《数据中心PUE和WUE分析与计算》专题

第09节：pPUE介绍

PUE指标作为一个整体概念，当一个大型数据中心有多个机房或功能分区时，想要考察其中某个具体机房、某个独立系统或某个分系统用能状况时，PUE指标就具有一定的局限性，不能反映数据中心机房各组成部分或各分系统的用能效率，由此引入局部电能利用效率的概念，以考察数据中心局部区域或分系统的用能效率。局部电能利用效率（Partial PUE，简称pPUE）作为数据中心PUE概念的延伸和推广，可应用于数据中心机房局部区域的分析评价。在采用pPUE指标进行数据中心能效评测时，首先根据需要从数据中心中划分出不同的分区（也称Zone，见图1）。一个多层数据中心建筑中的一个机房，或者一个集装箱数据中心的集装箱模块，都可以作为一个分区。

图1  局部PUE计算分区示意图1

一个典型的数据中心可按涉及的分系统能耗统计计算，主要包括冷源系统和供配电系统及其他辅助系统耗电量；也可按不同功能区域进行能耗统计计算，如图1中Zone1和Zone2可分别代表不同楼层的数据机房或同一楼层不同房间数据机房。根据图1的区域划分，Zone1和Zone2的局部PUE指标pPUE1和pPUE2按下式计算。

图1中将数据中心机房划分为Zone1和Zone2两个部分，并分别对这两个区域进行局部PUE的计算，所以数据中心机房整体PUE与划分的这两个区域的关系为：

需要指出的是，对图1中的数据中心机房来讲，当暖通空调系统采用分布式的风冷直膨系统时，各个区域的制冷设备相互独立，每个区域的空调只负责该区域的制冷需求，此时计算较为简单，可将每个区域看成一个独立的机房，分别独立计算其各个系统的能耗，从而得到计算机房整体PUE。对于采用了集中式冷冻水型精密空调系统的数据机房，由于各区域空调的冷源统一由制冷站制冷主机提供，甚至部分场合还需要为民用空调提供制冷需求，因此在划分区域进行局部PUE计算时，需将制冷主机提供至各区域的制冷量区分开来。在对运行中的数据中心进行PUE测算时，可通过测量输送至各区域冷冻水供水管路上的流量和供回水管路上的温差来间接得出，或者测量该区域各末端空调的供回水流量和温差累计得出，再根据冷机提供的总冷量得出由制冷主机提供的制冷量在制冷主机总冷量中所占的比例，并按此比例进行制冷主机及其他相关设备（如水泵、冷却塔、水处理设备等）的折算。局部PUE计算分区示意如图2所示。

图2  局部PUE计算分区示意图2

配电系统损耗为N0=200（电能转换）MW·h+100（UPS损耗）MW·h。

Zone1制冷系统损耗为200 MW·h，其所支撑的IT设备功耗为1500 MW·h。

Zone2制冷系统损耗为200 MW·h，其所支撑的IT设备功耗为500 MW·h。

局部PUE计算如下。

局部PUE用于反映数据中心的部分设备或区域的能效情况，其数值可能大于或小于整体PUE。要提高整个数据中心的能源效率，一般要提升pPUE值较大的部分设备或区域的能效。局部PUE适用于基于集装箱或其他模块化单元构建的模块化数据中心，或者由多个建筑和机房构成的较大型数据中心的局部能效评估。

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