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实践机房五化指标 从优化能耗管理做起

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企业欲提升机房散热与电源能耗管理效能,选用高功率因数、高运转效率的不断电系统(UPS),肯定是入门的重要基本功。1547 Critical Systems Realty
企业欲提升机房散热与电源能耗管理效能,选用高功率因数、高运转效率的不断电系统(UPS),肯定是入门的重要基本功。1547 Critical Systems Realty

时值Information Age,「信息」堪称不容或缺的养分;正因如此,向来扮演信息储存、处理与传递枢纽的数据中心,便显得格外重要。若说电脑机房是企业营运的心脏,此言并不为过,所以企业必须竭尽所能善用新科技,全力优化机房维运与管理效能。

无庸置疑,物联网(IoT)堪称近年最热门的科技议题,由此衍生的各种智能应用,连带成为众所瞩目焦点,其中也包含了智能电网(Smart Grid)。电力网络是一个包含发电、输电、配电及终端用户之复杂系统,所谓智能电网,则是透过信息、通信与自动化科技,建置具智能化的整合性电力网络,强调自动化、安全及用户端与供应端密切配合,利用先进的传感器、测量技术及双向通讯控制等技术,以提升电力系统运转效率、供电品质及电网可靠度,并且可对其中信息加以整合分析,以达到电力资源的最佳配置。

Smart Grid系以先进配电管理系统(ADMS)为枢纽,据此发挥馈线自动化、数据采集与监控(SCADA),及并联再生能源等关键机能,另一方面也藉助智能电表基础建设(AMI),用以量测、记录用电量数据,再透过信息集中器将数据传送至电力公司的电表信息管理系统,以利执行后续大数据分析。

而在整体智能电网架构中,拥有电力监控系统,个中整合了高压开关、保护电驿、多功能电表、变压器温控器、APFR、Generator、DC Charger、UPS、低压开关...等诸多设备,另外也有智能管理系统,彷若智能建筑之中的BEMS,是驱动整个能源管理的重要一环。

「绿优简自标」为机房管理新指标

事实上,综观一座企业数据中心的电力架构,从电源端(市电)以降,电力一路经过开辟、不断电系统UPS(Uninterruptible Power Supply)、智能插座、机柜,最终传送至服务器等需要用电的设备,其架构规模虽然无法与Smart Grid等量齐观,但也犹如一个具体而微的小电网,同样需要讲求运转效率,亦需要严控供电品质与电网可靠度。所以开始人提倡应强化智能插座应用,使之成为智能配电、智能电源监测的枢纽,以确保在需要用电的地方合理供电。

综上所述,既然将数据中心类比为智能电网,便充分彰显出,企业机房管理绝对是一门极其关键、但也极其复杂的学问,其间所牵涉的枝枝节节甚多,不管是机房散热与电源能耗管理、机房空间设计与设备配置、机房维运管理,乃至于时常被忽略的布线系统,都亟需藉助科学化、系统性的方式加以落实,据此有效提升机房的整体运作效率。

总结来说,企业数据中心管理人员,不妨牢记「绿优简自标」等五大诀窍,意即透过绿化(机房散热与电源能耗管理)、优化(机房维运装置管理优化)、简化(机房空间设计与设备简化)、自动化(机房维运管理自动化),以及标准化(机房布线系统标准化)等「五化指标管理」,一步步打造卓越机房。

善尽能源管制  为机房管理首要任务

在前述五化指标,攸关机房节能效益的绿化议题,无疑是近年来备受关注的焦点所在,也是五项指标当中的重中之重;只因为随着环保意识抬头、辅以未来电价成本欲低不易,所以各方都在高喊节能减碳,而平均能耗一向比办公环境高出近8倍的企业机房,当然被视为实践节能减碳的重要场域。

在此前提下,对于企业机房管理人员而言,如何确保所有IT设备用电品质,恒常不受干扰或影响,与此同时,又能做到当用则用、当省则省,显然就是一个务必勤加修练的基本功。

至于如何实现绿化,相关方法其实很多,而且其间所涉及的环节也不少,举凡IT设备、空调、电源的相关控制,甚至是空间规划、线缆布线管理,都是不容忽略的课题。

针对空间规划,现今多数机房管理人员都知道,为了控制空气流动,机房空间内理应采取冷(电子设备)通道与热(地下布线与无源布线)通道的配置模式,而透过此模式,不论是冷空气的添加、热空气的移除,皆将受到良好的控制,致使散热设备的运行效率维持高档。

另值得一提的,一直以来,耗费于机房散热用途的能源,其实相当可观,连带让企业蒙受不小的资源与金钱损失。为了杜绝这类型的资源耗损,机房应尽量采用结构化布线系统,以期降缆线的使用量,进而缓解通道壅塞、避免气流阻塞情况,毕竟空气流动的空间愈大,热空气移除及冷空气循环所耗费的能源就愈少,可谓显而易见的道理。

选择对的UPS  发挥最大省电效果

如前所述,在某种程上,数据中心彷佛微小型的智能电网,故而对于电力系统运转效率、供电品质及电网可靠度等面向的严苛要求,相较于城市级、甚或国家级智能电网,其实并无二致。在此情况下,企业意欲提升机房散热与电源能耗管理效能,仍有必要直接针对Data Center电力架构之中的重要环节,采取必要优化措施。

环顾Data Center电力架构,不断电系统(UPS)无疑是颇为关键的一环。所谓UPS,主要是确保电力负载不受任何事故影响而造成断电,在稳定供电条件下,持续生产电力,让信息设备不会因停电而流失数据,或造成系统毁损;但事实上,UPS系统本身也会耗电,企业若能采用高效率机种,即可望将这部分的能耗降到最低。

此外,选用高功率因数(Power Factor;PF)的UPS系统,亦有助企业撙节电费支出。依据现行规定,企业每月用电的平均功率因数不及80%的话,每低1个百分点,当月份电费应增加0.3%,相反的,如果功率因数超过80%,每高出1个百分点,该月份电费即可获得0.15%的减免。

按照上述规律,假使企业错误选用低功率因数的UPS,而PF仅71%的话,便需要多增加支付27%电费;反之,如果企业正确选用高功率因数的UPS系统,PF达到98%优异水准,那麽即可享有27%幅度的电费减免,一来一往之间,差距竟然超过50个百分点,长此以往,对于企业营运负担究竟是大或小,势必产生极其显着的落差。

其实电费的差异计算,还可以更精细。一般来说,机房实际耗损的kW,等于「UPS容量」乘以「负载耗损百分比」,再乘以「功率因数(PF)」,最后乘以「% Load」,一旦算出kW,再乘以24小时、30天,即可推估每月总耗损电量kWh,也就是人们较熟悉的「度」,例如平均每度工业电价为3元,其中的度就是kWh。所以在其他条件不变的前提下,套用不同的PF,自然会产出不同结果,当然,如果搭配UPS系统模式上的差异,例如逆变器模式、节能模式,将使电费支出的差距更形显着。

总括而论,企业若欲藉由最精省的投资,换取更为稳定可靠、且有助于撙节电费的配置,在选用UPS时,务须同时留意功率因数、效率等两大重要数值。其中功因主要是影响UPS的负载能力,如果企业选购低功因的UPS设备,那麽就必须选用大型容量的机种,才可以满足需求,如此便会徒增设备投资成本,也将因为前述的电费增减规定,而承受较大的电价负担;至于整机运转的效率,更是直接与能耗、电费息息相关,深究电力损失,主要来自于UPS设备透过交流转直流,再从直流转成交流电力的运作过程中,产生热而致电力耗损,如果效率愈好,即意谓电力耗损愈轻微,肯定是美事一桩。