數(shù)據(jù)中心液氣雙通道散熱與環(huán)控系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用

1、數(shù)據(jù)中心液/氣雙通道散熱與環(huán)控系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用1、基本情況(1) 申報(bào)獎(jiǎng)勵(lì)種類(lèi): 廣東省科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)(2) 項(xiàng)目名稱(chēng)：數(shù)據(jù)中心液/氣雙通道散熱與環(huán)控系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用(3) 完成單位：廣東申菱環(huán)境系統(tǒng)股份有限公司；中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)廣東有限公司；廣東新創(chuàng)意科技有限公司；廣東盈嘉科技工程發(fā)展股份有限公司；浪潮電子信息產(chǎn)業(yè)股份有限公司；華南理工大學(xué)(4)主要完成人林湧雙，張學(xué)偉，李勇，潘展華，朱坤元，丘文博，梁潔平，張存勇，肖雪，何其振，陳創(chuàng)新，李春曉，謝春輝，王旭，汪東2、項(xiàng)目簡(jiǎn)介本項(xiàng)目針對(duì)當(dāng)前數(shù)據(jù)中心存在的高能耗高浪費(fèi)、熱島現(xiàn)象突出、資源利用效率低等“三大難題”，經(jīng)過(guò)多年研究，取得

2、以下創(chuàng)新成果及應(yīng)用效益：1、首創(chuàng)數(shù)據(jù)中心液/氣雙通道散熱與環(huán)控系統(tǒng)架構(gòu)。根據(jù)服務(wù)器的熱場(chǎng)特征，突破單一氣冷散熱模式限制，構(gòu)建數(shù)據(jù)中心“接觸式”精準(zhǔn)液冷散熱通道和“非接觸式”高效氣冷環(huán)控通道，解決了大數(shù)據(jù)中心高能耗高浪費(fèi)、熱島現(xiàn)象突出、資源利用效率低“三大難題”，實(shí)現(xiàn)了在高熱高濕地區(qū)數(shù)據(jù)中心PUE低于1.2、滿(mǎn)負(fù)載CPU內(nèi)核工作溫度低至54。2、研制針對(duì)高熱流密度元件的液冷散熱系統(tǒng)。一是發(fā)明高可靠、低熱阻液冷型熱管散熱器，實(shí)現(xiàn)熱量從高熱流密度元件直接、高效導(dǎo)出至循環(huán)液體中。二是開(kāi)發(fā)了并聯(lián)同程液冷分配單元，實(shí)現(xiàn)機(jī)柜內(nèi)各服務(wù)器供冷動(dòng)態(tài)平衡。三是開(kāi)發(fā)了雙環(huán)路雙級(jí)液循環(huán)供冷系統(tǒng)，確保內(nèi)循環(huán)無(wú)污染、安全運(yùn)

3、行，且實(shí)現(xiàn)架間可靠供液、壓力均衡、流量匹配。3、研制針對(duì)低熱流密度元件的氣冷環(huán)控系統(tǒng)。一是開(kāi)發(fā)了整機(jī)柜型風(fēng)扇墻，實(shí)現(xiàn)散熱能力與業(yè)務(wù)類(lèi)型的精確匹配、且大大提高風(fēng)扇效率。二是開(kāi)發(fā)了水冷背板/熱管背板，一對(duì)一精確解決機(jī)架級(jí)熱島問(wèn)題，并采用高溫冷水機(jī)組、精確匹配數(shù)據(jù)中心高顯熱比特征。三是開(kāi)發(fā)了帶Free Cooling的冷源主機(jī)，應(yīng)用雙模高溫冷水機(jī)組，進(jìn)一步提高能效比。4、開(kāi)發(fā)雙通道散熱與環(huán)控智能管控平臺(tái)。開(kāi)發(fā)了智能網(wǎng)關(guān)海量數(shù)據(jù)采集技術(shù)、構(gòu)建多參數(shù)多維度能耗相關(guān)性模型、探索基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的供冷平衡控制方法，并建立集預(yù)測(cè)仿真及智能調(diào)節(jié)能力的數(shù)據(jù)中心能耗智能管控平臺(tái)。平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)中心全系統(tǒng)的分布式海量

4、數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)、在線(xiàn)監(jiān)測(cè)和狀態(tài)告警，通過(guò)PID機(jī)制適時(shí)控制執(zhí)行單元，確保內(nèi)循環(huán)供冷與服務(wù)器散熱需求匹配、供水溫度控制精度高，確保服務(wù)器安全穩(wěn)定運(yùn)行。5、本項(xiàng)目知識(shí)產(chǎn)權(quán)成果顯著。申請(qǐng)專(zhuān)利共73項(xiàng)（其中發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)41項(xiàng)、已授權(quán)20項(xiàng)），發(fā)表論文7篇，獲得軟件著作權(quán)1項(xiàng)，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)1項(xiàng)。6、本項(xiàng)目應(yīng)用效益明顯。本項(xiàng)目“液/氣雙通道散熱與環(huán)控系統(tǒng)”相繼在威創(chuàng)視訊、曙光信息、浪潮軟件等公司的產(chǎn)品上實(shí)現(xiàn)了測(cè)試和推廣應(yīng)用，取得了節(jié)能30%甚至40%以上的良好效果。本項(xiàng)目技術(shù)成果效益顯著，充分助力我國(guó)的節(jié)能減排工作落地，相比傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心（PUE大于2.2），采用本項(xiàng)目成果的數(shù)據(jù)中心可實(shí)現(xiàn)節(jié)能45%以上（以10

5、00kW的IT總功率的數(shù)據(jù)中心為例，PUE為1.2的數(shù)據(jù)中心比PUE為2.2的數(shù)據(jù)中心年耗電量節(jié)省876萬(wàn)kWh），全面推廣后相當(dāng)于我國(guó)每年可減少燃燒標(biāo)準(zhǔn)煤1500萬(wàn)噸、減少排放二氧化碳3700萬(wàn)噸。本項(xiàng)目技術(shù)復(fù)雜、研制難度很大，具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，在液/氣雙通道散熱與環(huán)控、高熱流密度器件精準(zhǔn)高效導(dǎo)熱、雙環(huán)路雙級(jí)液循環(huán)供冷等方面有重大創(chuàng)新，經(jīng)工業(yè)和信息化部組織專(zhuān)家鑒定為達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。項(xiàng)目成果已在國(guó)內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，取得了重大的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益，具有廣闊的推廣應(yīng)用前景。3、主要知識(shí)產(chǎn)權(quán)證明目錄知識(shí)產(chǎn)權(quán)類(lèi)別知識(shí)產(chǎn)權(quán)具體名稱(chēng)授權(quán)國(guó)家（地區(qū)）授權(quán)號(hào)授權(quán)日期權(quán)利人有效狀態(tài)發(fā)明液冷裝置和輔助散熱裝置結(jié)合

6、的服務(wù)器機(jī)柜散熱系統(tǒng)中國(guó)ZL201510144650.82016-02-03廣東申菱環(huán)境系統(tǒng)股份有限公司有權(quán)發(fā)明一種二次水環(huán)路服務(wù)器機(jī)柜散熱系統(tǒng)的控制方法中國(guó)ZL201410480206.92016-08-17廣東申菱環(huán)境系統(tǒng)股份有限公司有權(quán)發(fā)明門(mén)式熱管空調(diào)和液冷裝置結(jié)合的服務(wù)器機(jī)柜散熱系統(tǒng)中國(guó)ZL201510144775.02016-05-18廣東申菱環(huán)境系統(tǒng)股份有限公司有權(quán)發(fā)明一種熱管外循環(huán)式二次冷媒環(huán)路服務(wù)器機(jī)柜散熱系統(tǒng)中國(guó)ZL201410511772.12017-2-15中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)廣東有限公司有權(quán)發(fā)明一種熱管循環(huán)式一次冷媒環(huán)路服務(wù)器機(jī)柜散熱系統(tǒng)中國(guó)ZL 201410473601.

7、42017-2-15中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)廣東有限公司有權(quán)發(fā)明一種二次水環(huán)路服務(wù)器機(jī)柜散熱系統(tǒng)中國(guó)ZL201410480437.X2017-2-22中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)廣東有限公司有權(quán)發(fā)明一種多路復(fù)用串口協(xié)議轉(zhuǎn)換方法中國(guó)ZL201310085437.52016-05-11廣東盈嘉科技工程發(fā)展股份有限公司有權(quán)發(fā)明一種半導(dǎo)體制冷空調(diào)裝置中國(guó)ZL201010291142.X2012-06-27廣東新創(chuàng)意科技有限公司有權(quán)發(fā)明一種優(yōu)化計(jì)算機(jī)系統(tǒng)散熱節(jié)能的設(shè)計(jì)方法中國(guó)ZL201210328922.62016.08.17浪潮電子信息產(chǎn)業(yè)股份有限公司有權(quán)實(shí)用新型一種制冷系統(tǒng)、制冷機(jī)組中國(guó)ZL201620530071.7

8、2016-11-23廣東申菱環(huán)境系統(tǒng)股份有限公司有權(quán)4.代表性論文專(zhuān)著目錄序號(hào)論文專(zhuān)著名稱(chēng)/刊名影響因子年卷頁(yè)碼(xx年xx卷xx頁(yè))發(fā)表時(shí)間年月日通訊作者第一作者國(guó)內(nèi)作者SCI他引次數(shù)他引總次數(shù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)是否歸國(guó)內(nèi)所有1Evaporation and condensation heat transfer in a heat pipe with a sintered-grooved composite wick/ Applied Thermal Engineering/ Li Yong3.0432013, 50(1): 342-3512013-1-10李勇,李勇,何衡飛， 曾志新1212是2An

9、alysis of collapse in flattening a micro-grooved heat pipe by lateral compression/ Chinese Journal of Mechanical Engineering/ Li Yong0.5312012, 25(6): 1210-12172012-6-12李勇,李勇,何衡飛， 曾志新22是3加工微小型軸向溝槽銅管的多齒芯頭齒形優(yōu)化/華南理工大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版0.4862011, 39(8):1-62011-08-15李勇李勇,王修坤, 曾志新02是4薄壁軸向微溝槽銅管高速旋壓成形的數(shù)值模擬/華南理工大學(xué)學(xué)報(bào)：自

10、然科學(xué)版0.4862010, 38(1):128-1332010-01-15李勇李勇許澤川, 湯勇, 曾志新011是5數(shù)據(jù)中心節(jié)能致冷技術(shù)研究與試驗(yàn)/電信科學(xué)0.6122014年30卷106頁(yè)2014-08-20林湧雙林湧雙丘文博01是6基于熱傳導(dǎo)技術(shù)的數(shù)據(jù)中心冷卻系統(tǒng)的研究與應(yīng)用/電信工程技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化0.2972016年6期21-25頁(yè)2016-06-15何其振何其振劉鈞、王旭、葉菲菲00是7新型數(shù)據(jù)中心動(dòng)力系統(tǒng)的研究和應(yīng)用/通信電源技術(shù)0.1142015年2期55-59頁(yè)2015-03-25王旭王旭李志鋒、劉文飛、何其振01是5、主要完成人情況林湧雙：中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)廣東有限公司南方基地總

11、經(jīng)理，教授級(jí)高級(jí)工程師。本項(xiàng)目的總發(fā)起人、總負(fù)責(zé)人、總架構(gòu)師，提出數(shù)據(jù)中心致冷的“雙通道”概念、提出將“熱管水冷模塊”應(yīng)用于服務(wù)器CPU致冷的技術(shù)理念，組織完成相關(guān)技術(shù)實(shí)驗(yàn)。張學(xué)偉：廣東申菱環(huán)境系統(tǒng)股份有限公司總設(shè)計(jì)師，博士。擔(dān)任雙循環(huán)雙環(huán)路系統(tǒng)總設(shè)計(jì)，解決了液/氣雙通道散熱與環(huán)控系統(tǒng)架構(gòu)技術(shù)難點(diǎn)。李勇：華南理工大學(xué)，教授。負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)中心液/汽雙通道散熱與環(huán)控系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用中液通道關(guān)鍵核心部件液冷型熱管散熱器的研發(fā)及提供該系統(tǒng)的理論支撐潘展華：廣東申菱環(huán)境系統(tǒng)股份有限公司總設(shè)計(jì)師總經(jīng)理，擔(dān)任雙循環(huán)雙環(huán)路系統(tǒng)設(shè)計(jì)負(fù)責(zé)人，解決了液/氣雙通道散熱與環(huán)控系統(tǒng)架構(gòu)技術(shù)難點(diǎn)。朱坤元：中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)廣東

12、有限公司南方基地網(wǎng)管支撐中心總經(jīng)理，高級(jí)工程師。負(fù)責(zé)總體組織熱管水冷服務(wù)器樣機(jī)系統(tǒng)搭建和測(cè)試、數(shù)據(jù)中心雙通道致冷實(shí)驗(yàn)局搭建和測(cè)試。丘文博：中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)廣東有限公司，負(fù)責(zé)完成對(duì)服務(wù)器組件能耗分析、總體組織服務(wù)器定制化改造；數(shù)據(jù)中心雙通道散熱與環(huán)控系統(tǒng)試商用局建設(shè)和測(cè)試。梁潔平：廣東申菱環(huán)境系統(tǒng)股份有限公司技術(shù)管理與基礎(chǔ)研究所所長(zhǎng)，擔(dān)任雙循環(huán)雙環(huán)路系統(tǒng)研發(fā)設(shè)計(jì)，解決了低熱流密度元件的氣冷環(huán)控系統(tǒng)技術(shù)難點(diǎn)。張存勇：廣東盈嘉科技工程發(fā)展股份有限公司董事長(zhǎng)，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)中心液/氣雙通道智能管控平臺(tái)的統(tǒng)籌規(guī)劃。肖雪：浪潮電子信息產(chǎn)業(yè)股份有限公司副總裁，負(fù)責(zé)高密度整機(jī)柜服務(wù)器中部署液/氣雙通道高效致冷技術(shù)的

13、整體應(yīng)用。何其振：中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)廣東有限公司，組織完成雙通道致冷實(shí)驗(yàn)局致冷系統(tǒng)搭建和測(cè)試工作，參與雙通道散熱與環(huán)控試商用局的前期設(shè)計(jì)、中期測(cè)試和長(zhǎng)期運(yùn)維工作。陳創(chuàng)新：廣東新創(chuàng)意科技有限公司董事長(zhǎng)，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)中心液/汽雙通道散熱與環(huán)控系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用中寬溫區(qū)高導(dǎo)熱性能銅水熱管的研發(fā)。李春曉：浪潮電子信息產(chǎn)業(yè)股份有限公司副總經(jīng)理，負(fù)責(zé)高密度整機(jī)柜服務(wù)器中部署液/氣雙通道高效致冷技術(shù)的整體應(yīng)用。謝春輝：廣東申菱環(huán)境系統(tǒng)股份有限公司，負(fù)責(zé)液氣雙通道致冷設(shè)備研制及安裝調(diào)試，包括溫控單元，分配單元，維護(hù)單元，列間空調(diào)，自然散熱裝置等。王旭：中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)廣東有限公司，組織完成雙通道致冷實(shí)驗(yàn)局供電系統(tǒng)搭建和測(cè)試工作，參與雙通道散熱與環(huán)控試商用局的前期設(shè)計(jì)、中期測(cè)試和長(zhǎng)期運(yùn)維工作。汪東：廣東盈嘉科技工程發(fā)展股份有限公司副總經(jīng)理，數(shù)據(jù)中心液/氣雙通道智能管控平臺(tái)能源監(jiān)測(cè)及節(jié)能評(píng)估工作。5. 推廣應(yīng)用情況2010年起陸續(xù)研制了數(shù)據(jù)中心液/氣雙通道散熱與環(huán)控系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)及產(chǎn)品，包括：高效水冷型熱管新型散熱裝置、雙環(huán)路雙級(jí)水循環(huán)供冷系統(tǒng)、雙通道致冷系統(tǒng)智能管控平臺(tái)等；本項(xiàng)目產(chǎn)品目前已經(jīng)批量化生產(chǎn)。2013年起，“液/氣雙通道精準(zhǔn)高效致冷系統(tǒng)”關(guān)鍵技術(shù)及產(chǎn)品相繼在浪潮軟件、正康電子、威創(chuàng)視訊、曙光信息等公司的產(chǎn)品上實(shí)現(xiàn)了推廣應(yīng)用和運(yùn)行測(cè)試，取得了良好效果。該項(xiàng)目大幅提高數(shù)據(jù)中心熱流密度、提高