数据中心能效指标PUE的进一步研究工作





以下的模型能够清晰定义数据中心的主要耗电环节，为机房节能设计与运营提供了可行的数学模型。





显然，数据中心节能的重点在于空调部分的能效指标，即PUE空调因子。机房空调的能效指标又与机房的热密度、风道布置、冷热通道、机房建筑热负荷、室外机布置、室内机布置等诸多因素相关，这是本文下一步研究工作需要探讨的。





此外，有关水制冷系统与直接风冷系统DX的争论，也将具体讨论。





空调提供的制冷剂机外循环也是最新的技术，如果能成功产业化，将降低PUE空调因子到0.2左右（一年内平均）。





机房PUE无论怎样变化，都是大于1的乘数因子。要做到最佳节能，降低服务器等IT设备的功耗，才是最立竿见影。比如之前的总耗电量为1.6，当降低服务器设备功耗为0.8的时候，数据中心总功耗立即降低为0.8×1.6=1.28。IT设备降低了0.2，而耗电量降低了0.32。这就是乘数因子效应。

机房海洛斯精密空调选型设计方案
模块化机房海洛斯精密空调采用一体式机身结构设计，具备新风节能、大风量、高显热、高效过滤、网络控制等功能，满足机房的高负荷长时间连续运转的散热要求。特征：节能一体式机房空调采用一体式机身结构设计，具备新风节能、大风量、高显热、高效过滤、网络控制等功能，满足机房的高负荷长时间连续运转的散热要求。多种制冷方式：风冷机房空调、水冷机房空调、冷冻水机房空调、风冷双冷源机房空调、水冷双冷源机房空调，乙二醇机房空调型等多种机型，型单机从5.5KW～200KW，水冷型单机从5.5KW～200KW。
全年制冷


由于机房的发热量很大，有的IDC机房发热量更是达到30 kw/O以上,所以全年都是制冷。


这里需要提到的一点是机房海洛斯精密空调也有加热器，只不过是在除湿的时候启动的。应为除湿时出风温度要相对较低，避免房间温度降低得太快（机房要求温度变化每10分钟不超过1℃，湿度每小时不超过5%）。
高显热比


显热比是显冷量与总冷量的比值。空调的总冷量是显冷量和潜冷量之和，其中显热制冷是用来降温的，而潜冷是用来除湿的。机房的热量主要是显热，所以机房海洛斯精密空调的显热比较高，一般在0.9以上（普通舒适型空调只有0.6左右）。大风量、小晗差是机房空调与其他空调的本质区别。采用大风量，可以使出风温度不至于太低，并加大机房的换气次数，这对服务器和计算机的运算都是有利的。机房的短时间内温度变化太大会造成服务器运算错误，机房湿度太低会造成静电（湿度在20%的时候静电可以达到1万伏）。
高能效比


能效比（COP）即使能量与热量之间的转换比率，1单位的能量，转换为3单位的热量，COP=3。由于大部分机房海洛斯精密空调采用涡旋式压缩机（最小的功率也有2.75KW），COP最大可以达到5.6。整机的能效比达到3.0以上。
高精度设计


机房海洛斯精密空调不仅对温度可以调节，也可以对湿度可以调节，并且精度都是很高的。计算机特别是服务器对温度和湿度都有特别高的要求，如果变化太大，计算机的计算就可能出现差错，对服务商是是很不利的特别是银行和通讯行业。现在的机房海洛斯精密空调要求一般在温度精度达±2℃，湿度精度±5%，高精度机房海洛斯精密空调可以温度精度达到±0.5℃，湿度精度达到±2% 。
高可靠性


一个机房最注重的就是可靠性。全年8760小时要无故障运行，就需要机房空调可靠的零部件和优秀的控制系统。一般机房多是N+1备份，一台空调出了问题，其他空调就可以马上接管整个系统。目前最知名的产品有：CAROSS卡洛斯、艾默生、雷诺威机房空调等都是目前做顶端的产品。


与相同制冷量的舒适性空调机相比，机房海洛斯精密空调机的循环风量约大一倍，相应的焓差只有一半，机房海洛斯精密空调机运行时通常不需要除湿，循环风量较大将使得机组在空气露点以上运行，不必要像舒适性空调机那样为应付湿负荷而不得不使空气冷却到露点以下，故机组可以通过提高制冷剂的蒸发温度提高机组运行的热效率，从而提高运行的经济性。根据经验，显热比为1.0的机组的单位制冷量的能耗仅是显热比为0.6的机组的60%左右。同样，机房要求温湿度指标相对稳定，较大的循环风量将有利于稳定机房的温湿度指标，显然，在制冷量一定的情况下，风量的增大将导致焓差的减少，因而通常机组只能在显热比相当高的工况下运行，这恰恰与机房的负荷特点相适应。


通常舒适性空调冷负荷中有30%是为了消除潜热负荷，有70%是为了消除显热负荷。对机房来讲，其情况却大不相同，机房主要是设备散出的显热，室内工作人员散出的热负荷及夏季进入房间的新鲜空气的热湿负荷（仅占总负荷的5%）。并且冬季是需要加湿而不是减湿，即使在冬季机房仍需要消除热负荷，特别是程控机房更是如此。鉴于以上特点，如将一般舒适性空调机组用于机房，则会造成能量浪费。例如一个热负荷为 7056kcal/h的机房，若使用机房海洛斯精密空调机组，则总耗电量为2.7kw，而舒适性空调机组则需耗电8.1kw，即多耗电两倍。同样制冷量的空调机其风量各异，舒适性空调机的风量与冷量比为1:5，而恒温恒湿机风量与冷量比为1:3.5，机房专用海洛斯精密空调机具有大风量、小焓差、高显热比的特点，通常焓差为2kcal/kg左右。也就是说，机房的热负荷90%～95%是显热负荷，同样的热负荷显热比越高要求送风量越大。这就要求机房的机房海洛斯精密空调系统能够提供较大的送风量，所以一般机房送风量要比通常舒适性空调房间所需的送风量大1.6～2倍。
机房的热负荷变化幅度较大


通常要在10%～20%之间变动，这是由于主机设备所处的工作状态不同，消耗的功耗不同所造成的。因此，机房海洛斯精密空调系统必须能够适应这种负荷的变化，以使电子元器件工作在所要求的环境条件之中，保证电路性能的可靠性。
送回风方式多样


由于要与电子通信设备的冷却方式相适应，机房的空调系统的送风回风方式是多种多样的：有上送风、下送风，有上回风、下回风、侧回风等，生产企业一般是利用标准化手段开发一系列机型，以满足用户的不同需要。


机房海洛斯精密空调机送风形式多为上送下回和下送上回式。机房中铺设防静电活动地板，机房海洛斯精密空调采用下送上回式送风，使冷气直接进入活动地板下，这样使地板下形成静压箱，然后通过地板送风口，把冷气均匀地送入机房内，送入设备机柜内。为此，机房海洛斯精密空调调应有足够的风量把机房中的热量带走。采用这种送风形式可大大提高空调效率，同时还可以大幅度节省过去习惯的管道送风的工程费用，降低工程造价，使室内布局美观。这是机房理想的送风方式。当然，机房送风形式要与设备散热形式一致。

海洛斯精密空调品牌推荐：美国卡洛斯机房空调，美国艾默生机房空调，美国雷诺威机房空调