Veri Merkezi Sayaçlama ve Kaynak Rehberi (Şubat 2017)

Özet

Rehber, Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarı ve DOE Better Buildings programı tarafından hazırlanmıştır. Giriş, veri merkezlerinin ABD elektriğinin yaklaşık yüzde 2'sini tükettiğini ve sektörün enerji kullanımının yılda yaklaşık yüzde 1 arttığını belirtir. Metrik yönetimi için sayaçlamanın gerekliliğini anlatır: anormal kullanımı fark etmek, maliyetleri izlemek, karşılaştırma yapmak, stratejileri doğrulamak ve fiziksel sistemlerde arızaları bulmak. Better Buildings ortaklığı için tam sayaçlı veri gerekir; kısmi sayaçlama veya tahmin yalnızca başlangıç değerleri için uygundur. Rehber, çoğunlukla eksik sayaçlı gömülü veri merkezlerine odaklanır.

PUE, toplam enerji kullanımının BT ekipmanı enerjisine oranıdır. The Green Grid üç seviye tanımlar. Seviye 1'de BT yükü UPS (KGK) çıkışında ölçülür ve UPS ile BT arasındaki trafo ve dağıtım kayıpları BT yükü sayılır. Seviye 2'de PDU kayıpları altyapıya sayılır ve çoğu nokta otomatik, bir kısmı elle kaydedilir; UPS ve PDU ölçümleri genellikle birkaç yüzde, şebeke sayaçları yüzde 1 içinde doğrudur. Seviye 3'te tüm noktalar otomatik ölçülür ve türetilen metrikler kesin değerdir. Müstakil bir veri merkezinde Seviye 1 PUE, şebeke sayaç okumasının UPS çıkış enerjisine bölünmesidir (M1/M2). Temel izleme için enerji ölçümleri en azından ayda bir toplanır.

Gömülü merkezler için rehber tablolarla PUE tahmin yöntemleri verir. Varsayımlar şunlardır: UPS sonrası elektrik dağıtım kaybı yüzde 10 (M2/0,9), UPS girişi ölçüldüyse yukarı akış kayıpları için yüzde 3 ekleme, ısı atımı kW'ını tona çevirmek için 0,285. Chiller tesisi için Eff, chiller verimi artı 0,2 kW/ton'dur (pompa ve kule fanları); hava soğutmalı tesiste artı 0,1. Hava soğutmalı CRAC verimi fanlar dahil 1,45 kW/ton, su tarafı ekonomizer çalışırken 0,25 kW/ton alınır. CRAH fan enerjisi motor beygir gücü x 0,746 x 0,75 yük faktörü x saat / motor verimi ile tahmin edilir. Aydınlatma genellikle yüzde 1'in, jeneratör testleri yüzde 0,5'in altındadır ve ihmal edilebilir.

Rehber chiller için ASHRAE 90.1-2010 asgari IPLV değerlerini verir; örneğin su soğutmalı pozitif deplasmanlı 150-300 ton için 0,580 ve 300 ton üzeri için 0,540 kW/ton. Bu değerler 2010'dan eski tesislerin tüketimini genellikle olduğundan az gösterir. Planlama, bilgi toplama (tek hat şemaları, mekanik şemalar, saha ziyareti, çünkü çizimler sıklıkla hatalıdır), uygulama yöntemi (sözleşmeli, iç kaynak, karma) ve devreye alma adımları anlatılır. Devreye almada taşınabilir sayaçla uçtan uca kontrol ve alt sayaç toplamının ana sayaçla karşılaştırılması önerilir. Elektrik sayaçlarının kurulumu için sistemin enerjisiz olması gerekir; N+x sistemlerde sırayla veya planlı bakımda yapılması, ısıl sayaçlar için sıcak bağlantı (hot-tap) veya ultrasonik sayaç kullanılması önerilir.

Maliyet olarak sayaçlama nokta başına yaklaşık 150-1.500 dolar tutar (kablosuz 150-400, kablolu 500-1.500 dolar); güvenilir bir kalıcı güç sayacı 3.000-10.000 dolar arasındadır. PUE sayaçlama paketleri mevcut sayaçları bütünleştirmek için yaklaşık 3.000 dolardan, ana sayaç, UPS iletişimi ve BTU sayacı için 17.000 dolara kadar çıkar. Belge, tahmine dayalı PUE'nin başlangıç için kabul edilebilir olduğunu ancak daha az doğru olduğunu ve verimlilik iyileştirmeleri yapıldığında ayarlanmasının zor olduğunu vurgular; bu nedenle ek sayaçlama önerilir. Belge 2017 tarihlidir ve ABD bağlamındadır; tablo değerleri örnek tahmin katsayılarıdır.

Öne çıkan noktalar

1. Müstakil bir veri merkezinde PUE Seviye 1, şebeke sayaç okumasının UPS çıkış enerjisine bölünmesidir (M1/M2).
2. Aydınlatma genellikle toplam veri merkezi enerjisinin yüzde 1'inden azdır; jeneratör testleri (haftalık yüksüz, üç aylık tam yük) yüzde 0,5'ten azdır; ikisi de PUE tahminlerinde ihmal edilebilir.
3. PUE tahmini, UPS sonrası yüzde 10 elektrik dağıtım kaybı (M2/0,9) varsayar, UPS girişi ölçülünce yukarı akış kayıpları için yüzde 3 ekler ve ısı atımı kW'ını tona çevirmek için 0,285 kullanır.
4. Chiller suyu tesisi için Eff = chiller verimi + 0,2 kW/ton (pompalar ve kule fanları); CRAH fan enerjisi motor hp x 0,746 kW/hp x 0,75 yük faktörü x saat / motor verimi ile tahmin edilir.
5. Fanlar dahil tipik hava soğutmalı CRAC verimi 1,45 kW/ton, su tarafı ekonomizer çalışırken soğutma 0,25 kW/ton alınır.
6. Sayaçlama nokta başına yaklaşık 150-1.500 dolardır (kablosuz 150-400, kablolu 500-1.500); güvenilir kalıcı güç sayacı 3.000-10.000 dolardır.
7. PUE sayaçlama paketleri yaklaşık 3.000 dolardan (mevcut sayaçların bütünleştirilmesi) 17.000 dolara (ana sayaç, UPS iletişimi ve BTU sayacı) kadar değişir.
8. ENERGY STAR BT ekipmanı giriş gücünü ±%5 içinde raporlar ve güç, giriş sıcaklığı ile CPU kullanımını en az her 10 saniyede örnekler.
9. Seviye 1'de BT yükü UPS çıkışında ölçülür; UPS ile BT arasındaki trafo ve dağıtım kayıpları BT yükü sayılır; UPS ve PDU ölçümleri genellikle birkaç yüzde, şebeke sayaçları yüzde 1 içinde doğrudur.
10. ASHRAE 90.1-2010 asgari chiller IPLV değerleri, örneğin su soğutmalı pozitif deplasmanlı 150-300 ton için 0,580 kW/ton, 300 ton üzeri için 0,540 kW/ton; eski tesisler genellikle daha fazla tüketir.

Tasarımda kullanımı

• Müstakil tesiste şebeke girişine ve UPS çıkışına (veya UPS yoksa BT'ye hizmet eden panellere) enerji (kWh) kaydeden sayaçlar projelendirin; UPS ekranının yalnızca güç (kW) göstermesi yetmez, enerji kaydı gerekir.
• Paylaşımlı soğutulmuş su tesisine bağlı gömülü merkezlerde veri merkezine giden soğutulmuş su hatlarına ısıl (BTU) sayaç yerleşimini mekanik şemalardan belirleyin; mümkünse chiller tesisinin elektrik girişine de sayaç koyun.
• Tahmine dayalı PUE'yi yalnızca başlangıç değeri olarak kullanın; kendi tasarım ve yük varsayımlarınız için yüzde 10 dağıtım kaybı, 0,285 dönüşüm, chiller verimi + 0,2 kW/ton gibi katsayıları kontrol edin ve ek sayaçlamayı baştan bütçeleyin.
• Sayaç kurulumunu elektrik panelleri enerjisiz olmadan yapılamayacağını dikkate alarak N+x yedekli sistemlerde sırayla veya planlı bakımda yapılacak şekilde planlayın; ısıl sayaçlar için sıcak bağlantı noktası veya ultrasonik sayaç kullanın.
• Devreye almaya uçtan uca kontrol (portatif sayaç ile ekran okumasının karşılaştırılması), enerji birikimi (kW'dan kWh'ye) testi ve alt sayaç toplam kontrolünü ekleyin.
• Sayaç bütçesini nokta başına birim maliyet (150-1.500 dolar) ve PUE paketi aralığıyla (3.000-17.000 dolar) ön tahmin edin.

Kimler okumalı

Veri merkezi sayaçlama ve izleme mimarisini tasarlayan, PUE hesaplayan veya baz çizgisi oluşturan elektrik ve mekanik tasarımcılar, tesis ve enerji yöneticileri.

Belgenin bölümleri

1. Giriş
2. Tanımlar: Bir Metrik Olarak PUE
3. The Green Grid'e Göre PUE Seviyeleri (1'den 3'e)
4. Sayaçlama Uygulaması: Veri Merkezi Türü
5. Enerji ve Güç
6. PUE Tahmini (Tablo 1, Tablo 2, Chiller Verimi Tablosu 3)
7. Planlama
8. Sistem Türünü Belirlemek için Bilgi Toplama
9. Uygulama Yönteminin Belirlenmesi (Sözleşmeli, İç Kaynak, Karma)
10. Devreye Alma: Uçtan Uca Kontrol ve Toplam Kontrolü
11. Öngörülen Senaryolar: Müstakil ve Gömülü Veri Merkezleri
12. Sayaçlama Yöntemi Seçenekleri: Mevcut Sayaçlardan Yararlanma ve Sayaçsız Başlama
13. Sayaç Türleri ve Kullanımları
14. Sayaç Kurulumunda Güçlükler ve Olası Çözümler
15. Birden Çok Sayaçlama Sistemi
16. Sayaçlama Maliyetleri
17. Ek A: Veri Merkezi Enerji Uzmanı (DCEP) Programı
18. Ek B: Veri Merkezi Profilcisi (DC Pro) Araçları

Yayın bilgileri

Yazarlar

Lawrence Berkeley National Laboratory; U.S. DOE Better Buildings

Yayıncı

U.S. DOE Better Buildings / Lawrence Berkeley National Laboratory

Yıl

2017

Belge dili

İngilizce

Kaynak türü

Kamu kurumu

Erişim

Künye

Lisans

Lisans koşulları belirsiz — kullanım koşullarını yayıncıdan doğrulayın

Lisans kanıtı

datacenters.lbl.gov

Künye