能源使用效率(PUE)

雖然PUE值度量的原始版本變得廣為人知，但還是受到一些批評(píng)，因?yàn)?ldquo;電力”(KW)可以是一個(gè)時(shí)間點(diǎn)的瞬時(shí)測(cè)量值，而一些數(shù)據(jù)中心設(shè)施聲稱其PUE值很低，這是因?yàn)榭梢栽谧罾涞囊惶欤诶鋮s電力最少的時(shí)候進(jìn)行的功率測(cè)量。2011年更新到PUE第二個(gè)版本(其重點(diǎn)是數(shù)據(jù)中心年度能源值，而不是電力)。

修訂后的2011版也被ASHRAE，以及美國(guó)EPA和DOE各機(jī)構(gòu)所認(rèn)可，成為了能源之星計(jì)劃的基礎(chǔ)的一部分，并且成為全球公認(rèn)的指標(biāo)。它定義了四個(gè)類別的PUE(PUE0-3)和測(cè)量的三個(gè)具體點(diǎn)。許多數(shù)據(jù)中心在指定測(cè)量的點(diǎn)上沒(méi)有測(cè)量電能的儀表，為了解決這個(gè)問(wèn)題，PUE0類仍然是基于電力來(lái)衡量所需要的最高功率消耗，通常在溫暖的天氣進(jìn)行測(cè)量(這個(gè)PUE最高)，而不是在寒冷的天氣(最好的情況)中進(jìn)行測(cè)量，這樣可以避免錯(cuò)誤的PUE值。接下來(lái)的三個(gè)類別的PUE是基于年度能量(千瓦時(shí))。特別PUE1類(PUE1)中指定的UPS輸出是測(cè)量PUE的最廣泛使用的點(diǎn)。并測(cè)量PUE2點(diǎn)(PDU輸出)和PUE3點(diǎn)(IT柜)，這樣可以更加準(zhǔn)確地表示實(shí)際IT負(fù)載的測(cè)量方法，但更難實(shí)施，并且成本更加昂貴。(見(jiàn)圖表)。

綠色網(wǎng)格組織明確指出，PUE度量的目的不是為了比較數(shù)據(jù)中心，其目的只是提供一個(gè)跟蹤數(shù)據(jù)中心能源變化基準(zhǔn)，幫助數(shù)據(jù)中心提高自身效率的方法。使用在90.1-2013建筑標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)遵從強(qiáng)制性PUE，并提出ASHRAE90.4數(shù)據(jù)中心能效標(biāo)準(zhǔn)，這可能與其預(yù)期的目的相沖突。該問(wèn)題也在ASHRAE標(biāo)準(zhǔn)部分進(jìn)行更詳細(xì)地討論。

了解溫度參考

為了討論不斷變化的工作溫度，重要的是要檢查干球，濕球和露點(diǎn)溫度的差異。

(1)干球

“干球”溫度計(jì)(模擬或數(shù)字)是在IT設(shè)備的工作范圍的說(shuō)明書(shū)中引用的最常用類型的溫度計(jì)。其讀數(shù)不受空氣濕度的影響。

(2)濕球

與此相反，也有一個(gè)“濕球”溫度計(jì)，其中“濕球”(或感測(cè)元件)覆蓋有一個(gè)水飽和材料(如棉燈芯)，而空氣流動(dòng)以一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的速度進(jìn)行蒸發(fā)，并冷卻溫度計(jì)“濕球”(一個(gè)稱為阿斯曼干濕表裝置)。空氣中的水分含量直接影響到蒸發(fā)率和相關(guān)的降溫效果。其結(jié)果是，在100%相對(duì)濕度的空氣是飽和的，在芯中的水不會(huì)蒸發(fā)，并與干球溫度計(jì)讀數(shù)相等。然而，在較低的濕度水平的干燥的空氣中，芯中的水分會(huì)更快蒸發(fā)，導(dǎo)致“濕球溫度計(jì)”的讀數(shù)比“干球溫度計(jì)”低。濕球溫度通常是用來(lái)計(jì)算冷卻單元的容量(與潛熱負(fù)荷有關(guān)的一個(gè)參考資料。即冷凝)，而“干球”的溫度被用來(lái)指定合理的冷卻能力。濕球溫度也被用于工程的外部熱抑制系統(tǒng)，如蒸發(fā)冷卻塔，或絕熱冷卻系統(tǒng)的性能。然而，對(duì)于非蒸發(fā)系統(tǒng)，如流體冷卻器或冷凝器的制冷劑，則使用干球溫度。

(3)露點(diǎn)

露點(diǎn)溫度是指水蒸氣達(dá)到飽和點(diǎn)(100%相對(duì)濕度)的點(diǎn)。這種溫度變化，其效果通常可以看到當(dāng)一個(gè)物體上的冷凝形式比露點(diǎn)溫度更冷。這是IT設(shè)備的一個(gè)明顯的問(wèn)題。當(dāng)審查共同IT設(shè)備的操作規(guī)范，但是應(yīng)該指出的是，濕度范圍被指定為“非冷凝”。

考慮露點(diǎn)也成為解決和減少潛熱負(fù)荷對(duì)冷卻系統(tǒng)影響的重要因素，如典型的CRAC/CRAH單元的冷卻盤(pán)管都運(yùn)行在低于露點(diǎn)，因此除濕冷卻時(shí)，這就要求加濕系統(tǒng)使用更多的能量來(lái)代替冷卻盤(pán)管除去水分。新的冷卻系統(tǒng)可以通過(guò)實(shí)施露點(diǎn)控制來(lái)避免這種雙重的浪費(fèi)。

推薦與允許溫度

截至2011年，“推薦”的溫度范圍內(nèi)保持在64.4~80.4華氏度之間(18~27攝氏度)不變。雖然新的A1-A2“允許”的范圍讓許多IT行業(yè)和數(shù)據(jù)中心設(shè)施人員為之驚訝，而A3和A4的溫度更是達(dá)到了真正令業(yè)界震驚的上限范圍。

雖然這意味著提供更多的信息和選項(xiàng)，新的擴(kuò)展“允許”數(shù)據(jù)中心指南則表示對(duì)于數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)商來(lái)說(shuō)有著復(fù)雜的決策過(guò)程，以試圖平衡需要優(yōu)化效率，降低總擁有成本，解決可靠性問(wèn)題，并提高性能。

溫度測(cè)量-房間與入口

如在溫度指南的簡(jiǎn)要說(shuō)明，“房間”的溫度最初是用作測(cè)量的基礎(chǔ)。然而，“房間”溫度從來(lái)沒(méi)有真正有意義的，因?yàn)闇囟瓤赡茉诓煌貐^(qū)差別很大。幸運(yùn)的是，在2008年，有一個(gè)在溫度計(jì)量說(shuō)明了這個(gè)重要的但往往被忽視的變化。第2版中引用的“空氣進(jìn)入IT設(shè)備”的溫度。這強(qiáng)調(diào)需要應(yīng)對(duì)更高的IT設(shè)備功率密度，了解和解決空氣流通管理問(wèn)題，并提供冷通道/熱通道柜布局建議。

在這2012年的指南中，對(duì)監(jiān)測(cè)溫度在冷通道的位置也有更多的建議。這些還包括放置在機(jī)柜內(nèi)的傳感器，每個(gè)機(jī)柜的位置和數(shù)量的傳感器(根據(jù)機(jī)柜的功率密度和IT設(shè)備)。雖然這對(duì)監(jiān)控溫度提供了更好的指導(dǎo)，卻很少有管理者對(duì)冷通道進(jìn)行溫度監(jiān)控，比監(jiān)控機(jī)架要少得多。此外，它沒(méi)有直接解決如何控制IT硬件的進(jìn)氣溫度的問(wèn)題。

ASHRAE和NEBS環(huán)境規(guī)范

雖然ASHRAE熱指南已在數(shù)據(jù)中心眾所周知，電信行業(yè)在創(chuàng)建環(huán)境參數(shù)之前發(fā)布發(fā)第一版2004tc9.9。NEBS環(huán)境規(guī)范提供了一組本地交換機(jī)的物理、環(huán)境參數(shù)，并且電話系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商提出了交流電氣的要求。NEBS規(guī)范經(jīng)過(guò)演變和多次修改，其所有權(quán)已改為重組的電信企業(yè)。然而，該規(guī)范和其前輩有效地定義了標(biāo)準(zhǔn)，以確保美國(guó)電話系統(tǒng)的可靠設(shè)備運(yùn)行超過(guò)一百年。

事實(shí)上，NEBS規(guī)范也在ASHRAE溫度指南中引用。引入“推薦”溫度范圍64.4~80.6華氏度(18~27攝氏度)，就在原來(lái)的tc9.9指南存在，該熱準(zhǔn)則被擴(kuò)展到相同的值。更有趣的是，在2011年，新TC9.9規(guī)格A3與長(zhǎng)期存在的NEBS41-104F的允許溫度范圍相匹配。但是，這對(duì)大多數(shù)數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)5%-85%RH的NEBS容許濕度范圍有所影響。在ASHRAE溫度指南的相關(guān)說(shuō)明指出：“普遍接受的電信業(yè)務(wù)中，主要地區(qū)服務(wù)提供者已經(jīng)關(guān)閉了基于研究的幾乎所有的加濕設(shè)備。”

修訂后的低濕度范圍和靜電釋放風(fēng)險(xiǎn)

2015年完成的TC9.9靜電放電“ESD”的風(fēng)險(xiǎn)研究，發(fā)現(xiàn)較低的濕度沒(méi)有顯著提高傷害ESD的風(fēng)險(xiǎn)，只要維護(hù)IT設(shè)備時(shí)，正確地使用接地措施。據(jù)預(yù)計(jì)，在2016年版的溫度指南將擴(kuò)大容許的低濕度水平，相對(duì)濕度下降到8%。這將會(huì)顯著節(jié)約電能，由于不再需要使用加濕系統(tǒng)進(jìn)行不必要的提高濕度。

*NEBS腳注：NEBS(以前稱為網(wǎng)絡(luò)設(shè)備構(gòu)建系統(tǒng))目前歸Telecorida公司所有，其前身是貝爾通信研究所或貝爾維護(hù)公司。而電信研究和發(fā)展公司是美國(guó)電話和電報(bào)公司(AT&T)分拆的一部分。