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运维管理|数据中心为什么那么耗电?
2022-04-02   网易号


  计算机房用电不用想都知道耗电率高,就按目前来说,我国大型数椐中心机房用电量比起先进国家差距比较大的,机房用电分配是:IT占44%,制冷占38%以上(有甚至的高达50%),其余电源、照明占18%左右。可以看出制冷耗电是影响PUE值的关键,空调冷是机房的耗电元凶。

  01

  机房工作站、存储等占地面积计算

  机房面积计算公式:

  A(主机房面积)=F单台占用面积3.5~5.5㎡/台(取中间值4.5)*N机柜总台数

  主机房面积=4.5(㎡/台)*30台=135㎡

  2

  UPS选型指标

  (1)机房内设备的用电量。例如机房计划安装30台机柜,每个机柜按照3KW功耗计算,机房内机柜设备的耗电将在3KW*30台=90KW。

  (2)机房内其它设备(消防、监控、应急照明)监控、应急照明和消防设备耗电大约在8000W左右。不间断电源系统的基本容量可按下式计算:

  E≥1.2P

  式中

  E——不间断电源系统的基本容量(不包含冗余不间断电源设备)

  P——电子信息设备的计算负荷[(KW/KVA)]

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

  E≥1.2P

  E≥1.2*98KW

  E≥110.4KVA

  考虑UPS运行在60%和70%之间是最佳状态,建议在上面的计算结果除以0.7进行再一次放大。

  110.4KVA/0.6≈184KVA。根据机型手册选择靠近功率的机型,因此选择200KVA的UPS。为了电源端的安全可靠性,建议采用UPS机器配置1+1冗余方案,因此需要两台200KVA的UPS。

  所以在选型上:选择两台200KVAUPS做1+1并机。

  3

  3、空调选型指标

  经验采用“功率及面积法”计算机房冷负荷。

  Qt=Q1+Q2

  其中,Qt总制冷量(KW)

  Q1室内设备负荷=UPS功耗×0.8

  Q2环境冷负荷=0.12~0.18KW/㎡×机房面积

  因此,得出机房的制冷量为:

  Q1室内设备负荷=200KVA*0.8=160KW

  Q2环境冷负荷=0.15KW/㎡*251㎡=37.5KW

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

  所以:机房内所需制冷量197.5KW,建议在制冷量上做40%冗余。采用320KW的制冷空调(制冷功率80KW空调4台)

  4

  机房总用电量

  实际总用电量=UPS用电功率+空调用电功率+照明+其他

  UPS设备耗电:200KVA=200KW

  精密空调耗电:制冷量/2.5=320KW/2.5=128KW

  照明:P(每平米的照明功率)*S(机房面积)

  20W*251平米=5KW其他设备:10KW

  实际总用电量=(200KW)+(128KW)+5KW+10KW=343KW

  机房建设时要考虑余量一般为25%,实际配电总功率450KW

  5

  机房整体面积

  (1)机房工作站、存储等占地面积135.5㎡

  (2)UPS、配电及电池占地面积

  UPS系统延时单台30分钟需选用12V-200AH电池32节,两台需要64节。

  以上合计28㎡此数据为设备实际占地,无维修空间,维修空间的面积为设备实际占地面积的2-3倍倍。所以UPS、配电及电池占地面积约70㎡。

  (3)空调占地面积空调选用4台空调,单台空调占地面积为2.1㎡,空调为全正面维护,实际占地为空调本身的一倍就可以约为4㎡。4台空调共16㎡。

  (4)机房总面积机房工作站、存储等占地面积135㎡+UPS、配电及电池占地面积70㎡+空调占地面积16㎡=221㎡

  消防占地面积为机房面积:30㎡

  机房总面积约为:251㎡

  如何做好机房用电量检测

  要做到用电的节能首先要做好机房用电的检测,精确掌握机房用电是节能省电的第一步。大多数的移动基站均采用无人值守,但这些通信机房里的各种电子设备,是需要在一定的温度环境下(机房环境国家标准GB50174-93规定长年机房温度为18℃~28℃),才能长期正常地运行,为了达到机房标准的环境温度,每个通信机房均配备了两台左右的空调,而这些空调长年处于开机状态,那么对机房的用电量就是很大的一块消耗。

  想要精确统计机房设备用电,可以借助电力测量设备或管理软体,就像是使用电力计量器、UPS或PDU,针对单台设备,我们可以自行连接三相电表,并且由P=I×V公式来推估耗电功率,不过这样只能测得瞬间的功耗,一旦设备的耗电量非固定值,就无法统计、分析或换算成用电度(千瓦×小时),而且操作和连接方式也较复杂。

  要注意的是,与设备耗电功率有关的数字有有效功率(瓦特,)和总消耗功率(伏特安培,),通常我们指的耗电量,或是台电计算电费时用的指标,都是使用有效功率,而变电站统计的用电度数(千瓦小时,),也是利用有效功率计算出来的,因此可以直接换算成电费。

  不过根据这款设备说明书中提供的数据,用电度数的统计结果,与实际电费的误差约在0.5%到2%之间,然而,这样的检测方式只适用於一台台设备去检测,也无法搭配集中管理软体来分析、统计,因此如果想要同时得知多台机器的耗电,还是必须透过专门的电源管理设备来统计,像是不断电系统(UPS)或PDU电力分配器。

  小结:

  利用或设备较能全面掌握机房设备用电情形,管理也容易,但需付出的一次性成本偏高,通常都在数十万元以上,较适合大型机房或设备较多的环境,而针对单一产品设计的电力测量计,售价仅数千元,如果需要监控的设备较少,则可以使用这种类型的产品,再用人工的方式记录数值。

  

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