算法和控制技術(shù)來(lái)匹配需求，借以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行的高效與節(jié)能。
一方面，從充分提高自然冷卻與余熱利用效率出發(fā)，建立了數(shù)據(jù)中心夏季冷卻所需求的冷量與冬季加熱所需求的熱量匹配的最優(yōu)算法，在數(shù)據(jù)中心風(fēng)系統(tǒng)側(cè)通過(guò)熱通道封閉的有效氣流組織設(shè)計(jì)，顯著提高空調(diào)排風(fēng)溫度；在水系統(tǒng)側(cè)通過(guò)水源熱泵梯級(jí)提高供水溫度等方式提升系統(tǒng)的能效水平。
另一方面，還研發(fā)了高海拔地區(qū)數(shù)據(jù)中心專用型直接蒸發(fā)冷卻與余熱回收機(jī)組和控制方法，以完全自然冷卻+余熱回收的多種運(yùn)行模式、合成纖維復(fù)合高分子填料等形式，在高海拔室外氣象條件下顯著提高了蒸發(fā)效率以及降低了能耗，拓展數(shù)據(jù)中心自然冷卻的工作范圍。
得益于高效的算法控制邏輯，西藏寧算數(shù)據(jù)中心熱回收直接蒸發(fā)冷卻方案的節(jié)能效果突出，系統(tǒng)全年CLF值（制冷負(fù)載系數(shù)）可達(dá)0.05，遠(yuǎn)超行業(yè)同類案例水平，成功將西藏的資源優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)化為商業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，推動(dòng)數(shù)據(jù)中心行業(yè)走向高質(zhì)量發(fā)展的新路徑。
新方案創(chuàng)新場(chǎng)景應(yīng)用推動(dòng)西部經(jīng)濟(jì)迸發(fā)活力
《時(shí)代》雜志編輯比爾·薩波里托曾說(shuō)：“要么創(chuàng)新，要么消亡?！焙茱@然，美的樓宇科技懂得這個(gè)道理。在如今技術(shù)蓬勃發(fā)展的年代里，創(chuàng)新的價(jià)值并不在創(chuàng)新本身，而是在于能否通過(guò)新的方式激活生產(chǎn)力，實(shí)現(xiàn)更大規(guī)模的價(jià)值賦能。西藏寧算數(shù)據(jù)中心案例的成功，其最大的價(jià)值也是在于其廣闊的推廣應(yīng)用價(jià)值。
從推廣價(jià)值來(lái)看，在數(shù)字經(jīng)濟(jì)的帶動(dòng)下，我國(guó)數(shù)據(jù)中心規(guī)模正在持續(xù)擴(kuò)大，國(guó)內(nèi)各地包括中亞、南亞等地區(qū)都對(duì)我國(guó)綠色高效、物美價(jià)廉的算力資源有著很大的需求，西部地區(qū)數(shù)據(jù)機(jī)房的建設(shè)在未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)仍有較大的發(fā)展空間。而熱回收直接蒸發(fā)冷卻方案可以應(yīng)用于新疆、甘肅等與西藏區(qū)域空氣條件類似的西部高海拔地區(qū)，同樣具有較大推廣應(yīng)用價(jià)值。
從應(yīng)用前景來(lái)看，隨著美的樓宇科技與西藏寧算科技集團(tuán)和西安工程大學(xué)聯(lián)合研發(fā)的直接蒸發(fā)冷卻熱回收方案的不斷優(yōu)化，方案能與熱泵技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合，具有豐富的可拓展性，有望在未來(lái)為西部高海拔地區(qū)商超、醫(yī)院、酒店、航站樓、展覽中心等場(chǎng)景服務(wù)。同時(shí)，由于數(shù)據(jù)機(jī)房余熱資源極為豐富，在數(shù)據(jù)中心利用余熱回收技術(shù)，不但能將余熱資源用于農(nóng)業(yè)養(yǎng)殖，也可以滿足西部地區(qū)溫室大棚、居民熱水、供暖等需求，具有非常廣泛的應(yīng)用前景。
事實(shí)上，自2021年以來(lái)，美的樓宇科技與西藏寧算科技集團(tuán)和西安工程大學(xué)達(dá)成戰(zhàn)略合作，不斷在“干空氣能”可再生能源利用、光伏與機(jī)電一體化等領(lǐng)域展開(kāi)產(chǎn)學(xué)研合作，積極探索空調(diào)技術(shù)創(chuàng)新與能源方案迭代，助力西部地區(qū)實(shí)現(xiàn)高效、綠色、可持續(xù)發(fā)展，推動(dòng)西部經(jīng)濟(jì)迸發(fā)新的活力與生機(jī)。
回望空調(diào)技術(shù)誕生近百年的時(shí)間里，或許沒(méi)有一個(gè)階段能與當(dāng)下物聯(lián)網(wǎng)、智能化、大數(shù)據(jù)等技術(shù)給行業(yè)帶來(lái)的顛覆與影響更深。隨著可持續(xù)發(fā)展理念的逐漸深入，類似直接蒸發(fā)冷卻熱回收方案的創(chuàng)新實(shí)踐將會(huì)不斷涌現(xiàn)。作為暖通領(lǐng)域的杰出代表，美的樓宇科技也將不斷加速“產(chǎn)學(xué)研用”創(chuàng)新，推動(dòng)我國(guó)能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型，在雙碳目標(biāo)下持續(xù)為用戶帶來(lái)綠色、高效、節(jié)能的綜合性解決方案。
