Perché i data center a bassa tensione utilizzano così tanta potenza e come calcolare il consumo di energia?

È risaputo che le sale del server sono note per consumare una quantità significativa di elettricità. Attualmente, il consumo di elettricità di grandeDati CentroLe sale informatiche in Cina sono significativamente dietro quelle dei paesi avanzati. La distribuzione dell'elettricità nelle sale server è la seguente: rappresenta il 44%, il raffreddamento rappresenta oltre il 38%(con alcuni che raggiungono il 50%fino al 50%) e la potenza e l'illuminazione rimanenti rappresentano circa il 18%. Chiaramente, il consumo di elettricità di raffreddamento è il principale fattore che influenza il valore PUE, con i sistemi di raffreddamento che sono il principale colpevole per il consumo di energia insale server.

Ecco la formula per il calcolo dell'area della sala del server:

A (area della sala principale)=f area per rack 3. 5-5. 5㎡ / rack (usando il valore mediano di 4,5) × n numero totale dirack di rete

Area della sala principale=4. 5 (㎡/rack) × 30 racks=135 ㎡

(1) Il consumo energetico delle apparecchiature nella sala server viene calcolato come segue: se 30armadi di retesono previsti, ciascuno consumando 3kW, il consumo di energia totale sarà 3kW * 30=90 kW.

(2) Il consumo energetico di altre apparecchiature nella sala server (protezione antincendio, monitoraggio, illuminazione di emergenza) è di circa 8000 W. La capacità di base del sistema di alimentazione non interruzione (UPS) può essere calcolata utilizzando la seguente formula:

E maggiore o uguale a 1,2 p

Dove

E - Capacità di base delSistema UPS(Escludendo l'attrezzatura UPS ridondante)

P - Carico calcolato di apparecchiature di informazione elettronica [(KW/KVA)]

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

E maggiore o uguale a 1,2 p

E maggiore o uguale a 1,2 * 98 kW

E maggiore o uguale a 110.4kva

Considerando che l'intervallo operativo ottimale per UPS è compreso tra 6 0% e 70%, si consiglia di aumentare ulteriormente il risultato di calcolo di cui sopra dividendolo per 0,7.

11 0. 4kva / 0.6 ≈ 184kva. Secondo il manuale del modello, seleziona un modello vicino alla potenza, quindi viene scelto un UPS da 200kva. Per la sicurezza e l'affidabilità dell'alimentatore, si consiglia di utilizzare una configurazione UPS ridondante 1+1, quindi sono necessarie due unità UPS da 200kva.

Pertanto, nella selezione: scegli due unità UPS 200KVA per 1+1 operazione parallela.

Il metodo di esperienza di "potenza e area" viene utilizzato per calcolare il carico di raffreddamento della sala server.

Qt=q 1 + Q2

Dove, QT - capacità di raffreddamento totale (KW)

Q {{0}} carico di apparecchiature interne=UPS Consumo di potenza × 0.8

Q 2 - carico di raffreddamento ambientale=0. 12-0. 18KW/㎡ × Server Room Area

Pertanto, la capacità di raffreddamento della sala server è:

Q {{0}} caricamento dell'attrezzatura indoor=200 kva * 0. 8=160 kw

Q 2 - carico di raffreddamento ambientale=0. 15kw/㎡ * 251 ㎡=37. 5kw

Qt=q 1 + q 2=160 kw + 37. 5kw=197. 5kw

Quindi: la capacità di raffreddamento richiesta nella sala server è di 197,5 kW, si consiglia di avere una ridondanza del 40% nella capacità di raffreddamento. Utilizzare un condizionatore d'aria di raffreddamento da 320kW (4 unità di aria condizionata di raffreddamento da 80 kW)

Il consumo di energia totale effettivo include la potenza utilizzata da UPS, aria condizionata, illuminazione e altre attrezzature.

Consumo di energia dell'attrezzatura UPS: 200kva=200 kw

Consumo di energia del sistema di raffreddamento di precisione: capacità di raffreddamento / 2. 5=320 kw / 2. 5=128 kw

Illuminazione: p (potenza di illuminazione per metro quadrato) * s (area della sala server)

20w * 251 metri quadrati=5 KW Altre apparecchiature: 10kw

Consumo di potenza totale effettivo=(200kw) + (128kw) + 5 KW + 10 KW=343 KW

Quando si costruisce la stanza del server, viene generalmente considerato un margine di sicurezza del 25%, con conseguente effettiva distribuzione totale di energia di 450kW

(1) Area del pavimento occupata da workstations, archiviazione, ecc. Nella stanza del server: 135.5㎡

(2) Area del pavimento occupata da UPS, distribuzione di energia e batterie

Per un singolo sistema UPS con un ritardo di 30 minuti, sono necessari 32 pezzi di batterie AH 12V -200 e per due sistemi sono necessari 64 pezzi.

L'area totale occupata dall'attrezzatura è 28㎡, esclusa lo spazio di manutenzione. Lo spazio di manutenzione richiede in genere un'area 2-3 volte la dimensione dell'impronta dell'attrezzatura. Quindi l'area del pavimento occupata da UPS, distribuzione di energia e batterie è di circa 70㎡.

(3) Area del pavimento occupata dall'aria condizionata

Vengono selezionati quattro condizionatori d'aria, ciascuno con una superficie di 2,1㎡. Poiché i condizionatori d'aria sono completamente mantenuti davanti, l'area del pavimento reale è circa il doppio del condizionatore d'aria stesso, che è di circa 4㎡. Quattro condizionatori d'aria in totale 16㎡.

(4) Area totale della sala server

Area del pavimento occupata da workstations, archiviazione, ecc. Nella stanza del server: 135㎡ + area del pavimento occupata da UPS, distribuzione di energia e batterie: 70㎡ + area del pavimento occupata da aria condizionata: 16㎡=221 ㎡

L'area di protezione antincendio è 30㎡.

L'area totale della sala server è approssimativamente: 251㎡

Per ottenere un risparmio energetico nel consumo di energia, il primo passo è condurre test di consumo di energia nella stanza del server e cogliere accuratamente il consumo di energia nella stanza del server. La maggior parte delle stazioni di base mobili non sono pilota, ma i vari dispositivi elettronici in queste sale di comunicazione devono operare in un determinato ambiente di temperatura (lo standard nazionale GB 50174-93 per l'ambiente della stanza del server stabilisce che la temperatura annuale della stanza del server è di 18 gradi -28) per funzionare normalmente per molto tempo. Per ottenere la temperatura ambientale standard nella stanza del server, ogni sala di comunicazione è dotata di circa due condizionatori d'aria, che sono in funzione tutto l'anno, quindi il consumo energetico della stanza del server è una parte significativa del consumo.

Per misurare accuratamente il consumo di energia delle apparecchiature della stanza del server, è possibile utilizzare dispositivi di misurazione di potenza o software di gestione, come contatori di alimentazione, sistemi UPS o PDU. Per le attrezzature individuali, possiamo collegare noi stessi un contatore trifase e stimare il consumo di energia utilizzando la formula P=I × V. Tuttavia, questo può solo misurare il consumo di energia istantaneo. Se il consumo di energia dell'attrezzatura non è un valore fisso, è impossibile contare, analizzarlo o convertirlo in consumo di energia (chilowatt × ore). Inoltre, anche il metodo di funzionamento e connessione sono più complicati.

Va notato che i numeri relativi al consumo energetico dell'apparecchiatura sono energia efficace (WATT) e consumo totale di energia (Volt-Amperes). Di solito, il consumo di energia a cui ci riferiamo o l'indicatore utilizzato da Taiwan Power per la fatturazione dell'elettricità, è la potenza efficace. Le statistiche sul consumo di energia (kilowatt-ore) contate dalla sottostazione sono anche calcolate usando un'energia efficace, quindi possono essere convertite direttamente in bollette di elettricità. Tuttavia, secondo i dati forniti nel manuale di istruzioni di questa apparecchiatura, l'errore tra i risultati statistici del consumo energetico e le bollette di elettricità effettiva è circa 0. Dal 5% al ​​2%. Tuttavia, questo metodo di rilevamento è applicabile solo al rilevamento di un pezzo di apparecchiatura alla volta e non può essere utilizzato con il software di gestione centralizzato per l'analisi e le statistiche. Pertanto, se si desidera conoscere il consumo energetico di più macchine contemporaneamente, è ancora necessario utilizzare le attrezzature di gestione dell'alimentazione specializzate per statistiche, come l'alimentazione non interruzione (UPS) o il distributore di alimentazione PDU.

L'uso delle apparecchiature di misurazione dell'alimentazione o del software di gestione può comprendere in modo completo la situazione del consumo di energia delle apparecchiature per le stanze del server e anche la gestione è facile, ma il costo una tantum è elevato, di solito oltre decine di migliaia di yuan, che è più adatto a sale o ambienti di grandi server con molti dispositivi. Il misuratore di misurazione di potenza progettato per un singolo prodotto è solo poche migliaia di yuan e se il numero di dispositivi che devono essere monitorati è piccolo, questo tipo di prodotto può essere utilizzato e il valore può essere registrato manualmente.