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PUE

Power Usage Effectiveness的(de)簡寫(xie)，是(shi)評(ping)價(jia)數據中心能(neng)源(yuan)(yuan)效率的(de)指標(biao)，是(shi)數據中心消耗的(de)所有(you)能(neng)源(yuan)(yuan)與IT負載使用(yong)的能源(yuan)之比，是DCIE(data center infrastructure efficiency )的反比。

PUE = 數(shu)據中心總(zong)設備(bei)能(neng)耗/IT設(she)備能耗，PUE是(shi)一個(ge)比值，基準是(shi)2，越(yue)接近1表明能效水(shui)平越(yue)好

PUE(PowerUsageEffectiveness，電源使用效率)值已經(jing)成為國際上(shang)比較通行的(de)數據中(zhong)心電力使用效(xiao)率的(de)衡量指標。PUE值是指數(shu)據(ju)中心消耗的所有(you)能源與(yu)IT負載消耗的能源之比。PUE值越接近于1，表示一個數(shu)據中(zhong)心的綠色化程(cheng)度越高。

隨著電(dian)子(zi)信(xin)息系統機房(fang)IT設備高密度的集(ji)成化，解(jie)決設備散熱(re)及機房散熱(re)量(liang)日漸(jian)趨高的現象(xiang)開(kai)始受到了各界強烈關注(zhu)。而根據(ju)研究顯示，IT/電(dian)信目(mu)前相關的碳(tan)排放(fang)已經成為(wei)了溫(wen)室氣體排放(fang)源之一，由此一年產生的碳(tan)排放(fang)為(wei)8.6億(yi)噸，且(qie)該領(ling)域的(de)(de)排放勢頭(tou)還在隨(sui)著全(quan)球對計算、數據存儲和通信技術需求的(de)(de)增(zeng)長快速上升。即使人們大(da)力提高(gao)設備、機房結構等(deng)裝(zhuang)置和數據中心的(de)(de)能(neng)效(xiao)，到2020年，全球IT相(xiang)關碳排放也將達到15.4億(yi)噸。所以(yi)越來(lai)越多的人開始關注綠色機房的建設。

目前(qian)，PUE(PowerUsageEffectiveness，電源使用效率(lv))值(zhi)已(yi)經成為國際(ji)上(shang)比(bi)較(jiao)通行(xing)的(de)(de)數據中(zhong)心電(dian)力(li)使用效率(lv)的(de)(de)衡量指(zhi)標(biao)。PUE 值是指數據中(zhong)心消耗的所有能源與IT負載消耗的(de)能源之比。PUE值越接近于1，表示一個數(shu)據(ju)中(zhong)心的綠色化程度越高。當前，國外(wai)先進的數(shu)據(ju)中(zhong)心機房PUE值通常小于2，而我國的大多數(shu)數(shu)據中心的PUE值(zhi)在2-3之間。所以國內機房內芯片級主設備1W的功耗(hao)會導(dao)致總體耗(hao)電量達到2-3W，而(er)國外機房(fang)內芯片級主設備1W的功耗只會(hui)導致總體耗電量(liang)為2W以下。

機房建設(she)前期的(de)設(she)計(ji)和(he)規(gui)劃就把節能(neng)、環保(bao)考慮到，并在(zai)設(she)計(ji)和(he)規(gui)劃的(de)過程中(zhong)達到機房的(de)使用要求的(de)前提下，把機房的(de)PUE值作為機房的設計和規(gui)劃要求。用戶對PUE值的(de)(de)要(yao)求(qiu)(qiu)，機(ji)房設計(ji)滿足并說明從(cong)幾方(fang)面可以(yi)把(ba)機(ji)房的(de)(de)設計(ji)達到(dao)用(yong)戶的(de)(de)要(yao)求(qiu)(qiu)。

根據(ju)統計數據(ju)顯(xian)示，數據(ju)中心(xin)的冷(leng)卻占機房總功耗(hao)的40%左(zuo)右。機(ji)(ji)房(fang)中(zhong)的冷卻主要是由機(ji)(ji)房(fang)空調(diao)負責，所以降(jiang)低機(ji)(ji)房(fang)空調(diao)的耗電量可以有效的降(jiang)低機(ji)(ji)房(fang)的PUE值(zhi)。

由于(yu)現代電子信息系統(tong)機(ji)(ji)房中(zhong)的(de)空(kong)調(diao)負荷(he)主要來自于(yu)計算機(ji)(ji)主機(ji)(ji)設備、外部輔助(zhu)設備的(de)發熱(re)量，其中(zhong)服務器、存儲、網絡(luo)等主設備占到(dao)設備散熱(re)量的(de)80%。所(suo)以隨(sui)著(zhu)服務器(qi)(qi)集成(cheng)密度(du)(du)的(de)(de)持續(xu)增高，服務器(qi)(qi)機(ji)柜(ju)設(she)(she)備區(qu)就(jiu)成(cheng)為了機(ji)房(fang)內主要的(de)(de)熱島區(qu)域。服務器(qi)(qi)設(she)(she)備熱密度(du)(du)越來越大(da)。機(ji)房(fang)下送風(feng)(feng)(feng)空調(diao)系(xi)統是將抗靜電活動地板下空間作為空調(diao)系(xi)統的(de)(de)送風(feng)(feng)(feng)靜壓箱，空調(diao)機(ji)組(zu)由通(tong)風(feng)(feng)(feng)地板向機(ji)柜(ju)、設(she)(she)備等熱負荷(he)送風(feng)(feng)(feng)。可是高密度(du)(du)機(ji)柜(ju)從機(ji)柜(ju)前面的(de)(de)地板出風(feng)(feng)(feng)口出風(feng)(feng)(feng)。當(dang)冷風(feng)(feng)(feng)送至機(ji)柜(ju)的(de)(de)中部(bu)冷風(feng)(feng)(feng)已經被服務器(qi)(qi)全(quan)部(bu)吸收。所(suo)以，機(ji)柜(ju)的(de)(de)上半(ban)部(bu)分沒有足夠的(de)(de)冷量，就(jiu)會導致機(ji)柜(ju)上半(ban)部(bu)分的(de)(de)設(she)(she)備無法(fa)正常運行。

現在機房服務(wu)器類負荷的高散熱量近(jin)年來已攀(pan)升至每(mei)機柜(ju)20KW以(yi)上。原有地板下(xia)送風機房精密空(kong)調系統理(li)想送風狀況下(xia)的機房單(dan)位面積(ji)供冷量為4KW/㎡(更大(da)供冷(leng)量所配置的空調機組送風(feng)量也相應增大(da)，其送風(feng)風(feng)壓(ya)足以把地板給吹起來)，已無法(fa)滿(man)足(zu)其需求。

上述的(de)問題解(jie)決(jue)。機房(fang)在設(she)計中靜(jing)電地(di)(di)板高度的(de)提升，地(di)(di)板出風口(kou)的(de)通風率的(de)提高，封閉機柜冷通道。還(huan)可(ke)以在用風道上送(song)風和地(di)(di)板下送(song)風結(jie)合制冷等方式進行解(jie)決(jue)。

機(ji)房空調(diao)(diao)的(de)(de)冷量不浪費(fei)，有效的(de)(de)利用(yong)可以很大的(de)(de)提高空調(diao)(diao)的(de)(de)利用(yong)率。在實現機(ji)房制冷的(de)(de)前(qian)提下空調(diao)(diao)運行也可以節能。通過空調(diao)(diao)系(xi)統一系(xi)列的(de)(de)優化，可以降(jiang)低整個機(ji)房的(de)(de)PUE值。

然(ran)而，空(kong)調本身(shen)的(de)耗(hao)電(dian)量(liang)是主要(yao)的(de)。所以解決空(kong)調自(zi)身(shen)的(de)耗(hao)電(dian)量(liang)成本降低空(kong)調能耗(hao)的(de)關鍵。機房中采用(yong)傳統的(de)風冷制冷方式是很(hen)耗(hao)電(dian)的(de)運行方式。在(zai)大的(de)IDC中(zhong)現在基本上都采用水(shui)冷式的(de)機(ji)房空調系(xi)統，比風冷系(xi)統節能20%左右(you)。

但(dan)是，我們可以在(zai)通過新(xin)的空調(diao)技術還可以比水冷空調(diao)在(zai)節(jie)能30%以(yi)上的(de)空調系統(非電空調(diao))。

非電空(kong)(kong)調(diao)俗稱溴(xiu)化鋰(li)空(kong)(kong)調(diao)、吸收式制冷機(ji)、燃氣(qi)空(kong)(kong)調(diao)等(deng)，其工(gong)作(zuo)原理是通過采用天然氣(qi)、城市煤氣(qi)、發電廢熱、工(gong)業廢熱、工(gong)業廢水、太陽能(neng)、沼氣(qi)等(deng)任何能(neng)產生80℃以上的熱能(neng)為(wei)動力、以溴化(hua)鋰為(wei)冷(leng)媒進行熱交換，從而(er)降低空調循環水(shui)溫(wen)度(du)，達(da)到制冷(leng)目的;但“非電(dian)”只是空(kong)調本身的(de)制冷不(bu)直接用電來運作(zuo)，但(dan)是支(zhi)持空(kong)調運作(zuo)的(de)后(hou)方機組，比如說，風(feng)機、水泵、冷卻塔(ta)都是需要(yao)耗電的(de)。

但(dan)相對(dui)于直(zhi)接用(yong)電(dian)來制(zhi)冷和制(zhi)熱，非電(dian)空(kong)調對(dui)電(dian)力的(de)消耗(hao)非常小(xiao)。所以這(zhe)種非電(dian)技術(shu)的(de)意思是(shi)，我(wo)們無法杜絕(jue)用(yong)電(dian)，但(dan)是(shi)可以做到大幅度節約用(yong)電(dian)。

非電空調制冷原理：就(jiu)是利(li)用溴化鋰(li)溶液實(shi)現的(de)(de)(de)，即水和溴化鋰(li)的(de)(de)(de)二介介質，由(you)于(yu)沸點不同而(er)且具有吸水性的(de)(de)(de)原因(yin)當加(jia)(jia)熱(re)溴化鋰(li)溶液時，水被(bei)蒸(zheng)發，蒸(zheng)發的(de)(de)(de)水流入(ru)蒸(zheng)發器內蒸(zheng)發吸熱(re)，然后(hou)(hou)蒸(zheng)汽被(bei)冷凝，再次(ci)與溴化鋰(li)混合成為溶液。這些過程中，它被(bei)熱(re)源加(jia)(jia)熱(re)，然后(hou)(hou)通(tong)過蒸(zheng)發將需要冷卻(que)的(de)(de)(de)一端冷卻(que)了，同時冷凝的(de)(de)(de)熱(re)量(liang)通(tong)過室(shi)外的(de)(de)(de)冷卻(que)塔冷卻(que)或送到室(shi)內制熱(re)等。這樣就(jiu)實(shi)現了用熱(re)制冷。

所謂非電技術，就(jiu)是(shi)采用直接由(you)熱能(neng)(neng)來制(zhi)冷的(de)原(yuan)理。傳(chuan)統意義上(shang)的(de)電空調，要完成制(zhi)冷效(xiao)果，必須由(you)熱能(neng)(neng)到(dao)機械(xie)(xie)能(neng)(neng)、由(you)機械(xie)(xie)能(neng)(neng)到(dao)電能(neng)(neng)、再由(you)電能(neng)(neng)回到(dao)機械(xie)(xie)能(neng)(neng)，才能(neng)(neng)到(dao)冷能(neng)(neng)，這其中(zhong)5次(ci)能(neng)量轉換過(guo)程都將(jiang)排(pai)出一定數量的二氧化(hua)碳。因此，從理論(lun)上(shang)來說非電空調不僅節約了(le)能(neng)源，還有效地減(jian)少了(le)空調制冷過(guo)程中(zhong)4倍的碳(tan)排(pai)放(fang)。

機房建(jian)設中空調(diao)系統通過現有的(de)(de)技術(shu)，我們(men)可以把(ba)空調(diao)的(de)(de)能耗(hao)占整個機房總能耗(hao)的(de)(de)比值控制在(zai)15%左(zuo)右。這樣整個機(ji)房(fang)的PUE值就可以控(kong)制在2以下(xia)。

數據中心的(de)UPS電源占機房總功耗的(de)5%左(zuo)右。而UPS自身的功率占UPS的(de)7%左右。而且機房建設的等級越高需要UPS的數量就越多(duo)。比如：一個(ge)國標C級的機(ji)房配置一臺(tai)400KVAUPS就可以(yi)滿(man)足要求，這個機(ji)房中(zhong)的負載沒有變化，只是等級從C級變(bian)成(cheng)A級。但是，UPS就會從一(yi)臺400KVA變成四臺400KVA的(de)UPS。所以解(jie)決UPS的自身功耗也是非常重要的。如果(guo)機房供電的電源質量非常好，UPS的(de)(de)工作方式就可以(yi)采(cai)用后備(bei)式的(de)(de)方式。正常工作市電(dian)通過UPS的旁路直接給負載進行供電，UPS處(chu)于備份(fen)狀態。市(shi)電(dian)停(ting)電(dian)以(yi)后，直接轉換(huan)成UPS電池供電模式。通過這樣的(de)方式可以節約所有UPS的自(zi)身功耗的電(dian)量(liang)。

 PUE無論這樣變化，都是大于(yu)1的乘數因子(zi)。要做到節能，降低服(fu)務器(qi)等IT設備(bei)的(de)功耗，才是效的(de)方(fang)法(fa)。比如(ru)1W的(de)IT設備需要(yao)總功耗(hao)電量為1.6W。當降低服務器(qi)設備功耗為(wei)0.8的時候，數據中(zhong)心(xin)總功(gong)耗立即降為0.8×1.6=1.28。IT設備(bei)降低了0.2，而(er)總耗電(dian)量降低了 0.32。這就是乘數因子效(xiao)應。