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ASHRAE90.4數(shù)據(jù)中心能效標準的建議與檢查

文章來源：admin 發(fā)布時間：2016-04-29 08:51:56 瀏覽：0 次

據(jù)悉，數(shù)據(jù)中心行業(yè)遵循的美國采暖、制冷與空調工程師學會(以下簡稱ASHRAE)TC9.9數(shù)據(jù)中心處理環(huán)境熱指南即將發(fā)布第4版，而90.4和90.1的標準將在2016年最后定稿，數(shù)據(jù)中心行業(yè)人士對此進行了解是很重要的。
　　

　　ASHRAE90.4p標準明確提出“建立數(shù)據(jù)中心的能源效率的最低要求：設計、施工和運行維護計劃，并利用現(xiàn)場或非現(xiàn)場可再生能源”。范圍包括a）新的數(shù)據(jù)中心或其部分和其系統(tǒng)；b）新增加的數(shù)據(jù)中心或其部分和其系統(tǒng)；以及c）修改現(xiàn)有數(shù)據(jù)中心或其部分系統(tǒng)和設備。標準還指出，本標準的條款并不適用于：A.電話交換機；B.必要設施（IES）C.信息技術設備（ITE）。
　　
　　強制性法規(guī)
　　
　　擬議的90.4標準規(guī)定：“遵守本標準是自愿的，除非法律管轄權通過立法來強制執(zhí)行”。如前所述，許多數(shù)據(jù)中心行業(yè)關注的問題之一就是“當局管轄的”（AHJ）。這包括美國各州和地區(qū)的建設主管部門，以及聯(lián)邦政府機構，在使用90.1時以此為依據(jù)，對多種類型的商業(yè)和工業(yè)的新建筑物提出要求，或升級現(xiàn)有的建筑物的要求。因此，它們也將使用90.4作為其新的數(shù)據(jù)中心的標準，因為這個標準將其修訂到90.1標準。此外，90.4也為90.1進行了更詳細的補充，實際上其他的具體要求都要符合90.1建筑規(guī)定。除了在設計上妥協(xié)和增加成本，這似乎不太可能的，很多監(jiān)管部門的當?shù)亟ㄖz查員可以理解復雜的數(shù)據(jù)中心的具體問題，如冗余級別，甚至熟悉TC9.9或綠色網(wǎng)格PUE指標。但這可能會延誤批準或強制進行不必要的設計修改，只需當?shù)亟ㄖz查員對90.1和90.4標準進行解釋。
　　
　　強制性電氣和機械能合規(guī)（90.4）
　　
　　電氣損耗部分（ELC）：
　　
　　新數(shù)據(jù)中心的設計師和的建設者需要證明他們的設計將如何遵守高度特異性和相互交織的強制性合規(guī)路徑。這是通過定義的“設計的電氣損耗分量（設計ELC）”部分。這些涉及有關IT電氣系統(tǒng)能效在50％負載以及100％負載時的最低標準問題表的多樣性設計。除此以外，它需要證明多層次的電氣系統(tǒng)的路徑損耗和UPS的效率，其中包括25％，50％和100％的負載系統(tǒng)在各級冗余（N，N+1，2N和2N+1）的電氣系統(tǒng)路徑損耗。
　　
　　此外，它描述了三個不同的電源鏈損失部分：“輸入設備段：UPS段，信息技術設備配電段（延伸到IT機柜電纜的電源損失）。此外，它指出ELC設計，以及應該“使用的每個電源鏈段在最壞的情況下顯示的電效率最低水平。”
　　
　　強制性的PUE：
　　
　　建議90.4標準的第二次修訂明確列出授權的最大PUE范圍從1.30到1.61，每個具體涉及到18個ASHRAE氣候區(qū)中列出的地理區(qū)域。然而，這些PUE值設得過低，許多人認為他們會大幅度增加最初的設計和建設的成本，這引發(fā)了很多業(yè)內人士的關注、評論和抗議。此外，它沒有考慮到當?shù)啬茉吹目捎眯院腿剂蟻碓矗蛘咚氖褂没蛟谑褂盟杏腥魏螡撛谙拗苹蚨倘钡那闆r，例如去年在美國加州的持續(xù)干旱問題。這個PUE參考值將在未來版本中刪除然而，本地能源的問題卻仍沒有得到解決。
　　
　　機械損耗部分（MLC）：
　　
　　第三版本的修改刪除所有引用綠色網(wǎng)格PUE要求；但是它包含了采用最低能源效率的機械冷卻系統(tǒng)非常詳細的具體要求，再次具體列出了ASHRAE規(guī)定的18個氣候區(qū)。第三次修訂了另一個冷卻性能表（也再次列出18個氣候區(qū)），將“機械設計負荷（設計MLC）”定義為所有冷卻、風機，水泵、散熱的設計功率的總和除以數(shù)據(jù)中心所有信息技術設備（ITE）的設計功率（100%和50%）。
　　
　　另一個重大的問題，所有的冷卻效率計算似乎排除了有效利用的“容許”的范圍，以滿足強制性和規(guī)定要求：“計算機架入口溫度和露點必須在數(shù)據(jù)處理環(huán)境熱指南推薦的范圍內。”因此，即使數(shù)據(jù)中心設計的目的是為了提高IT設備運行的更高環(huán)境溫度（如A2，A3或A4），也沒有必要為較低的溫度推薦范圍進行設計和構造，這可能會大幅增加冷卻系統(tǒng)的成本。
　　
　　采用A3和A4的服務器的標準
　　
　　A3和A4的服務器并不在2011年最初制定的標準范圍之內，而到了2015年，市場上已經有了幾個A4額定服務器制造商的規(guī)格說明，這些服務器可以在45°C的環(huán)境下連續(xù)運行，對可靠性沒有影響。一些制造商生產的新一代A3和A4的服務器硬件克服了限制溫度的早期限制。
　　
　　在90.4標準第三稿發(fā)布的同時，ASHRAE還發(fā)布了新的修訂提案90.1-2013供公眾審查，目前已經刪除了所有引用強制性PUE合規(guī)性。附錄提供了一個明確的削減所有數(shù)據(jù)中心的能效要求的90.4，這應該可以減少潛在的沖突和混亂（建筑的其他方面仍然需要遵守當?shù)亟ㄖㄒ?guī)）。據(jù)悉，90.4的最終版本將在2016年秋天發(fā)布。
　　
　　不過雖然這是一個顯著的問題，為什么數(shù)據(jù)中心的環(huán)增仍然僅限于“推薦”的溫度和露點，為什么不設計一個系統(tǒng)，以滿足強制性冷卻系統(tǒng)的能效要求？對此考慮最多的應該是數(shù)據(jù)中心運營商，如果他們打算長期在更高的溫度環(huán)境中運行的話。尤其是現(xiàn)在，幾乎所有商品的IT服務器都可以在A2范圍（50-95°F）范圍內工作。此外，固態(tài)硬盤（SSD）現(xiàn)在可以工作在32°F-170°F更廣的溫度范圍內。雖然最初價格昂貴，但固態(tài)硬盤價格將會繼續(xù)下降，而且與之相配套機械磁盤的存儲容量越來越大，并顯著地提供更高的系統(tǒng)吞吐量，提高了整體服務器性能和能源效率。如今，高性能服務器變得更加普遍，服務器也將具有更大的熱耐受性，這些都將有效地降低成本。
　　
　　因此在ASHRAE熱準則定義了所有這些額外的因素，并提出90.4標準，其中有許多重疊的和潛在的相互沖突，那么設備設計者和管理者應如何決定以“最佳”或“符合”作業(yè)環(huán)境條件的數(shù)據(jù)中心？