電源使用效率十

1、電源使用效率十PowerUsageEffectiveness的簡寫,是評價(jià)數(shù)據(jù)中心能源效率的指標(biāo),是數(shù)據(jù)中央消耗的所有能源與IT負(fù)載使用的能源之比,是DCIE(datacenterinfrastructureefficiency)的反比.PUE=數(shù)據(jù)中央總設(shè)備能耗/IT設(shè)備能耗,PUE是一個(gè)比值,基準(zhǔn)是2,越接近1說明能效水平越好PUE(PowerUsageEffectiveness電源使用效率)值已經(jīng)成為國際上比擬通行的數(shù)據(jù)中央電力使用效率的衡量指標(biāo).PUE值是指數(shù)據(jù)中央消耗的所有能源與IT負(fù)載消耗的能源之比.PUE值越接近于1,表示一個(gè)數(shù)據(jù)中央的綠色化程度越高.隨著電子信息系統(tǒng)機(jī)房IT設(shè)備

2、高密度的集成化,解決設(shè)備散熱及機(jī)房散熱量日漸趨高的現(xiàn)象開始受到了各界強(qiáng)烈關(guān)注.而根據(jù)研究顯示,IT/電信目前相關(guān)的碳排放已經(jīng)成為最大的溫室氣體排放源之一,由此一年產(chǎn)生的碳排放為8.6億噸,且該領(lǐng)域的排放勢頭還在隨著全球?qū)τ?jì)算、數(shù)據(jù)存儲和通信技術(shù)需求的增長快速上升.即使人們大力提升設(shè)備、機(jī)房結(jié)構(gòu)等裝置和數(shù)據(jù)中央的能效,至IJ2021年,全球IT相關(guān)碳排放也將到達(dá)15.4億噸.所以越來越多的人開始關(guān)注綠色機(jī)房的建設(shè).目前,PUEPowerUsageEffectivenes§電源使用效率值已經(jīng)成為國際上比較通行的數(shù)據(jù)中央電力使用效率的衡量指標(biāo).PUE值是指數(shù)據(jù)中央消耗的所有能源與IT負(fù)載消

3、耗的能源之比.PUE值越接近于1,表示一個(gè)數(shù)據(jù)中心的綠色化程度越高.當(dāng)前,國外先進(jìn)的數(shù)據(jù)中央機(jī)房PUE值通常小于2,而我國的大多數(shù)數(shù)據(jù)中央的PUE值在2-3之間.所以國內(nèi)機(jī)房內(nèi)芯片級主設(shè)備1W的功耗會(huì)導(dǎo)致總體耗電量到達(dá)2-3W,而國外機(jī)房內(nèi)芯片級主設(shè)備1W的功耗只會(huì)導(dǎo)致總體耗電量為2W以下.機(jī)房建設(shè)前期的設(shè)計(jì)和規(guī)劃就把節(jié)能、環(huán)?？紤]到,并在設(shè)計(jì)和規(guī)劃的過程中到達(dá)機(jī)房的使用要求的前提下,把機(jī)房的PUE值作為機(jī)房的設(shè)計(jì)和規(guī)劃要求.用戶對PUE值的要求,機(jī)房設(shè)計(jì)滿足并說明從幾方面可以把機(jī)房的設(shè)計(jì)到達(dá)用戶的要求.根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,數(shù)據(jù)中央的冷卻占機(jī)房總功耗的40%左右.機(jī)房中的冷卻主要是由機(jī)房空調(diào)負(fù)責(zé)

4、,所以降低機(jī)房空調(diào)的耗電量可以有效的降低機(jī)房的PUE值.由于現(xiàn)代電子信息系統(tǒng)機(jī)房中的空調(diào)負(fù)荷主要來自于計(jì)算機(jī)主機(jī)設(shè)備、外部輔助設(shè)備的發(fā)熱量,其中效勞器、存儲、網(wǎng)絡(luò)等主設(shè)備占到設(shè)備散熱量的80%.所以隨著效勞器集成密度的持續(xù)增高,效勞器機(jī)柜設(shè)備區(qū)就成為了機(jī)房內(nèi)主要的熱島區(qū)域.效勞器設(shè)備熱密度越來越大.機(jī)房下送風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)是將抗靜電活動(dòng)地板下空間作為空調(diào)系統(tǒng)的送風(fēng)靜壓箱,空調(diào)機(jī)組由通風(fēng)地板向機(jī)柜、設(shè)備等熱負(fù)荷送風(fēng).可是當(dāng)冷風(fēng)從高密度機(jī)柜前面的地板出風(fēng)口送出的冷風(fēng)至機(jī)柜中部時(shí),冷風(fēng)已經(jīng)被效勞器全部吸收,所以假設(shè)機(jī)柜上半局部沒有足夠的冷量,就會(huì)導(dǎo)致機(jī)柜上半局部的設(shè)備無法正常運(yùn)行.近年來機(jī)房效勞器類負(fù)荷的

5、最高散熱量已攀升至每機(jī)柜20KW以上,原有地板下送風(fēng)機(jī)房精密空調(diào)系統(tǒng)理想送風(fēng)狀況下的機(jī)房單位面積最大供冷量為4KW/nf更大供冷量所配置的空調(diào)機(jī)組送風(fēng)量也相應(yīng)增大,其送風(fēng)風(fēng)壓足以把地板給吹起來,已無法滿足其需求.上述的問題解決：機(jī)房在設(shè)計(jì)中采用靜電地板高度的提升,地板出風(fēng)口的通風(fēng)率的提升,封閉機(jī)柜冷通道,以及用風(fēng)道上送風(fēng)和地板下送風(fēng)結(jié)合制冷等方式進(jìn)行解決.機(jī)房空調(diào)的冷量不浪費(fèi),有效地利用可以很大地提升空調(diào)的利用率.在實(shí)現(xiàn)機(jī)房制冷的前提下,空調(diào)運(yùn)行也可以節(jié)能.通過空調(diào)系統(tǒng)一系列的優(yōu)化,可以降低整個(gè)機(jī)房的PUE值然而,空調(diào)本身的耗電量是最主要的.所以解決空調(diào)自身的耗電量是降低空調(diào)能耗本錢的關(guān)鍵.機(jī)

6、房中采用傳統(tǒng)的風(fēng)冷制冷方式是最耗電的運(yùn)行方式.在大的IDC中現(xiàn)在根本上都采用水冷式的機(jī)房空調(diào)系統(tǒng),比風(fēng)冷系統(tǒng)節(jié)能20%左右.但是,我們也可以通過新的空調(diào)技術(shù)實(shí)現(xiàn)比水冷空調(diào)再節(jié)能30%以上的空調(diào)系統(tǒng)非電空調(diào)0非電空調(diào)俗稱漠化鋰空調(diào)、吸收式制冷機(jī)、燃?xì)饪照{(diào)等,其工作原理是通過采用天然氣、城市煤氣、發(fā)電廢熱、工業(yè)廢熱、工業(yè)廢水、太陽能、沼氣等任何能產(chǎn)生80C以上的熱能為動(dòng)力、以漠化鋰為冷媒進(jìn)行熱交換,從而降低空調(diào)循環(huán)水溫度,到達(dá)制冷目的；但“非電只是空調(diào)本身的制冷不直接用電來運(yùn)作,而支持空調(diào)運(yùn)作的前方機(jī)組,比方風(fēng)機(jī)、水泵、冷卻塔都是需要耗電的.但相對于直接用電來制冷和制熱,非電空調(diào)對電力的消耗非常小

7、.所以這種非電技術(shù)的意思是,我們無法杜絕用電,但是可以做到大幅度節(jié)約用電.非電空調(diào)制冷原理：就是利用漠化鋰溶液實(shí)現(xiàn)的,即水和濱化鋰的二介介質(zhì),由于沸點(diǎn)不同而且具有吸水性的原理,當(dāng)加熱浪化鋰溶液時(shí),水被蒸發(fā),蒸發(fā)的水流入蒸發(fā)器內(nèi)蒸發(fā)吸熱,然后蒸汽被冷凝,再次與漠化鋰混合成為溶液.這些過程中,它被熱源加熱,然后通過蒸發(fā)將需要冷卻的一端冷卻了,同時(shí)冷凝的熱量通過室外的冷卻塔冷卻或送到室內(nèi)制熱等.這樣就實(shí)現(xiàn)了用熱制冷.所謂非電技術(shù),就是采用直接由熱能來制冷的原理.傳統(tǒng)意義上的電空調(diào),要完成制冷效果,必須由熱能到機(jī)械能、由機(jī)械能到電能、再由電能回到機(jī)械能,最后才能到冷能,這其中5次能量轉(zhuǎn)換過程都將排出一

8、定數(shù)量的二氧化碳.因此,從理論上來說非電空調(diào)不僅節(jié)約了能源,還有效地減少了空調(diào)制冷過程中4倍的碳排放.機(jī)房建設(shè)中空調(diào)系統(tǒng)通過最新的技術(shù),我們可以把空調(diào)的能耗占整個(gè)機(jī)房總能耗的比值限制在15%左右.這樣整個(gè)機(jī)房的PUE值就可以限制在2以下.數(shù)據(jù)中央的UPS電源占機(jī)房總功耗的5%左右.而UPS自身的功率占UPS的7%左右.而且機(jī)房建設(shè)的等級越高需要UPS的數(shù)量就越多.比方：一個(gè)國標(biāo)C級的機(jī)房配置一臺400KVAUP涮可以滿足要求,假設(shè)這個(gè)機(jī)房中的負(fù)載沒有變化,只是等級從C級變成A級,那么UPS就會(huì)從一臺400KVA變成四臺400KVA的UPS所以解決UPS的自身功耗也是非常重要的.如果機(jī)房供電的電

9、源質(zhì)量非常好,UPS的工作方式就可以采用后備式的方式正常工作市電通過UPS的旁路直接給負(fù)載進(jìn)行供電,UPS處于備份狀態(tài).市電停電以后,直接轉(zhuǎn)換成UPS電池供電模式.通過這樣的方式可以節(jié)約所有UPS的自身功耗的電量.最后,PUE無論這樣變化,都是大于1的乘數(shù)因子.要做到最正確節(jié)能,降低效勞器等IT設(shè)備的功耗,才是最有效的方法.比方1W的IT設(shè)備需要總功耗電量為1.6W.當(dāng)降低效勞器設(shè)備功耗為0.8的時(shí)候,數(shù)據(jù)中央總功耗立即降為0.8X1.6=1.28.IT設(shè)備降低了0.2,而總耗電量降低了0.32.這就是乘數(shù)因子效應(yīng).得出方法編輯1 .在設(shè)施的電表中測量電能的使用.如果數(shù)據(jù)中央是在混合使用的設(shè)施

10、或辦公樓里,只需要測量儀表中供應(yīng)數(shù)據(jù)中央的電量.如果數(shù)據(jù)中央沒有一個(gè)單獨(dú)的電表,就須估計(jì)非數(shù)據(jù)中央所消耗的電量,然后從方程式中減掉這一局部.2 .在電源轉(zhuǎn)換、交換和調(diào)節(jié)完成之后,測量IT設(shè)備的負(fù)荷.據(jù)綠色網(wǎng)格所述,最有用的測量點(diǎn)是在計(jì)算機(jī)房配電單元PDU的輸出端.這種測量表示的是傳送到數(shù)據(jù)中央效勞器機(jī)架的總電量.根據(jù)正常運(yùn)行時(shí)間協(xié)會(huì)(UptimeInstitute),典型數(shù)據(jù)中央的電源使用效率平均為2.5.就是電表中每2.5瓦的電能,只有1瓦的電能用于IT負(fù)荷.正常運(yùn)行時(shí)間協(xié)會(huì)估計(jì)大多數(shù)設(shè)施如果使用最有效的設(shè)備和采取最正確做法,其電源使用效率可到達(dá)1.6.1PUE的缺陷編輯PUE是評估和跟蹤數(shù)

11、據(jù)中央電源利用率的一種手段,通過這個(gè)指標(biāo)可以幫助我們了解設(shè)施改良的效果,但我們很快陷入了PUE極限運(yùn)動(dòng)大賽,可以說,很多廠商宣稱的PUE數(shù)值是不可信的,由于沒有一家廠商能提供如何獲取這些數(shù)值或如何測量的詳細(xì)信息,因此PUE已經(jīng)成了一個(gè)被操縱的數(shù)字.幾乎每個(gè)人都知道,PUE的定義非常簡單,它等于輸送給數(shù)據(jù)中央的功率除以IT設(shè)備真實(shí)使用的功率的值.PUE=WH給數(shù)據(jù)中央的總功率/IT負(fù)載功率PUE如果等于1.0是最正確狀態(tài),這意味著所有輸入功率全部被IT設(shè)備使用,也就沒有制冷,沒有照明,甚至沒有布線,由于它們總是會(huì)消耗掉一局部電力的,從技術(shù)上來說這是不可能的,大多數(shù)傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中央的PUE值介于2.5至3.5之間,但新建造的數(shù)據(jù)中央和集裝箱結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)中央的PUE通常號稱低于1.1,如果真是這樣那就非常完美了.那么是什么使PUE的數(shù)值變得如此低呢很簡單,減少分子或增加分母可以使PUE變得更小,PUE的值越小越好,因此近來出現(xiàn)了人為操縱的跡象,例如,有人選擇了最正確的測量時(shí)機(jī),選擇戶外很冷,照明系統(tǒng)全部關(guān)閉,用戶幾乎不在線時(shí)測量,甚至關(guān)閉冗余制冷系統(tǒng)才進(jìn)行測量,這種時(shí)候測得的PUE值當(dāng)然會(huì)很低,但它確實(shí)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)偏離了事實(shí).從前面給出的等式可以得知,數(shù)據(jù)中央輸入總功率越小,P