散熱、制冷是數(shù)據(jù)中心正常運行的基礎(chǔ)條件，但制冷也帶來了大量電能的消耗，因此，如何提升制冷效率，促進(jìn)制冷的綠色化發(fā)展始終是數(shù)據(jù)中心的熱門話題。其中，液冷的應(yīng)用情況如何，當(dāng)下階段液冷是否能取代其他制冷方式，存量數(shù)據(jù)中心的節(jié)能改造現(xiàn)狀與難點又是什么，如何采取針對性方案等更是關(guān)注核心。
對此，中國IDC圈企業(yè)俱樂部主辦的《數(shù)字匠人》訪談欄目邀請到廣東申菱環(huán)境系統(tǒng)股份有限公司ICT行業(yè)總經(jīng)理陳剛，就相關(guān)問題展開了深入分享。
廣東申菱環(huán)境系統(tǒng)股份有限公司ICT行業(yè)總經(jīng)理陳剛
陳剛表示，ICT的溫控可以劃分為4個階段，最初為風(fēng)冷精密空調(diào)，后一階段主要為水冷主機，近年來是“百花齊放”，蒸發(fā)冷、氟泵變頻等技術(shù)快速發(fā)展。未來，則是液冷的時代，尤其是ChatGPT的爆發(fā)，讓液冷有了大規(guī)模應(yīng)用的契機與需求。
不過，陳剛也強調(diào)，液冷無法完全取代其他制冷方式，他表示，不同區(qū)域、不同用戶、不同應(yīng)用場景，讓數(shù)據(jù)中心制冷需求也不盡相同。因此，在制冷的選擇上，“沒有好的方案，只有最適合自己的方案”。
液冷大的特點是更高的制冷效率，它能夠有效降低PUE，但只有在超算、智算及其他高算力需求等高功率密度的散熱場景下才能突顯出它的綜合性價比。現(xiàn)實環(huán)境下，還有大量數(shù)據(jù)中心的業(yè)務(wù)是數(shù)據(jù)傳輸、備份等，對機柜功率密度需求并不是很高，10kW以下的數(shù)據(jù)中心依舊有著非常大的市場?；诖?，陳剛判斷，未來液冷在整個溫控散熱市場占比很難突破50%。
需求之外，自然因素也是影響制冷選擇的重要因素。華北、西北、西南等存在較長低溫情況的地區(qū)，其自身自然條件較好，更適合采用自然冷卻及直通風(fēng)自然冷卻產(chǎn)品及技術(shù)，這樣能夠大幅度降低運營成本。
基于對數(shù)據(jù)中心散熱的認(rèn)知，申菱逐步形成了自身的技術(shù)路線與節(jié)能理念，并研發(fā)出了兩個大系列的產(chǎn)品。一是“菱系列”產(chǎn)品，主要是針對室內(nèi)端，包括房間級、列間、機柜級、背板、風(fēng)檣等系列化的產(chǎn)品。一是“天系列”產(chǎn)品，主要是針對室外端。在近幾年，申菱形成了間接蒸發(fā)冷、液冷、氟泵多聯(lián)等產(chǎn)品。其中，在液冷方面，申菱在冷板式液冷和浸沒式液冷上均有整體解決方案，產(chǎn)品包括設(shè)計方案，一次側(cè)的干冷劑、管路預(yù)制，二次側(cè)的CDU、二次側(cè)環(huán)網(wǎng)等。
除此之外，因為申菱目前已具備工程安裝資質(zhì)，因此，在數(shù)據(jù)中心建設(shè)上，申菱也研發(fā)出了預(yù)制化集成冷站，通過BIM技術(shù)的應(yīng)用，將集成冷站提前預(yù)制化，可有效減少現(xiàn)場施工時間，提高施工質(zhì)量和效率。
對于數(shù)據(jù)中心節(jié)能改造，陳剛結(jié)合實際也對其中難點進(jìn)行了分析，他指出，這主要變現(xiàn)為三點：
一是節(jié)能改造方案自身便有極大的難度。節(jié)能改造可以分為改建、在線改造、非在線改造三類。其中，改建是針對即將被淘汰的數(shù)據(jù)中心，其改建相當(dāng)于新建一座數(shù)據(jù)中心，難度極大；在線改造是在不影響業(yè)務(wù)的情況下進(jìn)行的，非在線改造是不帶業(yè)務(wù)的改造，都需要定制化的方案，對于施工等均有著極高的要求，也就帶來了更高的難度。
二是改造效果評估難。節(jié)能效果是因為采用了節(jié)能設(shè)備，還是因為更換了新設(shè)備；第三方所提供的改造前、改造中、改造完測試對比是否公允等均不好把控。
三是改造項目的投資回報測算。如何給客戶帶來比較好的收益與回報是節(jié)能改造項目必須考慮的一點，但其測算并不容易，其原因與第二點息息相關(guān)的，因為投資回報只有在第三方測試結(jié)果之下才能跟前期給客戶承諾的預(yù)期進(jìn)行合理對比，而改造效果評估難也就帶來了投資回報測算難。
申菱環(huán)境
廣東申菱環(huán)境系統(tǒng)股份有限公司（股票代碼301018）位于珠江三角洲的中心地帶順德，成立于2000年，是一家集方案規(guī)劃、系統(tǒng)設(shè)計、設(shè)備定制、集成實施、調(diào)試驗收、智慧總控、智能運維于一體的現(xiàn)代化企業(yè)。為全球客戶提供環(huán)境調(diào)控的整體垂直解決方案，是數(shù)據(jù)服務(wù)產(chǎn)業(yè)環(huán)境、工業(yè)工藝產(chǎn)研環(huán)境、專業(yè)特種應(yīng)用環(huán)境、高端公建室內(nèi)環(huán)境四大領(lǐng)域的專家。
以下為訪談內(nèi)容：
Q1：在您看來，ICT領(lǐng)域的溫控經(jīng)歷了哪幾個階段？
A1：首先，關(guān)于溫控的階段，我個人認(rèn)為，大概有四個階段。
第一階段，也就是最早的溫控產(chǎn)品，主要是針對ICT，是通訊機房的解決方案，主要是風(fēng)冷精密空調(diào)，那個時候的產(chǎn)品都比較單一。
第二個階段，是在信息化開始的時候，大概是2008年，數(shù)據(jù)中心開始建設(shè)。那個時候，數(shù)據(jù)機房的規(guī)模逐漸增大，出現(xiàn)了微模塊數(shù)據(jù)中心，也開始嘗試水冷主機。早期的通訊機房只有十幾、二十個機柜，大一點的也就一兩百機柜。而到了數(shù)據(jù)中心階段，開始有近千個機柜的規(guī)模，于是就嘗試采用主機+末端的模式，即水冷集中供冷的方式。
第三個階段，我認(rèn)為是最近這五~八年，尤其是近兩年，國家把數(shù)據(jù)中心作為基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的一部分，在“雙碳”提出后，整個數(shù)據(jù)中心的溫控更是發(fā)生翻天覆地的變化，趨勢越來越朝著節(jié)能的方向發(fā)展。所以在這個階段，我認(rèn)為是“百花齊放”，包括間接蒸發(fā)冷技術(shù)，蒸發(fā)冷凝式冷水主機、蒸發(fā)冷卻塔以及氟泵多聯(lián)技術(shù)等都已經(jīng)進(jìn)行應(yīng)用。這個階段，我認(rèn)為是一個非常幸運的時代，技術(shù)發(fā)展將非?？旖荨?/p>
第四個階段，我認(rèn)為最核心的就是今年AI智算的爆發(fā)，尤其是ChatGPT在今年初的爆發(fā)，它將帶來巨大的變化，其中最重要的一點便是關(guān)于液冷的應(yīng)用。數(shù)據(jù)中心的溫控趨勢是朝著節(jié)能發(fā)展，并且我們以前一直說，液冷是整個數(shù)據(jù)中心制冷的終極解決方案，但是這個終極解決方案在之前一直看不到它的需求點，或者說非常小。直到今年初ChatGPT的爆發(fā)，讓行業(yè)看到了液冷真正的應(yīng)用場景，可以進(jìn)行大面積地推廣和應(yīng)用。所以未來的第四代，我個人認(rèn)為應(yīng)該是液冷的時代。
Q2：您覺得在當(dāng)下這個階段，申菱是如何滿足數(shù)據(jù)中心散熱需求的？
A2：數(shù)據(jù)中心的幾個階段，其實最核心的是建設(shè)規(guī)模不斷變化、單機柜功率密度逐步加大，這也是階段劃分的重要依據(jù)。從申菱自身來講，申菱進(jìn)入ICT領(lǐng)域大約是2010年，進(jìn)入之初，申菱不斷地向前輩學(xué)習(xí)。2012年、2013年開始，申菱內(nèi)部基本每年都會做一些關(guān)于未來的探討，也就是在那個時候，申菱慢慢形成了自己的一些技術(shù)路線，還有自己的產(chǎn)品規(guī)劃。
從技術(shù)上來講，當(dāng)時申菱已經(jīng)看到，機柜的發(fā)熱密度太大，對應(yīng)造成的耗電量非常大，所以不管什么時候，數(shù)據(jù)中心中使用的量越大，節(jié)能的需求量也就越大。申菱也因此下定決心，作為后入者，將關(guān)注方向定為溫控節(jié)能。
基于這個基礎(chǔ)，申菱當(dāng)時就開始接入蒸發(fā)冷卻技術(shù)和液冷技術(shù)，然后再逐步向氟泵技術(shù)演進(jìn)，形成了申菱自己的技術(shù)路線。
同時，申菱也形成了自己的節(jié)能理念與模式，打個比方，在室內(nèi)端，越靠近散熱源（芯片）散熱效率越高；在室外，盡量地多利用自然冷卻技術(shù)以及蒸發(fā)冷技術(shù)，才能將效率才能發(fā)揮到大。
基于技術(shù)路線與節(jié)能理念，申菱逐步形成了兩個大系列的產(chǎn)品。一是“菱系列”產(chǎn)品，主要是針對室內(nèi)端，包括房間級、列間、機柜級、背板、風(fēng)檣等系列化的產(chǎn)品。一是“天系列”產(chǎn)品，主要是針對室外端。在近幾年，申菱形成了間接蒸發(fā)冷、液冷、氟泵多聯(lián)等產(chǎn)品。除此之外，因為申菱也具備工程安裝資質(zhì)，因此，在數(shù)據(jù)中心建設(shè)上，申菱也在做工程預(yù)制化的產(chǎn)品，就是預(yù)制化集成冷站。通過BIM技術(shù)的應(yīng)用，把集成冷站提前預(yù)制化，減少現(xiàn)場的施工時間，提高施工質(zhì)量和效率。
Q3：申菱在液冷上有哪些產(chǎn)品？
A3：液冷在業(yè)內(nèi)比較普遍的溫控解決方案主要是三大類，一是冷板式液冷，二是浸沒式液冷，三是噴淋式液冷。申菱的思路和理念是：配套服務(wù)器，申菱供整體液冷的解決方案。目前申菱在冷板式液冷和浸沒式液冷上均有整體解決方案，產(chǎn)品包括設(shè)計方案，一次側(cè)的干冷劑、管路預(yù)制，二次側(cè)的CDU、二次側(cè)環(huán)網(wǎng)等。
Q4：您認(rèn)為不同的制冷方式，各自適合怎樣的數(shù)據(jù)中心，申菱是否有比較綜合性的應(yīng)用？
A4：這是一個很好的話題。既然液冷是終極解決方案，未來能不能替代所有的解決方案？從目前來看，以我的判斷是不可能的。不同的區(qū)域、不同的用戶、不同的應(yīng)用場景，這些因素導(dǎo)致用戶特性與需求不同。
因此，在制冷的選擇上，我認(rèn)為“沒有好的方案，只有最適合自己的方案”。液冷大的特點是更高的制冷效率，以及能有效降低PUE，但只有應(yīng)用于高功率密度才能體現(xiàn)出它的綜合性價比，這讓它的場景主要是超算、智算及其他高算力需求。而除此之外，現(xiàn)實環(huán)境下還有大量的數(shù)據(jù)中心，做的是數(shù)據(jù)傳輸、備份等。它們的機柜功率密度需求并不是很高，低于10kW以下有著很大的市場。基于這個原因，我判斷，未來液冷在整個溫控散熱里的占比也很難突破50%。
另外，在北方區(qū)域尤其是西北、華北以及西南云貴地區(qū)，均有低溫情況，這些區(qū)域本身自然條件較好，再利用自然冷卻產(chǎn)品，包括間接蒸發(fā)冷、氟泵多聯(lián)產(chǎn)品，以及其他的直通風(fēng)自然冷卻技術(shù)，都能夠大幅度地降低運營成本。
沒有一種產(chǎn)品能夠打遍天下無敵手，或者說可以普適所有的場景。申菱給客戶建議以及做解決方案的時候，也要更多結(jié)合客戶自身的特性去做?；诖宋艺J(rèn)為，液冷、間接蒸發(fā)冷、氟泵，以及傳統(tǒng)的房間級精密空調(diào)，我建議還是要采用變頻技術(shù)，在可預(yù)見的未來，其實它們還有很長的生命周期。幾種主流的方案，都會以一種共存的形式共同地發(fā)展。
Q5：申菱對節(jié)能改造的感受如何？您認(rèn)為其中的重點或難點是什么？
A5：隨著數(shù)據(jù)中心建設(shè)規(guī)模越來越大，存量機房越來越多，而在國家“雙碳”指標(biāo)以及對PUE嚴(yán)格限制要求之前，其中不少機房在節(jié)能上的要求較低，現(xiàn)在看有著很大的改造空間。申菱也一直在關(guān)注這塊，申菱認(rèn)為這是比較大的市場，不過，節(jié)能改造對參與其中的供應(yīng)商的綜合能力要求比較強。
節(jié)能改造的難點我認(rèn)為主要表現(xiàn)在三方面：
首先，是節(jié)能改造自身難度極大。節(jié)能改造大致可以分為三大類。第一類，老的數(shù)據(jù)中心應(yīng)該叫“改建”，而不應(yīng)該叫“改造”，它可能是屬于要淘汰的類型，要整個拆掉，然后重新做規(guī)劃設(shè)計。針對這一類，可能就相當(dāng)于一個新建的中小型的規(guī)模，它就不能單純地看作是改造了。
其他兩類的改造，一種是在線改造，另一種是非在線，就是不帶業(yè)務(wù)的改造。對于我們來講，在線改造是最難的，怎么改造不影響業(yè)務(wù)，怎么保證業(yè)務(wù)的前提下去施工并做好方案都有極高的難度，但可能目前我們碰到最多的，反而就是要在線改造，尤其是在運營商領(lǐng)域較為明顯。針對非在線業(yè)務(wù)的改造，相對來說就好一些，只要做好一些前期的整體規(guī)劃，相對來說各方面會可控。
兩種改造都存在一個比較大的特點，我們目前接觸到的這種項目，沒有一個項目是一模一樣的改造。也就是說，每一個項目都是定制的，都有差異化，需要前期去現(xiàn)場做大量的考察、公開，以及到了后續(xù)，設(shè)備需不需要針對這個再做一些特殊的處理或定制等，這也極大的提升了改造難度。
其次，針對改造項目，怎么去評價它的改造效果？目前其實也很難。節(jié)能效果是由于采用了節(jié)能設(shè)備，還是只因為更換了新設(shè)備；第三方所提供的改造前、改造中、改造完測試對比是否是公允的等，均不好判定，這導(dǎo)致在改造前后給出合理評價難度較大。
再次，針對改造項目的投資回報的測算也有著相當(dāng)?shù)碾y度。如何給客戶帶來比較好的收益和回報是節(jié)能改造項目必須考慮的一點，但其測算并不容易，其原因與第二點息息相關(guān)的，因為投資回報只有在第三方測試結(jié)果出來之后，才能跟前期給客戶承諾的預(yù)期進(jìn)行合理對比。
數(shù)字匠人
作為數(shù)字經(jīng)濟的底座，數(shù)據(jù)中心近年來保持著高速增長的態(tài)勢，并呈現(xiàn)出高算力、高安全、高技術(shù)、高能效的發(fā)展態(tài)勢，較好地滿足了數(shù)字經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展的算力需求。這離不開數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)的從業(yè)者們的共同努力，他們普遍具備從業(yè)時間長、專業(yè)水平高、創(chuàng)新能力強的特點，在工作中精益求精、愛崗敬業(yè)，以匠人精神來打磨產(chǎn)品，推動產(chǎn)業(yè)優(yōu)化，為數(shù)字經(jīng)濟提供助力。
為傳承匠人精神，加快數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展，中國IDC圈企業(yè)俱樂部主辦了《數(shù)字匠人》訪談欄目。欄目邀請數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)從業(yè)者中的優(yōu)秀代表，圍繞當(dāng)下行業(yè)中最為關(guān)心的節(jié)能減碳、智能化運維、儲能等，闡述數(shù)據(jù)中心相關(guān)先進(jìn)技術(shù)、產(chǎn)品、解決方案，分析數(shù)據(jù)中心發(fā)展趨勢，以此來傳遞專業(yè)知識，分享產(chǎn)業(yè)經(jīng)驗，加快行業(yè)發(fā)展，推進(jìn)千行百業(yè)數(shù)字化進(jìn)程。
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