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PUE

Power Usage Effectiveness的(de)簡(jian)寫，是評價數據(ju)中心(xin)能源(yuan)效率的(de)指標(biao)，是數據(ju)中心(xin)消耗的(de)所有能源(yuan)與IT負載(zai)使用的能源之比，是DCIE(data center infrastructure efficiency )的反比。

PUE = 數據中心總(zong)設備能耗/IT設(she)備(bei)能耗(hao)，PUE是(shi)(shi)一(yi)個比值，基準是(shi)(shi)2，越接近1表明(ming)能效水平(ping)越好

PUE(PowerUsageEffectiveness，電(dian)源(yuan)使(shi)用效率)值已(yi)經成為(wei)國際上比(bi)較通行的(de)(de)數據(ju)中(zhong)心(xin)電力(li)使用效率的(de)(de)衡量指標。PUE值是指數據中心消耗的所(suo)有能(neng)源與IT負載(zai)消(xiao)耗的能源之比。PUE值(zhi)越接近于(yu)1，表(biao)示一個數據中心的(de)綠色化程(cheng)度(du)越高。

隨著電子信息(xi)系統機房IT設備高(gao)密度的(de)集成化，解決設備散(san)熱(re)及(ji)機房(fang)散(san)熱(re)量日漸趨高(gao)的(de)現象開始(shi)受到了各界強烈關(guan)注(zhu)。而根(gen)據研究顯示(shi)，IT/電信目前相關的碳(tan)排放已經成為(wei)了(le)溫(wen)室氣(qi)體排放源之(zhi)一(yi)，由此(ci)一(yi)年產生的碳(tan)排放為(wei)8.6億(yi)噸，且該領域(yu)的(de)(de)排放勢頭(tou)還(huan)在隨著全(quan)球(qiu)對計算(suan)、數據存儲和通信技術需求的(de)(de)增長(chang)快速上升。即使人們大力(li)提(ti)高設(she)備、機房結構(gou)等(deng)裝置和數據中心的(de)(de)能效，到2020年(nian)，全球IT相關碳排放也將達到15.4億噸。所以越(yue)來(lai)越(yue)多的人開始關注綠色機房的建設。

目(mu)前(qian)，PUE(PowerUsageEffectiveness，電(dian)源使用效率)值已經成為國際(ji)上比較通(tong)行的數據中心電(dian)力(li)使用效(xiao)率的衡量(liang)指標。PUE 值是(shi)指數據中(zhong)心消耗的所有能源(yuan)與IT負(fu)載消(xiao)耗的能源之比。PUE值越接(jie)近于1，表示一個數(shu)據中(zhong)心(xin)的綠(lv)色化(hua)程度越高。當前，國外先進(jin)的數(shu)據中(zhong)心(xin)機(ji)房PUE值通常小于2，而我國的大多數數據中(zhong)心的PUE值在2-3之間。所以國內機房內芯片級主設備1W的功耗會導致總體(ti)耗電(dian)量達到(dao)2-3W，而國(guo)外機(ji)房內芯片級主設(she)備1W的功耗只會(hui)導(dao)致總體耗電量為2W以(yi)下。

機(ji)(ji)房建設前(qian)(qian)期的(de)設計和規劃就(jiu)把節能(neng)、環保考(kao)慮到，并(bing)在設計和規劃的(de)過程中達(da)到機(ji)(ji)房的(de)使用(yong)要(yao)求的(de)前(qian)(qian)提下(xia)，把機(ji)(ji)房的(de)PUE值(zhi)作為機房(fang)的設計和規劃(hua)要求。用戶對PUE值(zhi)的要求，機房設計(ji)滿足并說(shuo)明從幾方面可以把機房的設計(ji)達(da)到(dao)用戶的要求。

根(gen)據(ju)統計數(shu)據(ju)顯示，數(shu)據(ju)中心(xin)的冷卻占機房總功(gong)耗(hao)的40%左右。機(ji)房中的冷卻主要是由(you)機(ji)房空調(diao)負責，所以(yi)降低機(ji)房空調(diao)的耗電量可以(yi)有效的降低機(ji)房的PUE值。

由于(yu)現代電子(zi)信息(xi)系統機房中的(de)空調負荷主(zhu)(zhu)要(yao)來自于(yu)計算機主(zhu)(zhu)機設(she)備(bei)、外部輔助設(she)備(bei)的(de)發熱量(liang)，其(qi)中服務器(qi)、存儲、網絡(luo)等主(zhu)(zhu)設(she)備(bei)占到(dao)設(she)備(bei)散熱量(liang)的(de)80%。所以隨著服(fu)務(wu)器集成密度(du)(du)的(de)(de)(de)持(chi)續(xu)增高，服(fu)務(wu)器機(ji)柜(ju)(ju)設(she)(she)備區就成為了機(ji)房(fang)內(nei)主要(yao)的(de)(de)(de)熱(re)島(dao)區域。服(fu)務(wu)器設(she)(she)備熱(re)密度(du)(du)越(yue)來越(yue)大(da)。機(ji)房(fang)下(xia)送(song)風空(kong)(kong)調(diao)系統(tong)是(shi)將(jiang)抗靜電活動地板下(xia)空(kong)(kong)間作為空(kong)(kong)調(diao)系統(tong)的(de)(de)(de)送(song)風靜壓箱(xiang)，空(kong)(kong)調(diao)機(ji)組由(you)通風地板向(xiang)機(ji)柜(ju)(ju)、設(she)(she)備等熱(re)負荷送(song)風。可是(shi)高密度(du)(du)機(ji)柜(ju)(ju)從機(ji)柜(ju)(ju)前面的(de)(de)(de)地板出風口出風。當冷風送(song)至機(ji)柜(ju)(ju)的(de)(de)(de)中部(bu)(bu)冷風已經(jing)被服(fu)務(wu)器全部(bu)(bu)吸(xi)收。所以，機(ji)柜(ju)(ju)的(de)(de)(de)上半(ban)(ban)部(bu)(bu)分(fen)沒有足夠的(de)(de)(de)冷量，就會導(dao)致機(ji)柜(ju)(ju)上半(ban)(ban)部(bu)(bu)分(fen)的(de)(de)(de)設(she)(she)備無(wu)法正常運行。

現在(zai)機房(fang)服務器類負荷的(de)高散熱量(liang)近年來(lai)已(yi)攀升至(zhi)每機柜20KW以上。原有地板(ban)下送風(feng)機(ji)(ji)房精密(mi)空調系統(tong)理想送風(feng)狀況(kuang)下的機(ji)(ji)房單位面積(ji)供冷量為4KW/㎡(更大供冷量所(suo)配(pei)置的(de)空調機組送風(feng)(feng)量也相應增大，其送風(feng)(feng)風(feng)(feng)壓(ya)足以把地板給吹起來(lai))，已無法滿足(zu)其需求(qiu)。

上述的(de)問題(ti)解決(jue)。機(ji)房在(zai)設(she)計中靜電地(di)板(ban)高度的(de)提升(sheng)，地(di)板(ban)出風(feng)(feng)口的(de)通風(feng)(feng)率的(de)提高，封閉(bi)機(ji)柜冷通道。還(huan)可(ke)以在(zai)用風(feng)(feng)道上送風(feng)(feng)和地(di)板(ban)下(xia)送風(feng)(feng)結(jie)合制冷等方式進(jin)行解決(jue)。

機(ji)房空(kong)調的(de)冷(leng)量不浪費，有效(xiao)的(de)利(li)(li)用可(ke)以很大的(de)提(ti)高空(kong)調的(de)利(li)(li)用率(lv)。在實現機(ji)房制(zhi)冷(leng)的(de)前(qian)提(ti)下空(kong)調運(yun)行也(ye)可(ke)以節能。通過空(kong)調系(xi)統一系(xi)列(lie)的(de)優化，可(ke)以降低整個機(ji)房的(de)PUE值。

然(ran)而，空(kong)調本身的耗(hao)電量是主(zhu)要(yao)的。所(suo)以(yi)解決空(kong)調自身的耗(hao)電量成(cheng)本降低空(kong)調能耗(hao)的關鍵。機房中采用傳(chuan)統的風冷制(zhi)冷方式是很(hen)耗(hao)電的運行(xing)方式。在(zai)大的IDC中(zhong)現在基本上都采用水冷式的機房空調系統(tong)(tong)，比(bi)風冷系統(tong)(tong)節能(neng)20%左右(you)。

但(dan)是，我(wo)們可(ke)以在(zai)通(tong)過新(xin)的空調(diao)(diao)技術還可(ke)以比水冷空調(diao)(diao)在(zai)節能30%以上(shang)的空調系統(tong)(非電空調)。

非電空(kong)調俗稱溴化鋰空(kong)調、吸(xi)收式制冷(leng)機(ji)、燃氣(qi)空(kong)調等，其工(gong)(gong)作原(yuan)理(li)是(shi)通過(guo)采用天(tian)然氣(qi)、城市煤氣(qi)、發電廢(fei)熱、工(gong)(gong)業廢(fei)熱、工(gong)(gong)業廢(fei)水(shui)、太陽能、沼氣(qi)等任(ren)何(he)能產生80℃以(yi)上的熱(re)能(neng)為動(dong)力、以(yi)溴(xiu)化鋰為冷媒進行(xing)熱(re)交(jiao)換，從而降(jiang)低(di)空調循環水溫度，達到制冷目(mu)的;但“非電(dian)”只是(shi)空調(diao)本身的制冷不直接用電(dian)來運(yun)作(zuo)，但(dan)是(shi)支持(chi)空調(diao)運(yun)作(zuo)的后(hou)方(fang)機組，比如說，風機、水泵(beng)、冷卻(que)塔都是(shi)需要(yao)耗電(dian)的。

但相對于直(zhi)接用電(dian)(dian)來(lai)制(zhi)冷(leng)和制(zhi)熱，非(fei)電(dian)(dian)空(kong)調對電(dian)(dian)力的(de)(de)消耗(hao)非(fei)常小。所以(yi)這種非(fei)電(dian)(dian)技術的(de)(de)意思是，我們無法杜絕用電(dian)(dian)，但是可以(yi)做到大幅度節約(yue)用電(dian)(dian)。

非電(dian)空調制(zhi)冷(leng)(leng)原理：就(jiu)是利用溴化(hua)鋰(li)溶(rong)液實現的(de)(de)(de)，即(ji)水(shui)和溴化(hua)鋰(li)的(de)(de)(de)二介介質(zhi)，由于沸點不(bu)同而且具有吸(xi)水(shui)性(xing)的(de)(de)(de)原因(yin)當加熱(re)(re)溴化(hua)鋰(li)溶(rong)液時，水(shui)被蒸(zheng)(zheng)發(fa)，蒸(zheng)(zheng)發(fa)的(de)(de)(de)水(shui)流入(ru)蒸(zheng)(zheng)發(fa)器內蒸(zheng)(zheng)發(fa)吸(xi)熱(re)(re)，然后蒸(zheng)(zheng)汽被冷(leng)(leng)凝，再次與溴化(hua)鋰(li)混(hun)合成(cheng)為溶(rong)液。這些過程中，它(ta)被熱(re)(re)源加熱(re)(re)，然后通過蒸(zheng)(zheng)發(fa)將(jiang)需要冷(leng)(leng)卻(que)(que)的(de)(de)(de)一端冷(leng)(leng)卻(que)(que)了(le)，同時冷(leng)(leng)凝的(de)(de)(de)熱(re)(re)量通過室外的(de)(de)(de)冷(leng)(leng)卻(que)(que)塔冷(leng)(leng)卻(que)(que)或送到(dao)室內制(zhi)熱(re)(re)等。這樣就(jiu)實現了(le)用熱(re)(re)制(zhi)冷(leng)(leng)。

所謂非電技術，就是采用直接由(you)熱能(neng)來制冷的原理(li)。傳統意義上的電空調，要完成制冷效果，必須(xu)由(you)熱能(neng)到(dao)機械(xie)能(neng)、由(you)機械(xie)能(neng)到(dao)電能(neng)、再由(you)電能(neng)回到(dao)機械(xie)能(neng)，才能(neng)到(dao)冷能(neng)，這其中5次能(neng)量轉(zhuan)換(huan)過程都將排出(chu)一定(ding)數量的(de)二氧化碳。因此(ci)，從(cong)理論上來(lai)說非電空調不僅節約(yue)了能(neng)源(yuan)，還有效地減少了空調制冷(leng)過程中4倍的碳(tan)排放。

機(ji)房建設中空調(diao)系(xi)統通過現有的(de)技術(shu)，我(wo)們可以把空調(diao)的(de)能(neng)(neng)耗占整個機(ji)房總能(neng)(neng)耗的(de)比值控(kong)制(zhi)在15%左右。這(zhe)樣整(zheng)個機房(fang)的PUE值就可以控制在(zai)2以下。

數據中心的UPS電源占(zhan)機房(fang)總功(gong)耗的(de)5%左右。而UPS自身(shen)的功(gong)率(lv)占UPS的7%左右。而且機(ji)房(fang)建設的等級越高需要UPS的數(shu)量就越多。比如(ru)：一個國標C級的機房配置一(yi)臺400KVAUPS就可以(yi)滿足要求(qiu)，這個機房中的負載沒有變化，只是等(deng)級(ji)從C級變成A級。但是，UPS就(jiu)會從一臺400KVA變成四(si)臺(tai)400KVA的(de)UPS。所(suo)以解決UPS的自身功耗也是非(fei)常重要(yao)的。如(ru)果(guo)機(ji)房供電(dian)的電(dian)源質量非(fei)常好，UPS的工作方式(shi)就可(ke)以采用后備式(shi)的方式(shi)。正(zheng)常工作市電通過(guo)UPS的旁路直接(jie)給負載進行(xing)供(gong)電，UPS處于備份狀態(tai)。市電停電以后，直接轉換成UPS電池供電模(mo)式。通過(guo)這(zhe)樣的方式可以節約(yue)所有UPS的(de)自身(shen)功耗的(de)電量(liang)。

 PUE無(wu)論這樣(yang)變化(hua)，都是大于1的乘(cheng)數因(yin)子(zi)。要做到(dao)節(jie)能，降低服(fu)務器等IT設(she)備的功耗，才是效的方法。比如1W的(de)IT設備需要總(zong)功耗(hao)電量為1.6W。當降低服務器設備功耗為0.8的(de)時(shi)候，數據中心總功耗(hao)立即降為0.8×1.6=1.28。IT設(she)備降低了0.2，而(er)總耗電量降低了 0.32。這就是乘(cheng)數因子(zi)效應。