“热管理系统AI综合节能改造”——开启数据中心新时代

维谛技术服务： 欧小明 曲鑫

当前，基于AI技术在确保精准制冷、实现节能和提升运营效率方面的重要作用，将AI技术与热管理系统改造相结合，实现深度协同，是数据中心节能改造的关键路径之一。

“AI+综合节能改造”提升热管理系统效率

首先，热管理系统的改造可以提升系统硬件的效率、自然冷利用的能力，并优化气流组织，从而提高系统的柔性能力、自动化水平和整体效率。以风冷精密热管理系统为例，通过采用“全变频+SDC氟泵自然冷+冷热通道隔离”的改造方案，不仅能提高系统效率，还可以降低设备的噪音和振动。

其次，AI系统赋予热管理系统的智慧大脑，AI通过实时工况数据和预测性分析，可以预测制冷需求，自动调整系统运行状态，实现动态的冷却控制。同时，AI系统通过强化学习不断寻优，完善预测和控制策略，最大限度地减少能源消耗。以中央空调冷冻水系统为例，当AI系统结合冷冻水系统自动化改造后，可实现分钟级的控制策略调整。

因此，热管理系统AI综合节能改造可最大程度地实现节能降碳，能够将数据中心PUE 1.8降低到PUE<1.3。

热管理系统AI综合节能改造的特点

1.性能提升和柔性调控：

增强系统硬件的性能：对热管理系统硬件的改造，提升硬件的性能和效率，使系统更加柔性可调，还可增加自然冷利用的能力；

自然冷利用提升： 增加自然冷或提升自然冷利用的效率，最终提高整体系统运行效率。

2.智能化和自适应性提升：系统具备自适应学习能力，可以不断优化控制策略，适应不同工作条件和环境变化。

3.智能制冷和实时节能：结合AI技术、全变频和自然冷技术，实现整个运行周期的最优控制，热管理系统能够适应IT负载、环境温度等工况变化，实现按需制冷和实时节能。

4.全自动化和降低运营成本：AI结合自动化改造，实现系统全自动寻优，无需人工干预，降低运营成本，提高管理效率。

5.实时监测与智能预测：AI系统基于实时监控和智能预测功能，及时发现节能机会，并通过预测性调整防止局部热点和减少能源浪费。此外，系统还可以故障预警，实现预测性维护。

6.多维度能耗管理和全方位监控：基于对数据的深度分析，AI系统提供多维度、全方位的能耗监控和管理，实现更精确、更节能的能源管理，并支持远程控制和优化。

维谛技术拥有从设备级到系统级人工智能的研发和制造能力，为热管理系统节能提供整体和创新的解决方案。借助维谛技术全栈式自适应AI平台，数据中心将迎来更可靠、更高效、更智能的新时代。

热管理系统AI综合节能改造最佳实践

案例一：东北某金融数据中心Vertiv™ AI Lite综合节能改造

挑战背景：

东北某金融数据中心面临业务增长受限，迫切需要提升机柜负载能力，同时还需要提高运行效率，响应“双碳”战略。

维谛技术解决方案：

对10个微环境的MDC进行全面改造，提高设备运行效率。

2.部署Vertiv™ AI Lite节能系统，实现智能化能源管理。

方案价值：

1.全面交付解决方案： 提供一揽子高可靠保障，整体通过Tier-Ready最高等级认证，解决客户基础设施建设难题。

2.AI+变频氟泵列间空调：使得PUE完全符合政策监管要求。

3.Vertiv™ AI Lite智能模块：引入强化学习+回归预测算法，实现快速收敛，自动适应各种模块化机房场景。

4.节能效果显著： 经第三方权威机构测试验证，搭配Vertiv™ SmartAisle™解决方案，Vertiv™ AI Lite在不同工况条件下的节能效果达到了7.9%至21.7%。

案例二：华东某电信运营商数据机房Vertiv™ AI Room+全变频空调改造节能改造

挑战背景：

某电信运营商数据机房面临老旧精密空调效率低下，机房pPUE较高。

维谛技术解决方案：

1.将传统定频系统升级为全变频空调系统。

2.部署Vertiv™ AI Room节能系统，注入智能化能源管理。

方案价值：

1.全变频空调改造：系统节能效率提升高达46%。

2.AI系统节能增效：引入Vertiv™ AI Room系统，额外节能18%，空调节能率达到55%，机房pPUE降低超过15%。

3.先进技术融合：Vertiv™ AI Room系统基于深度学习和强化学习，与全变频空调技术相融合，实现：

自适应调节： 无需人工干预，基于环境温度和IT负荷变化，AI智能调节实现实时节能。

预测未来趋势：AI全自动寻优，智慧控制输出，提升空调效率，避免局部热点产生。

多重保障： 结合多重安全保障和AI策略跟踪，在确保安全的前提下，实现更深度的节能。

机房空调AI节能控制技术荣获数据中心科技成果奖：二等奖

案例三：某楼宇冷机系统Vertiv™ AI Building综合节能改造

改造背景：

维谛技术在进行数据中心AI节能改造的同时，也尝试对自用的楼宇和实验室中央空调系统进行全面的改造升级统。

维谛技术改造方案：

1.变频改造：对冷却塔风机和水泵进行变频改造，提高系统运行效率和柔性能力。

2.传感器增设：引入更多传感器，监测制冷系统的关键参数，为制冷运行调控和AI智能管理提供精准数据支持。

3.自动控制系统改造：对热管理系统进行自动控制系统的全面升级改造，提升系统的自动化水平、自适应性和智能程度。

4.AI Building节能系统部署：引入Vertiv™ AI Building节能系统，为楼宇冷机系统提供先进的智能化能源管理。

方案价值：

1.冷源节能率提升：通过综合节能改造，冷源侧节能率达到约24.5%，在引入AI系统后，可额外提升10.8%左右。

2.运维降低依赖：实现全自动运行和AI节能改造，显著降低对运维人员的依赖，改造后的系统运行更加稳定可靠。

3.智能化管理系统建立：通过AI系统实现对热管理系统运行状态的实时监测，设备远程操作和控制策略可视化，并具备移动终端应急处理、运行报表、系统诊断和设备管理等多功能。

案例四：某汇聚机房Vertiv™ AI Site综合节能改造

挑战背景：

XX移动基站原来采用4台5P的定频民用柜机，显热比只有0.65～0.82，存在除湿损耗大，部分负载下制冷效率较低、能耗较高等问题，而且受限于空调安装位置，机房气流组织不合理，导致中区及远端温度较高。

维谛技术改造方案：

1.DFC新风创新：引入DFC新风自然冷系统，采用静电除尘技术，极大减少维护工作量和成本。

2.创新的SRC壁挂精密空调结合风管送风：采用SRC壁挂精密空调结合风管，实现多点精确送风，有效消除局部过热，提升空调系统效率超过30%。

3.Vertiv™ AI Site节能部署：引入AI节能系统，对DFC、SRC及其他空调系统进行智能管理。

方案价值：

1.节能率高：改造前机房平均PUE高达2.0，改造后空调节能率达到70.1%，PUE降至约1.3。

2.投资回收周期短：投资回收周期仅约2年，为客户带来了经济效益的迅速实现。

通过以上案例，充分展示了维谛技术在AI综合节能方面的卓越能力，同时彰显了其创新解决方案的全面性和先进性。

毋庸置疑， AI技术与热管理技术的融合已成为基础设施未来发展的重要趋势之一，赋予传统热管理系统高效、自动化、智能化的新形态。维谛技术将通过持续不懈的创新和实践，推动数据中心迈向绿色、高效、安全、智能的发展方向，为构建美好的数字世界贡献智慧和力量。

关于维谛技术（Vertiv）

维谛技术（Vertiv，NYSE：VRT）致力于保障客户关键应用的持续运行、发挥最优性能、业务需求扩展，并为此提供硬件、软件、分析和延展服务技术的整体解决方案。维谛技术（Vertiv）帮助现代数据中心、边缘数据中心、通信网络、商业和工业设施客户所面临的艰巨挑战，提供全面覆盖云到网络边缘的电力、制冷和IT基础设施解决方案和技术服务组合。