¿Por qué los centros de datos de bajo voltaje usan tanta energía y cómo calcular el consumo de energía?

Es de conocimiento común que se sabe que las salas de servidor consumen una cantidad significativa de electricidad. Actualmente, el consumo de electricidad decentro de datosLas salas de computadoras en China están significativamente detrás de las de los países avanzados. La distribución de electricidad en las salas de servidor es la siguiente: representa el 44%, el enfriamiento representa más del 38%(algunos alcanzan hasta el 50%), y la potencia e iluminación restantes representan aproximadamente el 18%. Claramente, el consumo de electricidad de enfriamiento es el factor principal que afecta el valor del pue, siendo los sistemas de enfriamiento el principal culpable del consumo de energía ensalas de servidor.

Aquí está la fórmula para calcular el área de la sala de servidores:

A (área de la habitación principal)=f de área por rack 3. 5-5. 5㎡ / rack (usando el valor medio de 4.5) × n número total deestanterías

Área de la sala principal=4. 5 (㎡/rack) × 30 bastidores=135 ㎡

(1) El consumo de energía del equipo en la sala del servidor se calcula de la siguiente manera: si 30gabinetes de redestán planificados, cada uno de los que consume 3kW, el consumo de energía total será de 3kW * 30=90 kw.

(2) El consumo de energía de otros equipos en la sala del servidor (protección contra incendios, monitoreo, iluminación de emergencia) es de aproximadamente 8000W. La capacidad básica del sistema de fuente de alimentación ininterrumpida (UPS) se puede calcular utilizando la siguiente fórmula:

E mayor o igual a 1.2p

Dónde

E - Capacidad básica delSistema UPS(excluyendo equipo de UPS redundante)

P - carga calculada de equipos de información electrónica [(kW/kVA)]

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

E mayor o igual a 1.2p

E mayor o igual a 1.2 * 98 kW

E mayor o igual a 110.4kva

Teniendo en cuenta que el rango de operación óptimo para UPS es entre 6 0% y 70%, se recomienda aumentar aún más el resultado del cálculo anterior dividiéndolo en 0.7.

11 0. 4kva / 0.6 ≈ 184kva. Según el Manual del Modelo, seleccione un modelo cercano a la potencia, por lo que se elige un UPS de 200KVA. Para la seguridad y confiabilidad de la fuente de alimentación, se recomienda utilizar una configuración de UPS redundante 1+1}, por lo que se necesitan dos unidades de 200KVA UPS.

Por lo tanto, en la selección: elija dos unidades UPS 200KVA para 1+1 operación paralela.

El método de experiencia de "potencia y área" se utiliza para calcular la carga de enfriamiento de la sala del servidor.

Qt=q 1 + Q2

Dónde, QT - Capacidad de enfriamiento total (KW)

Q {{0}} Carga de equipos interiores=UPS Consumo de energía × 0.8

Q 2 - Carga de enfriamiento ambiental=0. 12-0. 18kw/㎡ × × Servidor Room Área

Por lo tanto, la capacidad de enfriamiento de la sala del servidor es:

Q {{0}} Carga de equipos interiores=200 kva * 0. 8=160 kw

Q 2 - Carga de enfriamiento ambiental=0. 15kw/㎡ * 251 ㎡=37. 5kw

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

Entonces: la capacidad de enfriamiento requerida en la sala del servidor es de 197.5kW, se recomienda tener una redundancia del 40% en la capacidad de enfriamiento. Use un acondicionador de aire de enfriamiento de 320kW (4 unidades de aire acondicionado de enfriamiento de 80kW)

El consumo de energía total real incluye la potencia utilizada por el UPS, el aire acondicionado, la iluminación y otros equipos.

Consumo de energía del equipo UPS: 200kva=200 KW

Consumo de energía del sistema de enfriamiento de precisión: capacidad de enfriamiento / 2. 5=320 kw / 2. 5=128 KW

Iluminación: P (potencia de iluminación por metro cuadrado) * S (área de la sala del servidor)

20W * 251 metros cuadrados=5 KW Otros equipos: 10kW

Consumo de potencia total real=(200kw) + (128kw) + 5 kw + 10 kw=343 kw

Al construir la sala del servidor, generalmente se considera un margen de seguridad del 25%, lo que resulta en una distribución de energía total real de 450kW

(1) Área de piso ocupada por estaciones de trabajo, almacenamiento, etc. En la sala de servidores: 135.5㎡

(2) Área de piso ocupada por UPS, distribución de energía y baterías

Para un solo sistema UPS con un retraso de 30 minutos, se requieren 32 piezas de 12V -200 AH baterías AH, y para dos sistemas, se necesitan 64 piezas.

El área total ocupada por el equipo es de 28㎡, excluyendo el espacio de mantenimiento. El espacio de mantenimiento generalmente requiere un área 2-3 veces del tamaño de la huella del equipo. Entonces, el área del piso ocupada por UPS, distribución de energía y baterías es de aproximadamente 70㎡.

(3) Área de piso ocupada por aire acondicionado

Se seleccionan cuatro aires acondicionados, cada uno con un área de piso de 2.1㎡. Dado que los aires acondicionados están totalmente mantenidos en la parte delantera, el área de piso real es aproximadamente el doble del tamaño del aire acondicionado en sí, que es de aproximadamente 4㎡. Cuatro aires acondicionados totalizan 16㎡.

(4) Área total de la sala de servidores

Área de piso ocupada por estaciones de trabajo, almacenamiento, etc. En la sala de servidores: 135㎡ + área de piso ocupada por UPS, distribución de energía y baterías: 70㎡ + área de piso ocupada por aire acondicionado: 16㎡=221 ㎡

El área de protección contra incendios es de 30㎡.

El área total de la sala del servidor es aproximadamente: 251㎡

Para lograr el ahorro de energía en el consumo de energía, el primer paso es realizar pruebas de consumo de energía en la sala del servidor y comprender con precisión el consumo de energía en la sala del servidor. La mayoría de las estaciones base móviles no están tripuladas, pero los diversos dispositivos electrónicos en estas salas de comunicación deben operar en un entorno de temperatura determinado (el estándar nacional GB 50174-93 para el entorno de la sala de servidores estipula que la temperatura ambiente anual del servidor es de 18 grados -28 grado) para funcionar normalmente durante mucho tiempo. Para lograr la temperatura ambiental estándar en la sala del servidor, cada sala de comunicación está equipada con aproximadamente dos aires acondicionados, que están en funcionamiento durante todo el año, por lo que el consumo de energía de la sala del servidor es una parte importante del consumo.

Para medir con precisión el consumo de energía del equipo de la sala del servidor, puede usar dispositivos de medición de energía o software de administración, como medidores de energía, sistemas UPS o PDU. Para equipos individuales, podemos conectar un medidor trifásico nosotros mismos y estimar el consumo de energía utilizando la fórmula P=I × V. Sin embargo, esto solo puede medir el consumo de energía instantáneo. Si el consumo de energía del equipo no es un valor fijo, es imposible contarlo, analizarlo o convertirlo en consumo de energía (kilovatios × horas). Además, el método de operación y conexión también es más complicado.

Cabe señalar que los números relacionados con el consumo de energía del equipo son potencia efectiva (vatios) y el consumo total de energía (voltios-amperios). Por lo general, el consumo de energía al que nos referimos, o el indicador utilizado por la energía de Taiwán para la facturación de electricidad, es la potencia efectiva. Las estadísticas de consumo de energía (kilovatios-hora) contadas por la subestación también se calculan utilizando una potencia efectiva, por lo que pueden convertirse directamente en facturas de electricidad. Sin embargo, de acuerdo con los datos proporcionados en el manual de instrucciones de este equipo, el error entre los resultados estadísticos del consumo de energía y las facturas de electricidad reales se trata de 0. 5% a 2%. Sin embargo, este método de detección solo es aplicable a detectar una pieza de equipo a la vez y no puede usarse con software de gestión centralizado para análisis y estadísticas. Por lo tanto, si desea conocer el consumo de energía de múltiples máquinas al mismo tiempo, aún necesita usar equipos especializados de gestión de energía para estadísticas, como la fuente de alimentación ininterrumpida (UPS) o el distribuidor de energía PDU.

El uso de equipos de medición de energía o software de administración puede comprender de manera integral la situación de consumo de energía del equipo de la sala de servidores, y la administración también es fácil, pero el costo único es alto, generalmente por decenas de miles de yuanes, que es más adecuado para grandes salas o entornos de servidores con muchos dispositivos. El medidor de medición de potencia diseñado para un solo producto es de solo unos pocos miles de yuanes, y si el número de dispositivos que deben ser monitoreados es pequeño, este tipo de producto se puede usar y el valor se puede registrar manualmente.