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分析及节能措施初探

在云计算、大数据的催生下，巨型数据中心如雨后春笋，遍地开花，随之

而来的是电资源的瓶颈，要求我们尽可能提升数据中心的能源效率。PUE可作

为能源效率衡量工具，调整能耗关键点，优化系统趋向合理配置。

标签：数据中心节能;PUE分析

数据中心是实现数据信息的集中处理、存储、传输、交换、管理等业务的服

务平台。从物理层次看，数据中心主要由IT设备、配电系统和空调系统3部分

构成。IT设备是实现数据中心功能的核心部分，配电和空调系统则用以保障IT

设备系统的正常运行。其中，配电系统用于直流、交流转换，并确保为IT设备

提供可靠、高质量的电源;空调系统保障IT设备在正常的温度和湿度下工作。

绿色数据中心是在传统的数据中心架构基础上，通过先进的技术和方案以达

到最高能效以及最低的环境影响。若要达到绿色数据中心的标准，除了要应用高

效节能的IT设备外，通过一系列节能措施降低空调系统和配电系统的能耗也极

为关键。业内常用PUE（PowerUsageEffectiveness）作为数据中心的能效指标来

评价数据中心是否高效。

1PUE定义

PUE：能量使用效率PowerUsageEffectiveness

PUE

IT设备能耗包括所有相关的IT设备的负荷，如计算设备、存储设备、网络

设备，也包括辅助设备如KVM转换器、监视器和工作站等。

全部设备能耗包括以下所有支持IT设备运行的设备能耗：

（1）供配电、照明设备，如发电机、变压器、开关柜、配电箱、列头柜、

UPS、电池、灯具等。

（2）空调设备，如冷水机组、机房精密空调、直接蒸发制冷设备、新风空

调设备、水泵和冷却塔等。

（3）计算设备、网络设备、存储设备。

同等情况下（如数据中心等级、负载率、地理位置、规模相当），PUE数值

越低意味数据中心能源效率越高、越节能。目前国内外已建成的机房的PUE数

值大致在1.4～2.2之间。对于IT企业来讲，只有建设低能耗的机房，才能更好

地满足不断增长的计算、传输和存储的需求，才能降低能耗成本，减少整个企业

2PUE因子

其中：CLF制冷能效因子CoolingLoadFactor

代表单位功率IT负载上消耗的制冷用电量

PLF—电力能效因子PowerLoadFactor

代表单位功率IT负载上供电系统的损耗

PUE是一个趋向于1的值，越接近1，说明数据中心全部电量基本全部供应

给IT设备，此数据中心电能利用率最高。

图1：PUE影响因素分析图如下：

图1PUE影响因素分析图

3数据中心能耗分析

图2数据中心各系统能耗占比

（图示资料来源：EYPMissionsCriticalFacilitiesInc.）

IT能耗是数据中心的根源。影响IT能耗的因素主要有：IT设备性能，设备

利用率（虚拟化、服务器整合能大幅提升设备利用率），供电效率等。

散热系统能耗是除IT系统外能耗的最大能耗，通常由风扇能耗（空气流动

耗能）和空调制冷系统能耗组成。数据中心运行过程中，风扇能耗主要取决于机

房内部的气流组织，即风扇与IT机柜的位置，如远端送风（下送风空调或上送

风空调）、机柜周围送风（列间空调或吊顶空调）、机柜内送/排风（前板送风或

后门排风）。制冷系统能耗受负载率、机房环境温湿度、室外环境温湿度影响较

大。

供电系统能耗通常由电源保护设备（如UPS、HVDC、直流电源）、变压器、

配电柜、线缆等能耗组成，电源保护设备的能耗占比达70%。电源保护设备的能

耗主要取决于设备能源效率和负载率。

照明等能耗在数据中心的占比很少，通常与数据中心的建筑面积相关，通过

选用节能灯具、选择性开闭照明的方法节能。

数据中心能源效率的提升，最重要的是散热系统，其次是电源保护设备。

4PUE的方法

4.1采用模块化理念，尽量达到IT设备满负载，配套设施满载运转，提高能

效利用率。

4.