若想實現數據中心的節能降耗,首先需要確定影響數據中心能耗的基本因素。通過系統化的能耗審計能夠提供數據中心能耗的實時概況和模型,明確了解數據中心的總體能耗以及能耗的具體分布狀況,同時可以建立基線供未來改造規劃之用。
能耗的審計可以通過手動計量,也可以采用先進的自動化設備獲取相關數據。在能耗審計過程中,將主要依據以下三類數據開展審計工作:
(1)第一類是電量參數,包括系統和獨立設備的工作電流、電壓和電流波形等。
(2)第二類是空氣參數,包括溫度、濕度、風速和溫升等。
(3)第三類參數,包括水和氣的用量等。
數據采集密度越高,精度就越高,審計結果的準確性也越高。為了能夠快速準確地進行能耗審計,大中型以上規模的數據中心都裝有自動化的數據采集系統和分析系統,可以快速地進行能耗分布情況統計和分析。
通過能耗審計,可以明確知道能源的去向。在能耗較高的方面,能夠有針對性地開展節能工作。我們知道,電力消耗是數據中心最主要的消耗,空調制冷等方面的能耗同樣是以電力消耗的形式表現出來。
現有的一些研究數據可以讓我們比較清楚地看到目前多數數據中心的電能分布情況。雖然這種分布并非理想,卻代表了當今的普遍現狀。數據中心輸入電力分布如圖所示。
數據中心輸入電力分布
從圖4-1中可以看出,能耗高是目前數據中心普遍存在的現象。當IT設備系統,包括服務器、存儲和網絡通信等設備產生的能耗約占數據中心機房總能耗的30%時,電能使用效率(PUE)在3左右。其他各系統的具體能耗分布如下:
(1)制冷系統產生的能耗約占數據中心機房總能耗的33%左右。
(2)空調送風和回風系統產生的能耗約占數據中心機房總能耗的9%左右。
(3)加濕系統產生的能耗約占數據中心機房總能耗的3%左右。
(4)UPS供電系統的能耗約占數據中心機房總能耗的18%左右。
(5)PDU系統產生的能耗約占數據中心機房總能耗的5%左右。
(6)照明系統的能耗約占數據中心機房總能耗的1%左右。
(7)轉換開關、線纜及其他系統的能耗約占數據中心機房總能耗的1%左右。
從數據中心電能的流向來看:一是IT設備約占30%;二是空氣處理設備約占45%,建筑物圍護結構的能量損失會反映在空調系統的能耗上;三是配電傳輸和轉換設備約占24%;還有1%是用于照明、維修和辦公設備等。
在數據中心的建設規劃過程中,如果在方案設計和設備選型方面充分重視節能降耗問題,上述電能分配比例將發生較大的變化,在IT設備用電量不變的情況下,其他方面的能耗比例將會有所降低,電力能源的利用率將會有較大的提升。如果提高數據中心后期運維期間的有效管理能力,總體能耗將會進一步降低。