數(shù)據(jù)中心水冷空調(diào)節(jié)能措施詳述

數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施管理本文從理論角度，結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)闡述了數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施管理的基本概念。重點(diǎn)介紹了水冷精密空調(diào)系統(tǒng)的構(gòu)成、工作原理及節(jié)能運(yùn)行、數(shù)據(jù)中心能耗指標(biāo)及節(jié)能措施等。數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施管理的概念數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施是除了IT設(shè)備（計(jì)算機(jī)、服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等）之外的所有數(shù)據(jù)機(jī)房輔助設(shè)施，包括暖通系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、安防系統(tǒng)及弱電系統(tǒng)等。數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施管理是指對上述各系統(tǒng)的統(tǒng)一、系統(tǒng)地管理 ，尤其重要的是對暖通系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)的管理。數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施管理的主要目標(biāo)包括 ：1使數(shù)據(jù)中心安全、穩(wěn)定地運(yùn)行；2延長數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備的使用壽命；3節(jié)能。暖通系統(tǒng)的運(yùn)行管理■暖通系統(tǒng)的選型對于大型數(shù)據(jù)中心節(jié)能水冷精密空調(diào)系統(tǒng)，新一代大型數(shù)據(jù)中心碉殳首選離心式。水冷空調(diào)系統(tǒng)，其特點(diǎn)是制冷量大，并且整個(gè)系統(tǒng)的能效比高。離心式制冷壓縮機(jī)的構(gòu)造和工作原理與離心式鼓風(fēng)機(jī)極為相似。圖 1給出了離心式壓縮機(jī)工作原理圖。35C30VJ2V圖135C30VJ2V圖1離心式壓縮憂王作很理圖它的工作原理與傳統(tǒng)的活塞式壓縮機(jī)有根本的區(qū)別，它不是利用汽缸容積減小的方式來提高氣體的壓力，而是依靠動能的變化來提高氣體壓力。離心式壓縮機(jī)具有帶葉片的工作輪，當(dāng)工作輪轉(zhuǎn)動時(shí)，葉片就帶動氣體運(yùn)動或者使氣體得到動能，然后使部分動能轉(zhuǎn)化為壓力，從而提高氣體的壓力。這種壓縮機(jī)由于它工作時(shí)不斷地將制冷劑蒸汽吸入，又不斷地沿半徑方向甩出去，所以稱這種型式的壓縮機(jī)為離心式壓縮機(jī)。壓縮機(jī)工作時(shí)制冷劑蒸汽由吸汽口軸向進(jìn)入吸汽室 ，并在吸汽室的導(dǎo)流作用引導(dǎo)由蒸發(fā)器（或中間冷卻器）來的制冷劑蒸汽均勻地進(jìn)入高速旋轉(zhuǎn)的工作輪（工作輪也稱葉輪，它是離心式制冷壓縮機(jī)的重要部件，因?yàn)橹挥型ㄟ^工作輪才能將能量傳給氣體）。氣體在葉片作用下，一邊跟著工作輪作高速旋轉(zhuǎn)，一邊由于受離心力的作用，在葉片槽道中作擴(kuò)壓流動，從而使氣體的壓力和速度都得到提高。由工作輪出來的氣體再進(jìn)入截面積逐漸擴(kuò)大的擴(kuò)壓器（因?yàn)闅怏w從工作輪流出時(shí)具有較高的流速，擴(kuò)壓器便把動能部分地轉(zhuǎn)化為壓力能，從而提高氣體的壓力）。氣體流過擴(kuò)壓器時(shí)速度減小，而壓力則進(jìn)一步提高。經(jīng)擴(kuò)壓器后氣體匯集到蝸殼中，再經(jīng)排氣口引導(dǎo)全中間冷卻器或冷凝器中。水冷冷凍機(jī)組的工作原理如下：__1冷凍水側(cè):一般冷凍水回水溫度為12C,進(jìn)入冷凍器與冷媒做熱交換后，出水溫度為7。。冷凍水一般通過風(fēng)機(jī)盤管、組合式空調(diào)機(jī)組或水冷精密空調(diào)機(jī)向IT設(shè)備提供冷氣。由于數(shù)據(jù)中心的制冷量大，要求溫差小、風(fēng)量大且濕度需要控制，一般采用水冷精密空調(diào)機(jī)；2冷卻水側(cè):一般冷卻水進(jìn)水溫度為30C，進(jìn)入冷凝器與冷媒做熱交換后，出水溫度為35C。冷卻水一般使用蒸發(fā)式冷卻塔通過水蒸發(fā)來散熱降溫；3冷媒側(cè):冷媒以低溫低壓過熱狀態(tài)進(jìn)入壓縮機(jī)，經(jīng)壓縮后成為高溫高壓過熱狀態(tài)冷媒。高溫高壓過熱狀態(tài)冷媒進(jìn)入冷凝器后，將熱傳給冷卻水而凝結(jié)成高壓中溫液態(tài)冷媒。高壓中溫液態(tài)冷媒經(jīng)膨脹裝置，成為低壓低溫液氣混合狀態(tài)冷媒。低溫低壓液氣混合狀態(tài)冷媒進(jìn)入蒸發(fā)器后，與冷凍水進(jìn)彳行熱交換，）令凍水在此處被冷卻,而冷媒則因吸收熱量而蒸發(fā)，之后以低溫低壓過熱蒸氣狀態(tài)進(jìn)入壓縮機(jī)。離心式制令壓縮機(jī)具有下列優(yōu)點(diǎn)：

1單機(jī)制）令量大（350到35000kW之間），在制冷量相同時(shí)，它的體積小，占地面積少，重量較活塞式輕58倍；2由于它沒有汽閥活塞環(huán)等易損部件，又沒有曲柄連桿機(jī)構(gòu)，因而工作可靠、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、噪音小、操作簡單、維護(hù)費(fèi)用低；3工作輪和機(jī)殼之間沒有摩擦，無需潤滑。故制冷劑蒸汽與潤滑油不接觸，從而提高了蒸發(fā)器和冷凝器的傳熱性能；4能經(jīng)濟(jì)方便的調(diào)節(jié)制令量并且調(diào)節(jié)的范圍較大。由于熱量是通過水的蒸發(fā)（在令卻塔中）來散發(fā)的，因此夏天室外的高溫對其令卻能力影響很小。離心式冷凍機(jī)組在小負(fù)荷時(shí)（滿負(fù)荷的20%以下）容易發(fā)生喘振，不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)。因此，在數(shù)據(jù)中心水令空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中一般先安裝一臺小型的螺桿式水冷機(jī)組或風(fēng)冷水令機(jī)組作為過渡。大型數(shù)據(jù)中心的水冷空調(diào)系統(tǒng)一般由以下五部分組成，示意圖如圖2所示。材7材7福內(nèi)族#具甘11Jiua-KWM*用2丸芒禮櫥申=術(shù)令宦調(diào)錄憂町晦梢示老闈工作原理圖如圖3所示。工作原理圖如圖3所示。禺3水冷空調(diào)密統(tǒng)的工作躲理圖1離心式冷凍機(jī)組一般為N+1配置，有一臺備機(jī)，安裝在）令站機(jī)房；2令卻塔通常安裝在室外或樓頂，一般一臺冷凍機(jī)組對應(yīng)一組令卻塔（便于維修和保證備機(jī)系統(tǒng)正常待機(jī)）。冷卻水通過冷卻塔來降溫，由于水在大氣中蒸發(fā)，因此要設(shè)計(jì)安裝水處理系統(tǒng)來除垢、除沙塵、除鈉鎂離子和病菌等，否則將大大降低制令效率。另外，由于數(shù)據(jù)中心是全年連續(xù)運(yùn)行，還要設(shè)計(jì)冬季防結(jié)冰措施；-3由于數(shù)據(jù)中心需要連續(xù)運(yùn)行，因此冷凍水的進(jìn)水和回水管道都要設(shè)計(jì)成環(huán)路，大型數(shù)據(jù)中心可能設(shè)計(jì)成二級或三級環(huán)路，這樣在局部冷凍水管道或閥門發(fā)生故障時(shí)可以關(guān)閉相鄰的閥門進(jìn)行在線維護(hù)和維修。為了便于日后的維護(hù)、維修、更換和擴(kuò)展，需要安裝設(shè)計(jì)相當(dāng)多的閥門。為了防止漏水和提高使用壽命，需要選擇優(yōu)質(zhì)的閥門，有些工程使用優(yōu)質(zhì)無縫鋼管，甚至不銹鋼管。冷凍水管和冷卻水管不允許經(jīng)過機(jī)房區(qū)域。在水管經(jīng)過的區(qū)域需要設(shè)置下水道和漏水報(bào)警設(shè)備。 為了節(jié)能和防止冷凝水，冷凍水管和冷卻水管都要米取嚴(yán)格的保溫措施... … ...般推4水令精密空調(diào)機(jī)其實(shí)就是一個(gè)溫差小、風(fēng)量大的大型風(fēng)機(jī)盤管 1存采用地板下送風(fēng)和天花板上回風(fēng)。為了保證IT設(shè)備的絕對安全和便于設(shè)備檢修推薦設(shè)置物理上獨(dú)立的空調(diào)設(shè)備間，四周做攔水壩，地面做防水處理和設(shè)置排水管道，安裝漏水報(bào)警設(shè)備。推薦采用N+1或N+2的冗余配置方案；5令凍水和冷卻水的循環(huán)都是通過水泵進(jìn)行的。水泵的節(jié)能除采用變頻裝置外，應(yīng)采用較大直徑的管道、盡量減少管道長度和彎頭、采用大半徑彎頭、減少換熱器的壓降等。冷凍機(jī)房、水泵、冷卻塔、板式換熱器和精密空調(diào)盡量設(shè)計(jì)安裝在相近的高度以減少水泵揚(yáng)程。由于大型數(shù)據(jù)中心的水冷空調(diào)系統(tǒng)的電力負(fù)荷很大，一般需要為水令空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)獨(dú)立的配電室。由上述可以看出，水冷空調(diào)系統(tǒng)比較復(fù)雜，成本也比較高，維護(hù)也有難度但是能滿足大型數(shù)據(jù)中心的令卻和節(jié)能要求。2水令精密空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能運(yùn)行維護(hù)免費(fèi)令卻（FreeColling）技術(shù)指全部或部分使用自然界的免費(fèi)令源進(jìn)行制令從而減少壓縮機(jī)或冷凍機(jī)消耗的能量。常見的免費(fèi)能源有 ：1中北部地區(qū)的冬季甚至春秋季，室外空氣中儲存大量令量;2部分海域、河流、地下水水溫較低，儲存大量冷量;3部分地區(qū)的自來水中也儲存了大量冷量；4壓縮燃?xì)庠谄^程中產(chǎn)生大量）令量。目前常用的免費(fèi)冷源主要是冬季或春秋季的室外空氣。因此，如果可能的話數(shù)據(jù)中心的選址應(yīng)該在天氣比較寒冷或低溫時(shí)間比較長的地區(qū)。在中國，北方地區(qū)都非常適合采用免費(fèi)制令技術(shù)。數(shù)據(jù)中心在環(huán)境溫度較低的季節(jié)，將室外空氣經(jīng)過過濾后直接送入機(jī)房作為令源，也能節(jié)省大量能源，稱為風(fēng)令自然令卻。這種自然令卻方式原理比較簡單，成本也比較低，但存在以下不足之處：1要保證空氣的潔凈度不是一件容易的事。雖然可以通過高質(zhì)量的過濾網(wǎng)保證空氣的潔凈度，但由于風(fēng)量特別大，需要經(jīng)常清洗更換，同時(shí)巨大的阻力也要消耗相當(dāng)?shù)哪茉矗?濕度不好控制。加濕和除濕都是相當(dāng)?shù)南哪茉?。如果采用簡單的工業(yè)加濕設(shè)備，需要對加濕的水源進(jìn)行高度凈化（成本比較高），簡單的軟化水不能滿足要求（對設(shè)備有害，長時(shí)間會在設(shè)備內(nèi)部形成一層白色物質(zhì)）；3溫度過低，容易結(jié)露并除濕。因此需要進(jìn)行細(xì)致嚴(yán)格的保溫處理；4對于大型數(shù)據(jù)中心，由于距離遠(yuǎn)，風(fēng)量特別大，這樣就需要很大的風(fēng)道，風(fēng)機(jī)的電能消耗也非常的大。實(shí)際的設(shè)計(jì)和安裝也是很困難的事；-5不可能實(shí)現(xiàn)全年自然令卻，夏季的制令方式還需要安裝單獨(dú)的空調(diào)設(shè)備。因此，在大型數(shù)據(jù)中心中對自然環(huán)境要求較高，因此不推薦使用風(fēng)令自然冷卻方式。采用水冷空調(diào)系統(tǒng)，當(dāng)室外環(huán)境溫度較低時(shí)，可以關(guān)閉制令機(jī)組，采用板式換熱器進(jìn)行換熱，稱為水冷自然冷卻。這樣減少了開啟令機(jī)的時(shí)間，減少大量能源消耗。濕球溫度在4C以下時(shí)可以滿足完全自然令卻，在濕球溫度410C之間可實(shí)現(xiàn)部分自然冷卻。在北京，一年內(nèi)平均有5個(gè)月左右可以實(shí)現(xiàn)完全自然令卻，有2個(gè)月左右可以實(shí)現(xiàn)部分自然冷卻。節(jié)能效果將是非常明顯的。水令精密空調(diào)系統(tǒng)中具有以下三種工作方式：1夏天完全靠冷凍機(jī)制冷，通過閥門控制使得板式換熱器不工作；__2冬天完全自然冷卻，冷凍機(jī)關(guān)閉，通過閥門控制冷凍水和冷卻水只通過板式換熱器；3春秋季節(jié)部分自然冷卻。這時(shí)冷卻水和冷凍水要首先經(jīng)過板式換熱器，然后再經(jīng)過冷凍機(jī)組。由于天氣在不斷的變化，上述三種工作方式也將不斷進(jìn)行轉(zhuǎn)化。為了減輕運(yùn)維人員的工作和精確控制，在所有閥門采用電動閥的情況下，在空調(diào)系統(tǒng)管道若干位置加裝可以自動采集數(shù)據(jù)的溫度計(jì)、流量計(jì)和壓力表等，通過一套自動化控制系統(tǒng)全年按最佳參數(shù)自動運(yùn)行。但這套最佳運(yùn)行參數(shù)的獲取需要一定時(shí)間的經(jīng)驗(yàn)積累。對于大型數(shù)據(jù)中心，由于制冷量特別大，同時(shí)考慮到降低N+1備機(jī)的成本，一般采用2+1、3+1或4+1系統(tǒng)，為了便于檢修和提高整個(gè)系統(tǒng)的可靠性，蒸發(fā)式冷卻塔、水泵、板式換熱器和冷凍機(jī)組應(yīng)一對一配置。3采用變頻電機(jī)節(jié)省能源我們知道，空調(diào)系統(tǒng)的制冷能力和環(huán)境密切相關(guān)，夏天室外溫度越高，制冷能力越低，因此大型數(shù)據(jù)中心空調(diào)系統(tǒng)的制冷量都是按最差（夏天最熱）工況設(shè)計(jì)的（空調(diào)的制冷量一般要比其在理想工）兄下的額定值低，這時(shí)建筑物本身不但不散熱反而吸熱。）。這樣，全年絕大部分時(shí)間空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行在負(fù)荷不飽滿狀態(tài)。另外，大型數(shù)據(jù)中心的IT負(fù)荷從零到滿載也需要相當(dāng)?shù)臅r(shí)間，一般需13年。另外，IT負(fù)載的能耗和網(wǎng)絡(luò)訪問量或運(yùn)行狀態(tài)相關(guān)，根據(jù)其應(yīng)用的特點(diǎn)，每天24h的能耗都在變化，一年365天的能耗也都在變化。比如，游戲服務(wù)器在早上的負(fù)載和能耗都比較低，但在晚上就比較高；視頻服務(wù)器在遇到重大事件時(shí)的負(fù)載和能耗就比較因此，我們強(qiáng)烈建議在水冷空調(diào)系統(tǒng)中所有電機(jī)采用變頻系統(tǒng)，這樣可以節(jié)約大量的能量，其增加的投資一般在一年內(nèi)節(jié)省的電費(fèi)中就可以收回 （基本滿負(fù)荷情況下）。要注意的是在選用變頻器時(shí)，要求諧波系數(shù)一般小于5%,不然將對電網(wǎng)造成不良影響。對于風(fēng)機(jī)和水泵，輸入功率和這些設(shè)備轉(zhuǎn)速的三次方成正比。例如，如果風(fēng)機(jī)或水泵的轉(zhuǎn)速為正常轉(zhuǎn)速的50%，僅需要同一設(shè)備運(yùn)行在100%額定轉(zhuǎn)速時(shí)理論功率的12.5%。因此，當(dāng)設(shè)備運(yùn)行在部分負(fù)荷時(shí)，變速裝置的節(jié)能潛力十分明顯?！?變頻冷水機(jī)組。冷水機(jī)組采用變頻電機(jī)并作相應(yīng)的特殊設(shè)計(jì)，節(jié)能效果非常明顯。表1是一臺典型的制冷量1000冷噸的變頻冷水機(jī)組相對常規(guī)定頻機(jī)組不同負(fù)荷的節(jié)能效果，負(fù)荷越低，節(jié)能效果越明顯。表1負(fù)荷百分比，定場機(jī)組COP.變戒機(jī)組和變顱機(jī)組節(jié)能姣杲散據(jù)/荷百丁比定頻機(jī)組COP變蜴機(jī)組蜚精機(jī)呂節(jié)能宣果5.9595,85090%6.45S6.704$0%7,7()670%7.2IS8.S8523.叭60%7,53410.34137,26%50%7.77912.12455*86%4叫7.40211.7205&地30%6,35410.76369”弭？20%5.4098+呦64J少15%4.807&川1166.65*,即便是數(shù)據(jù)中心處于滿負(fù)荷狀態(tài)，但由于數(shù)據(jù)中心的冷水機(jī)組需要常年運(yùn)行而室外的氣溫不斷變化，對應(yīng)冷卻塔的供水溫度也在不斷變化，壓縮機(jī)的工作壓頭也隨之變化，在這種情況下，采用變頻驅(qū)動的離心機(jī)組能夠不斷的根據(jù)壓頭的變化調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，達(dá)到節(jié)能效果。表1為機(jī)組在室內(nèi)負(fù)荷恒定，機(jī)組100%滿負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)下,定頻機(jī)組與變頻機(jī)組的節(jié)能比較。2變頻令卻塔。冷卻塔采用變頻電機(jī)可以在部分負(fù)荷和滿負(fù)荷的不同氣象條件下實(shí)現(xiàn)節(jié)能效 ，溫差果 一般冷卻塔的變頻電機(jī)根據(jù)冷卻水的溫差進(jìn)行控制果0 ——般為5C,若高于5C，將降低頻率減少令量來降低溫差，若低于5C將增加頻率加大風(fēng)量來提高溫另外,冷卻水的溫度越低，）令水機(jī)組的效率就越周。根據(jù)YORK^差O公司在網(wǎng)絡(luò)上公布的材料，冷卻水溫度每提高一度，冷水機(jī)組的效率就要下降4%左右。因此，在進(jìn)行）令卻塔的變頻控制時(shí)還要考慮這個(gè)因素。3變頻水泵。冷卻水和冷凍水的水泵由于常年運(yùn)轉(zhuǎn)，耗能相當(dāng)?shù)捏@人。變頻水泵可以在部分負(fù)荷時(shí)降低水的流速來節(jié)能。一般變頻水泵的變頻電機(jī)根據(jù)冷卻水或冷凍水的溫差進(jìn)行控制，溫差一般為5C,若高于5C，將降低頻率減少流量來降低溫差，若低于5C,將增加頻率加大流量來提高溫差。為了降低水泵的揚(yáng)程和能耗，建議冷凍機(jī)房、冷卻塔和機(jī)房的垂直距離越小越好。4水令精密空調(diào)采用調(diào)速（EC）風(fēng)機(jī)。調(diào)速風(fēng)機(jī)一般根據(jù)回風(fēng)溫度控制風(fēng)機(jī)的功率，若回風(fēng)溫度較低,就降低調(diào)速風(fēng)機(jī)的功率減少風(fēng)量，若回風(fēng)溫度較高，就提高調(diào)速風(fēng)機(jī)的功率增加風(fēng)量。根據(jù)艾默生公司提供的材料，采用下沉方式安裝調(diào)速風(fēng)機(jī)還可以進(jìn)一步節(jié)省能耗，對于能夠提供16400CFM每分鐘立方英尺）風(fēng)量的精密空調(diào)設(shè)計(jì)安裝三臺風(fēng)機(jī)，采用普通風(fēng)機(jī)、普通EC風(fēng)機(jī)和下沉式EC風(fēng)機(jī)分別對應(yīng)的風(fēng)機(jī)功率為8.6kW、6.9kW和5.5kW。4提高冷凍水的溫度節(jié)省能源）令水機(jī)組標(biāo)準(zhǔn)的）令凍水溫度為712C，水冷空調(diào)的標(biāo)準(zhǔn)工況也是認(rèn)為冷凍水溫度為712C。但是這個(gè)溫度范圍對于數(shù)據(jù)中心來說有點(diǎn)低，帶來以下兩個(gè)不利因素：1這個(gè)溫度大大低于數(shù)據(jù)中心正常運(yùn)行在40%左右相對濕度的露點(diǎn)溫度，將在風(fēng)機(jī)盤管上形成大量的冷凝水，需要進(jìn)一步加濕才能保持機(jī)房的環(huán)境濕度。這個(gè)除濕和加濕過程都是非常消耗能量的過程；2冷凍水的溫度和冷水機(jī)組的效率成正比關(guān)系，也就是說冷凍水的溫度越高冷水機(jī)組的效率也就越高。典型的水）令式精密空調(diào)，冷凍水溫度每提高一度，冷水機(jī)組的效率就可以提高大約3%。負(fù)荷百分比、定頻機(jī)組COP、變頻機(jī)組和變頻機(jī)組節(jié)能效果數(shù)據(jù)如表1所示。目前，在模塊化數(shù)據(jù)中心和高功率密度的冷水背板制冷技術(shù)中都把冷凍水的溫度設(shè)計(jì)為1218C,已經(jīng)高于露點(diǎn)溫度，完全不會除濕，也就不需要加濕。冷凍水的溫度提高后，水冷精密空調(diào)的制冷能力會下降，實(shí)際的制冷能力需要廠家提供的電腦選型軟件來確定，一般會下降10%15%。但是由于冷凍水溫度提高后很少或基本不除濕和加濕，加上采用EC調(diào)速風(fēng)機(jī)，電機(jī)產(chǎn)生的熱量減少，整個(gè)水冷精密空調(diào)的實(shí)際制冷能力（顯冷）下降并不多。數(shù)據(jù)中心的節(jié)能管理對于數(shù)據(jù)中心而言，數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施的10年總擁有成本（TCO）中，電能消耗占相當(dāng)大的比重。典型的數(shù)據(jù)中心電能消耗占總成本的20%。一個(gè)值得注意的問題是，所消耗的電能轉(zhuǎn)變成了熱量被浪費(fèi)掉了，而我們還要消耗另外的電能來冷卻其帶來的熱量，實(shí)際上，相當(dāng)一部分浪費(fèi)是可以避免的。有關(guān)數(shù)據(jù)中心效率的典型的簡單化模型完全低估了數(shù)據(jù)中心的電能浪費(fèi)。本文介紹一個(gè)能夠提供較準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)中心損耗數(shù)據(jù)的計(jì)算模型，并指出哪些方面有改進(jìn)能耗的機(jī)會。1數(shù)據(jù)中心的能源使用效率

任何設(shè)備或系統(tǒng)的效率都來自其能源輸入（電能、燃料及任何使其運(yùn)轉(zhuǎn)''的能源）中轉(zhuǎn)化為有效結(jié)果的那一部分（未獲得有效結(jié)果的能源輸入一律被視為浪費(fèi)”。這一有效輸出”占總輸入”勺比例通常以百分比表示。在數(shù)據(jù)中心的范疇內(nèi)，效率被定義為總設(shè)施功率與IT設(shè)備消耗功率的比值。這個(gè)參數(shù)成為數(shù)據(jù)中心的能源使用效率（PowerUsageEffectiveness，簡稱PUE）。一 輸入數(shù)據(jù)中七的電能總最數(shù)據(jù)中心效街PUE）二|T仇戎消疑的電施PUE等于1相當(dāng)于100%效率的數(shù)據(jù)中心。PUE的值越高擻據(jù)中心的整體效率越低。目前,PUE值已經(jīng)成為國際上比較通行的數(shù)據(jù)中心電力使用效率的衡量指標(biāo)。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)中心機(jī)房PUE值通常小于2,而我國的大多數(shù)數(shù)據(jù)中心的PUE值在23之間。也就是說，國內(nèi)機(jī)房內(nèi)芯片級主設(shè)備1W的功耗會導(dǎo)致總體耗電量達(dá)到23W,而國外機(jī)房內(nèi)芯片級主設(shè)備1W的功耗只會導(dǎo)致總體耗電量為2W以下。2數(shù)據(jù)中心效率模型中的有效”和浪費(fèi)”概念在上述數(shù)據(jù)中心的模型中，浪費(fèi)'是指所有不屬于IT設(shè)備所消耗能量。不言而喻，數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施除了為IT設(shè)備提供能量之外，還需進(jìn)行其他有效的工作，4是一個(gè)典型的.數(shù)據(jù)中心4是一個(gè)典型的.數(shù)據(jù)中心能源消耗分布這些工作稱為輜助支持典型的ft據(jù)中心能源消耗分布從圖4的例子可知，這個(gè)數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施能耗占53%,IT設(shè)備耗電量僅為47%,由此可計(jì)算該數(shù)據(jù)中心的能源使用效率（PUE值）為（53%+47%）/47%=2.13在上述例子中，在上述例子中，數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施能耗的比例（53%）中，暖通系統(tǒng)能耗占41%（其中）令水系統(tǒng)占23%加濕系統(tǒng)占3%,精密空調(diào)占15%）配電系統(tǒng)占9%（其中UPS能耗占6%,PDU能耗占3%）照明及輔助設(shè)備占2%,開關(guān)裝置/發(fā)電機(jī)占1%。對數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行科學(xué)管理，提高數(shù)據(jù)中心效率。原則上講，提高數(shù)據(jù)中心效率的方法有三種：1改進(jìn)數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施的內(nèi)部設(shè)計(jì)，減少工作時(shí)的能耗；2使數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施組件的規(guī)劃與實(shí)際IT負(fù)載更好地匹配（適度規(guī)劃），提高組件的工作效率；3開發(fā)新技術(shù)，減少提供數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施各項(xiàng)功能所需的能耗。雖然數(shù)據(jù)中心的效率可以憑經(jīng)驗(yàn)來確定，即將所有IT設(shè)備的能耗相加并與數(shù)據(jù)中心的電能輸入總量相除，提出的做法是依據(jù)制造商提供的UPS和精密空調(diào)等主要組件的效率聲明。這比較省事，但獲得的效率參數(shù)常常被嚴(yán)重夸大（比如乘以一個(gè)系數(shù)）掩蓋了可能有助于發(fā)現(xiàn)省電成本的機(jī)會的任何信息。__UPS制造商提供的UPS電源設(shè)備的效率，通常以輸出電能與輸入電能的百分比來表示；同樣,令卻設(shè)備制造商提供的效率通常以性能系數(shù)”排出的熱量與輸入的電能之比）的相關(guān)參數(shù)來表示。不同制造商發(fā)布的同類設(shè)備的效率值相差并不大，這導(dǎo)致人們簡單地認(rèn)為，只需將各個(gè)組件的無效耗電量相加便可獲得數(shù)據(jù)中心的效率損耗數(shù)字。實(shí)際上 ，這種方法無法獲得真實(shí)的數(shù)據(jù)中心的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。UPS電源設(shè)備與令卻系統(tǒng)在以低于設(shè)備額定值使用時(shí)效率會顯著下降，這意味著對數(shù)據(jù)中心效率進(jìn)行的任何分析都必須將負(fù)載適當(dāng)?shù)乇硎緸樵O(shè)計(jì)容量的一部分。對于每種UPS電源及令卻設(shè)備而言，設(shè)備在低于額定容量的狀態(tài)下工作的原因 主：要包括: 1數(shù)據(jù)中心IT負(fù)載低于系統(tǒng)設(shè)計(jì)容量。研究結(jié)果表明，一般的數(shù)據(jù)中心都在低于設(shè)計(jì)值65%的狀態(tài)下工作。不能物盡其用是數(shù)據(jù)中心效率地下的一個(gè)非常重要的原因；2有意使用過度規(guī)劃的組件，以提供安全容限。設(shè)計(jì)通常會將組件進(jìn)行過度，