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      數(shù)據(jù)中心為什么耗電那么多?(內(nèi)附計算方法)

       yi321yi 2021-12-12

      計算機房用電不用想都知道耗電率高,就按目前來說,我國大型數(shù)椐中心機房用電量比起先進國家差距比較大的,機房用電分配是:IT占44%,制冷占38%以上(有甚至的高達50%),其余電源、照明占18%左右。可以看出制冷耗電是影響PUE值的關(guān)鍵,空調(diào)冷是機房的耗電元兇。


      01

      機房工作站、存儲等占地面積計算

      機房面積計算公式:

      A(主機房面積)=F單臺占用面積3.5~5.5㎡ /臺(取中間值4.5)*N機柜總臺數(shù) 

      主機房面積=4.5(㎡/臺)*30臺 =135㎡

      2

      UPS選型指標

      (1)  機房內(nèi)設(shè)備的用電量。例如機房計劃安裝30臺機柜,每個機柜按照3KW功耗計算,機房內(nèi)機柜設(shè)備的耗電將在3KW*30臺=90KW。

      (2)  機房內(nèi)其它設(shè)備(消防、監(jiān)控、應(yīng)急照明) 監(jiān)控、應(yīng)急照明和消防設(shè)備耗電大約在8000W左右。 不間斷電源系統(tǒng)的基本容量可按下式計算: 

      E≥1.2P

      式中

      E——不間斷電源系統(tǒng)的基本容量(不包含冗余不間斷電源設(shè)備) 

      P——電子信息設(shè)備的計算負荷[(KW/KVA)]

      P=1) 2)=90KW 8KW=98KW

      E≥1.2P

      E≥1.2*98 KW

      E≥110.4KVA

      考慮UPS運行在60%和70%之間是最佳狀態(tài),建議在上面的計算結(jié)果除以0.7進行再一次放大。

      110.4KVA/0.6≈184KVA。根據(jù)機型手冊選擇靠近功率的機型,因此選擇200KVA的UPS。為了電源端的安全可靠性,建議采用UPS機器配置1 1冗余方案,因此需要兩臺200KVA的UPS。

      所以在選型上:選擇兩臺200KVA UPS做1 1并機。

      3

      3、空調(diào)選型指標

      經(jīng)驗采用“功率及面積法”計算機房冷負荷。 

      Qt=Q1 Q2

      其中,Qt總制冷量(KW)

      Q1室內(nèi)設(shè)備負荷=UPS功耗×0.8

      Q2環(huán)境冷負荷=0.12~0.18KW/㎡ ×機房面積

      因此,得出機房的制冷量為:

      Q1室內(nèi)設(shè)備負荷=200KVA*0.8=160KW

      Q2環(huán)境冷負荷=0.15KW/㎡ *251 ㎡=37.5KW

      Qt=Q1 Q2=160KW 37.5KW=197.5KW

      所以:機房內(nèi)所需制冷量197.5KW,建議在制冷量上做40%冗余。采用320KW的制冷空調(diào)(制冷功率80KW空調(diào)4臺)

      4

      機房總用電量

      實際總用電量=UPS用電功率 空調(diào)用電功率 照明 其他

      UPS設(shè)備耗電:200KVA=200KW

      精密空調(diào)耗電:制冷量/2.5=320KW/2.5=128KW

      照明:P(每平米的照明功率)* S(機房面積)

      20W*251平米=5KW 其他設(shè)備:10KW

      實際總用電量=(200KW) (128KW) 5KW 10KW =343KW

      機房建設(shè)時要考慮余量一般為25%,實際配電總功率450KW

      5

      機房整體面積

      (1)  機房工作站、存儲等占地面積135.5㎡

      (2)  UPS、配電及電池占地面積

      UPS系統(tǒng)延時單臺30分鐘需選用12V-200AH電池32節(jié),兩臺需要64節(jié)。

      以上合計28㎡此數(shù)據(jù)為設(shè)備實際占地,無維修空間,維修空間的面積為設(shè)備實際占地面積的2-3倍倍。所以UPS、配電及電池占地面積約70㎡。

      (3)  空調(diào)占地面積 空調(diào)選用4臺空調(diào),單臺空調(diào)占地面積為2.1㎡,空調(diào)為全正面維護,實際占地為空調(diào)本身的一倍就可以約為4㎡。4臺空調(diào)共16㎡。

      (4)  機房總面積 機房工作站、存儲等占地面積135㎡ UPS、配電及電池占地面積70㎡ 空調(diào)占地面積16㎡=221㎡

      消防占地面積為機房面積:30㎡

      機房總面積約為:251㎡


      如何做好機房用電量檢測

      要做到用電的節(jié)能首先要做好機房用電的檢測,精確掌握機房用電是節(jié)能省電的第一步。大多數(shù)的移動基站均采用無人值守,但這些通信機房里的各種電子設(shè)備,是需要在一定的溫度環(huán)境下(機房環(huán)境國家標準GB50174-93規(guī)定長年機房溫度為18℃~28℃),才能長期正常地運行,為了達到機房標準的環(huán)境溫度,每個通信機房均配備了兩臺左右的空調(diào),而這些空調(diào)長年處于開機狀態(tài),那么對機房的用電量就是很大的一塊消耗。

      想要精確統(tǒng)計機房設(shè)備用電,可以借助電力測量設(shè)備或管理軟體,就像是使用電力計量器、UPS或PDU,針對單臺設(shè)備,我們可以自行連接三相電表,并且由P=I×V公式來推估耗電功率,不過這樣只能測得瞬間的功耗,一旦設(shè)備的耗電量非固定值,就無法統(tǒng)計、分析或換算成用電度(千瓦×小時),而且操作和連接方式也較復(fù)雜。

      要注意的是,與設(shè)備耗電功率有關(guān)的數(shù)字有有效功率(瓦特,)和總消耗功率(伏特安培,),通常我們指的耗電量,或是臺電計算電費時用的指標,都是使用有效功率,而變電站統(tǒng)計的用電度數(shù)(千瓦小時,),也是利用有效功率計算出來的,因此可以直接換算成電費。不過根據(jù)這款設(shè)備說明書中提供的數(shù)據(jù),用電度數(shù)的統(tǒng)計結(jié)果,與實際電費的誤差約在0.5%到2%之間,然而,這樣的檢測方式只適用於一臺臺設(shè)備去檢測,也無法搭配集中管理軟體來分析、統(tǒng)計,因此如果想要同時得知多臺機器的耗電,還是必須透過專門的電源管理設(shè)備來統(tǒng)計,像是不斷電系統(tǒng)(UPS)或PDU電力分配器。

      小結(jié):

      利用或設(shè)備較能全面掌握機房設(shè)備用電情形,管理也容易,但需付出的一次性成本偏高,通常都在數(shù)十萬元以上,較適合大型機房或設(shè)備較多的環(huán)境,而針對單一產(chǎn)品設(shè)計的電力測量計,售價僅數(shù)千元,如果需要監(jiān)控的設(shè)備較少,則可以使用這種類型的產(chǎn)品,再用人工的方式記錄數(shù)值。

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