能源使用效率(PUE)
雖然PUE值度量的原始版本變得廣為人知,但還是受到一些批評,因為“電力”(KW)可以是一個時間點的瞬時測量值,而一些數(shù)據(jù)中心設(shè)施聲稱其PUE值很低,這是因為可以在最冷的一天,在冷卻電力最少的時候進行的功率測量。2011年更新到PUE第二個版本(其重點是數(shù)據(jù)中心年度能源值,而不是電力)。
修訂后的2011版也被ASHRAE,以及美國EPA和DOE各機構(gòu)所認可,成為了能源之星計劃的基礎(chǔ)的一部分,并且成為全球公認的指標。它定義了四個類別的PUE(PUE0-3)和測量的三個具體點。許多數(shù)據(jù)中心在指定測量的點上沒有測量電能的儀表,為了解決這個問題,PUE0類仍然是基于電力來衡量所需要的最高功率消耗,通常在溫暖的天氣進行測量(這個PUE最高),而不是在寒冷的天氣(最好的情況)中進行測量,這樣可以避免錯誤的PUE值。接下來的三個類別的PUE是基于年度能量(千瓦時)。特別PUE1類(PUE1)中指定的UPS輸出是測量PUE的最廣泛使用的點。并測量PUE2點(PDU輸出)和PUE3點(IT柜),這樣可以更加準確地表示實際IT負載的測量方法,但更難實施,并且成本更加昂貴。(見圖表)。
綠色網(wǎng)格組織明確指出,PUE度量的目的不是為了比較數(shù)據(jù)中心,其目的只是提供一個跟蹤數(shù)據(jù)中心能源變化基準,幫助數(shù)據(jù)中心提高自身效率的方法。使用在90.1-2013建筑標準法規(guī)遵從強制性PUE,并提出ASHRAE90.4數(shù)據(jù)中心能效標準,這可能與其預(yù)期的目的相沖突。該問題也在ASHRAE標準部分進行更詳細地討論。
了解溫度參考
為了討論不斷變化的工作溫度,重要的是要檢查干球,濕球和露點溫度的差異。
(1)干球
“干球”溫度計(模擬或數(shù)字)是在IT設(shè)備的工作范圍的說明書中引用的最常用類型的溫度計。其讀數(shù)不受空氣濕度的影響。
(2)濕球
與此相反,也有一個“濕球”溫度計,其中“濕球”(或感測元件)覆蓋有一個水飽和材料(如棉燈芯),而空氣流動以一個標準化的速度進行蒸發(fā),并冷卻溫度計“濕球”(一個稱為阿斯曼干濕表裝置)??諝庵械乃趾恐苯佑绊懙秸舭l(fā)率和相關(guān)的降溫效果。其結(jié)果是,在100%相對濕度的空氣是飽和的,在芯中的水不會蒸發(fā),并與干球溫度計讀數(shù)相等。然而,在較低的濕度水平的干燥的空氣中,芯中的水分會更快蒸發(fā),導致“濕球溫度計”的讀數(shù)比“干球溫度計”低。濕球溫度通常是用來計算冷卻單元的容量(與潛熱負荷有關(guān)的一個參考資料。即冷凝),而“干球”的溫度被用來指定合理的冷卻能力。濕球溫度也被用于工程的外部熱抑制系統(tǒng),如蒸發(fā)冷卻塔,或絕熱冷卻系統(tǒng)的性能。然而,對于非蒸發(fā)系統(tǒng),如流體冷卻器或冷凝器的制冷劑,則使用干球溫度。
(3)露點
露點溫度是指水蒸氣達到飽和點(100%相對濕度)的點。這種溫度變化,其效果通??梢钥吹疆斠粋€物體上的冷凝形式比露點溫度更冷。這是IT設(shè)備的一個明顯的問題。當審查共同IT設(shè)備的操作規(guī)范,但是應(yīng)該指出的是,濕度范圍被指定為“非冷凝”。
考慮露點也成為解決和減少潛熱負荷對冷卻系統(tǒng)影響的重要因素,如典型的CRAC/CRAH單元的冷卻盤管都運行在低于露點,因此除濕冷卻時,這就要求加濕系統(tǒng)使用更多的能量來代替冷卻盤管除去水分。新的冷卻系統(tǒng)可以通過實施露點控制來避免這種雙重的浪費。
推薦與允許溫度
截至2011年,“推薦”的溫度范圍內(nèi)保持在64.4~80.4華氏度之間(18~27攝氏度)不變。雖然新的A1-A2“允許”的范圍讓許多IT行業(yè)和數(shù)據(jù)中心設(shè)施人員為之驚訝,而A3和A4的溫度更是達到了真正令業(yè)界震驚的上限范圍。
雖然這意味著提供更多的信息和選項,新的擴展“允許”數(shù)據(jù)中心指南則表示對于數(shù)據(jù)中心運營商來說有著復(fù)雜的決策過程,以試圖平衡需要優(yōu)化效率,降低總擁有成本,解決可靠性問題,并提高性能。
溫度測量-房間與入口
如在溫度指南的簡要說明,“房間”的溫度最初是用作測量的基礎(chǔ)。然而,“房間”溫度從來沒有真正有意義的,因為溫度可能在不同地區(qū)差別很大。幸運的是,在2008年,有一個在溫度計量說明了這個重要的但往往被忽視的變化。第2版中引用的“空氣進入IT設(shè)備”的溫度。這強調(diào)需要應(yīng)對更高的IT設(shè)備功率密度,了解和解決空氣流通管理問題,并提供冷通道/熱通道柜布局建議。
在這2012年的指南中,對監(jiān)測溫度在冷通道的位置也有更多的建議。這些還包括放置在機柜內(nèi)的傳感器,每個機柜的位置和數(shù)量的傳感器(根據(jù)機柜的功率密度和IT設(shè)備)。雖然這對監(jiān)控溫度提供了更好的指導,卻很少有管理者對冷通道進行溫度監(jiān)控,比監(jiān)控機架要少得多。此外,它沒有直接解決如何控制IT硬件的進氣溫度的問題。
ASHRAE和NEBS環(huán)境規(guī)范
雖然ASHRAE熱指南已在數(shù)據(jù)中心眾所周知,電信行業(yè)在創(chuàng)建環(huán)境參數(shù)之前發(fā)布發(fā)第一版2004tc9.9。NEBS環(huán)境規(guī)范提供了一組本地交換機的物理、環(huán)境參數(shù),并且電話系統(tǒng)運營商提出了交流電氣的要求。NEBS規(guī)范經(jīng)過演變和多次修改,其所有權(quán)已改為重組的電信企業(yè)。然而,該規(guī)范和其前輩有效地定義了標準,以確保美國電話系統(tǒng)的可靠設(shè)備運行超過一百年。
事實上,NEBS規(guī)范也在ASHRAE溫度指南中引用。引入“推薦”溫度范圍64.4~80.6華氏度(18~27攝氏度),就在原來的tc9.9指南存在,該熱準則被擴展到相同的值。更有趣的是,在2011年,新TC9.9規(guī)格A3與長期存在的NEBS41-104F的允許溫度范圍相匹配。但是,這對大多數(shù)數(shù)據(jù)中心運營5%-85%RH的NEBS容許濕度范圍有所影響。在ASHRAE溫度指南的相關(guān)說明指出:“普遍接受的電信業(yè)務(wù)中,主要地區(qū)服務(wù)提供者已經(jīng)關(guān)閉了基于研究的幾乎所有的加濕設(shè)備。”
修訂后的低濕度范圍和靜電釋放風險
2015年完成的TC9.9靜電放電“ESD”的風險研究,發(fā)現(xiàn)較低的濕度沒有顯著提高傷害ESD的風險,只要維護IT設(shè)備時,正確地使用接地措施。據(jù)預(yù)計,在2016年版的溫度指南將擴大容許的低濕度水平,相對濕度下降到8%。這將會顯著節(jié)約電能,由于不再需要使用加濕系統(tǒng)進行不必要的提高濕度。
*NEBS腳注:NEBS(以前稱為網(wǎng)絡(luò)設(shè)備構(gòu)建系統(tǒng))目前歸Telecorida公司所有,其前身是貝爾通信研究所或貝爾維護公司。而電信研究和發(fā)展公司是美國電話和電報公司(AT&T)分拆的一部分。
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