Veri Merkezi Enerji Verimliliği Önlemleri Ana Listesi, Sürüm 2.0 (Eylül 2020)

Özet

Ana Liste, sahipler, işletmeciler ve yetkin değerlendiriciler için hazırlanmış, güncellenen bir en iyi uygulama önlemleri belgesidir. Tek başına şirket içi iyileştirmeler için kullanılabilir ya da dışarıya hazırlanan bir değerlendirme raporuna girdi olabilir. Önlemler yedi kategoride hiyerarşik olarak sıralanır: enerji verimliliği yönetimi, BT güç dağıtım zinciri, BT ekipmanı, aydınlatma, hava yönetimi, veri merkezi mekânının soğutulması ve merkezi soğutma santrali. Her önlemin EEM 5-1.2 gibi bir numarası vardır; böylece öneriye açıkça atıf yapılabilir. Uzmanlık Merkezi ayrıca listeden yararlanan araçlar sunar: PUE'yi tahmin eden DC Pro ön değerlendirme aracı, Excel tabanlı hava yönetimi aracı ve Word formatında enerji değerlendirme raporu şablonu.

Güç zinciri bölümü yüklenme oranı ve gerilim üzerinde durur. Güç dönüşüm ekipmanının çoğunda verimlilik zirvesinin yaklaşık %75 yük civarında olduğu belirtilir; gerçek eğri üreticiden alınmalıdır. Herhangi birinin tüm yükü taşıyabileceği ve %20 güvenlik payı bırakılan iki paralel çift dönüşümlü UPS (KGK) her biri yaklaşık %40 yükte çalışır. N+1 düzeninde üç eşit ünite %53, dört ünite %60 yükte çalışır; 2N sistemde gereksiz modüller devre dışı bırakılabilir. Yüksek gerilim düşük akım ve düşük kayıp demektir; liste bu nedenle 208 V yerine 480 V UPS, 208 V yerine 240 V BT beslemesi önerir ve doğrudan 277 V kabul eden BT güç kaynaklarını anarak PDU transformatörünün ortadan kalkabileceğini belirtir.

Hava yönetimi ve mekân soğutması en uzun bölümleri oluşturur. Liste daha yüksek besleme havası sıcaklığını savunur: kapalı mimarilerde besleme sıcaklığı önerilen giriş aralığının üst ucuna yaklaşabilirken, açık düzenlerde en sıcak giriş sıcaklığı belirleyici olur. CRAC/CRAH kontrolünün dönüş havası yerine raf giriş sıcaklığına göre yapılmasını, yükseltilmiş döşemede yaklaşık 0,05 inç su sütunu plenum basıncı kullanılmasını ve nem kontrolünün gevşetilmesini önerir. ASHRAE önerilen aralığı 15,8 °F çiğlenme noktasından 59 °F çiğlenme noktası ve %60 BN'ye uzanır; buna rağmen birçok tesis hâlâ %40-55 BN tutar. A2 veya A3 izin verilen sıcaklıkları karşılayan sunucular ekonomizer saatlerini artırır.

Merkezi santral bölümü soğutucuları, soğutma kulelerini, termal depolamayı ve hidronik sistemleri kapsar. Değişken hızlı soğutucular genellikle tam yükün %60-80'inde, sabit hızlı soğutucular tam yükte en verimli noktaya ulaşır. Yoğuşturucu suyu sıcaklığındaki her 1 °F düşüş verimliliği yaklaşık %1,5, soğuk su besleme sıcaklığındaki her 2 °F artış yaklaşık %1 iyileştirir; ancak 59 °F çiğlenme noktasının altındaki soğuk su istenmeyen nem alma yaratır. Liste ayrıca ılımlı iklimlerde yalnızca soğutma kuleli, soğutucusuz santraller, soğutucu yükünü zamana yaymak için termal enerji depolama ve erken blöf yapmayarak su tasarrufu sağlayan kule işletmesi önerir.

Belge, tasarım standardından çok değerlendirme ve yenileme çalışmalarına yöneliktir. Önlemler kısadır ve feragat metni içeriğin ABD Enerji Bakanlığı için hazırlanmış bir rehber niteliği taşıdığını belirtir. Sıvı soğutma yalnızca iki kısa önlemle yer alır: çipe doğrudan sıvı ve daldırmalı soğutma. Gerekçe, suyun çok daha yüksek ısı kapasitesi ve pompa gücünün fan gücüne göre düşmesidir. Atık ısı geri kazanımı, hava-hava eşanjörleri, ara devreli serpantinler, ısı boruları veya ısı pompalarıyla ofis mekânlarının ısıtılması gibi düşük dereceli kullanımlarla sınırlıdır.

Öne çıkan noktalar

1. Güç dönüşüm ekipmanı yaklaşık %75 yükte en verimlidir; %20 güvenlik paylı iki paralel UPS her biri yalnızca yaklaşık %40 yükte çalışır.
2. N+1 yedeklilikte üç eşit paralel UPS %53, dört UPS %60 yükte çalışır; bu, 2N çiftlerden daha verimlidir.
3. Giriş filtresiz standart çift dönüşümlü UPS %12-13 THD'li akım çeker; filtre bunu %5 ve altına indirir ancak verimlilikten ödün verir.
4. Yükseltilmiş döşemede yaklaşık 0,05 inç su sütunu plenum basıncı, sızıntıyı sınırlarken delikli karolardan iyi hava akışı sağlar; basıncı artırmak yerine açık alanı daha büyük karolar kullanılmalıdır.
5. ASHRAE önerilen nem aralığı 15,8 °F çiğlenme noktasından (yaklaşık %8 BN) 59 °F çiğlenme noktası ve %60 BN'ye kadardır; A1 izin verilen üst sınır 63 °F çiğlenme noktası ve %80 BN'dir.
6. Değişken hızlı soğutucular genellikle tam yükün %60-80'inde, sabit hızlı soğutucular tam yükte zirve verimliliğe ulaşır.
7. Yoğuşturucu suyu sıcaklığındaki her 1 °F düşüş soğutucu verimliliğini yaklaşık %1,5, soğuk su besleme sıcaklığındaki her 2 °F artış yaklaşık %1 iyileştirir.
8. Ilımlı iklimlerde yalnızca soğutma kuleleriyle yıl boyu soğutma yapılabilir ve soğutucular devre dışı kalır; soğutucu kalması gerekiyorsa yalnızca sıcak havada çalışan hava soğutmalı üniteler maliyet açısından uygun olabilir.
9. Soğutma kulesi su tüketimi, blöfün erken başlatılmamasıyla ve kule suyunun kuru termometre sıcaklığına göre sıcak olmasıyla azalır; çünkü ısının daha büyük kısmı konveksiyonla atılır.

Tasarımda kullanımı

• Planlanan UPS modül sayısı ve yedeklilik düzenini yük eğrisiyle karşılaştırın: ilk gün ve tam kapasitede ünite başına yükü kontrol edin, modüler ünite ya da fazla modüllerin kapatılmasını değerlendirin.
• Mümkünse 480 V UPS ve 240 V (veya 277 V) BT dağıtımı belirtin; her yükün gerçekten UPS yedeği gerektirip gerektirmediğini gözden geçirin.
• CRAC/CRAH kontrol sensörlerini temsilî raf girişlerine taşıyın, besleme sıcaklığını yükseltin; alarm limitlerinin ve BT güç kablosu sıcaklık değerlerinin daha sıcak koridorlara uygun olduğunu doğrulayın.
• Nem kontrolünü %40-55 BN yerine çiğlenme noktasına dayalı geniş bir ölü bantla kurgulayın; serpantinlerde istenmeden nem alacak 59 °F çiğlenme noktasından soğuk su kullanmaktan kaçının.
• Soğutucusuz ya da ağırlıklı serbest soğutmalı santrali yerel iklime göre sınayın; soğutucu ve kule set noktalarını derece başına verilen verimlilik duyarlılıklarıyla boyutlandırın.
• EEM numaralarını enerji değerlendirmesi veya yenileme eylem planı hazırlarken kontrol listesi olarak kullanın.

Kimler okumalı

Veri merkezi enerji verimliliği eylem planı hazırlayan sahipler, işletmeciler ve değerlendiriciler ile yenileme işleri için pratik bir önlem kontrol listesi arayan tasarımcılar.

Belgenin bölümleri

1. Amaç ve Bu Belgenin Kullanımı
2. Kategori 1: Veri Merkezi Enerji Verimliliği Yönetimi
3. Kategori 2: BT Güç Dağıtım Zinciri
4. Kategori 3: BT Ekipmanı
5. Kategori 4: Aydınlatma
6. Kategori 5: Hava Yönetimi
7. Kategori 6: Veri Merkezi Mekânının Soğutulması
8. Kategori 6.2: Sıvı Bazlı Soğutma
9. Kategori 7: Merkezi Soğutma Santrali
10. Kategori 7.2: Soğuk Su Santrali
11. Kategori 7.3: Soğutma Kulesi Santrali
12. Kategori 7.4: Pompalar ve Hidronik Dağıtım
13. Sözlük

Yayın bilgileri

Yazarlar

LBNL Center of Expertise for Energy Efficiency in Data Centers; Kim Traber

Yayıncı

Lawrence Berkeley National Laboratory (Center of Expertise for Energy Efficiency in Data Centers) / U.S. DOE FEMP

Yıl

2020

Belge dili

İngilizce

Kaynak türü

Kamu kurumu

Erişim

Künye

Lisans

Lisans koşulları belirsiz — kullanım koşullarını yayıncıdan doğrulayın

Lisans kanıtı

datacenters.lbl.gov

Künye