本文中，來自蒙特（Munters）的Keith Dunnavant和來自維薩拉（Vaisala）的Anu Kätkäjiangmiaoshushujuzhongxinlingyudeweilaizouxiang，bingtaolunnuantongkongtiaoceliangduinengyuanxiaolvdeyingxiang。suizhenengyuanchengbenbuduanpanshenghegeguozhengfupoqiexunqiujianshaowenshiqitipaifangdejihui，shujuzhongxinnengxiaochengweiguojiguanzhudejiaodian。

兩(liang)位(wei)作(zuo)者(zhe)在(zai)數(shu)據(ju)中(zhong)心(xin)的(de)能(neng)源(yuan)管(guan)理(li)方(fang)麵(mian)均(jun)擁(yong)有(you)長(chang)期(qi)的(de)經(jing)驗(yan)和(he)豐(feng)富(fu)的(de)專(zhuan)業(ye)知(zhi)識(shi)。蒙(meng)特(te)是(shi)為(wei)包(bao)括(kuo)數(shu)據(ju)中(zhong)心(xin)在(zai)內(nei)的(de)關(guan)鍵(jian)任(ren)務(wu)流(liu)程(cheng)提(ti)供(gong)節(jie)能(neng)和(he)可(ke)持(chi)續(xu)氣(qi)候(hou)控(kong)製(zhi)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)的(de)設(she)備(bei)生(sheng)產(chan)廠(chang)商(shang)，而(er)維(wei)薩(sa)拉(la)是(shi)天(tian)氣(qi)
、環境和工業測量領域的設備生產廠商。

一、數據中心能耗

全球對電力的需求量約為20,000太瓦時；ICT（信息與通信技術）行業使用2,000太瓦時，而數據中心使用大約200太瓦時
，占總量的1%。因此，數據中心是多數國家和地區能源消耗的重要部分。據估計，全球的數據中心有超過1,800萬台服務器。除了自身的電力需求外，這些IT設備還需要配套的基礎設施，例如冷卻、配電、滅火
、不間斷電源

、發電機等。

為比較數據中心的能效，通常的做法是使用“電源使用效率”(PUE) 作為衡量標準，即數據中心使用的總能源與IT使用的能源之比。理想情況下的PUE為1，這意味著所有能源都用於IT，而配套基礎設施不消耗任何能源。

因此，要更大限度地降低PUE，就需要減少冷卻和配電等配套基礎設施的消耗。現存傳統數據中心的PUE 通常約為2
，而大型超大規模數據中心可達到1.2以下。2020年，全球平均水平約為1.67。這意味著平均而言，總能耗的 40%是非IT消耗。然而，PUE是一個比值，不能體現能源消耗總量，這意味著如果IT設備相比冷卻係統消耗的能源水平較高
，則PUE看起來會很低。因此，衡量總功耗以及IT設備的效率和生命周期也很重要。此外，從環境的角度來看
，還應考慮發電方式
、消耗的水量（包括發電和現場冷卻）以及是否利用廢熱。

PUE概念最初由綠色網格聯盟（Green Grid）於2006年提出，並於2016年作為ISO標準發布。Green Grid是一個開放的行業聯盟，由數據中心運營商
、雲提供商、技術和設備供應商、設施架構師和終端用戶組成，致力於在全球範圍內提高數據中心生態係統的能源和資源效率，努力降低碳排放。

PUE仍然是計算數據中心能效的常用方法。例如，在蒙特
，PUE是根據每個項目的峰值和年化基礎進行評估的。在計算PUE指標時
，在PUE的計算中僅考慮IT負荷和冷負荷。這稱為部分PUE (pPUE) 或機械 PUE (PUEM)。電氣工程師使用峰值pPUE來確定最大負荷以及備用發電機的大小。年化pPUE用於評估一年的典型耗電量
，並與其他冷卻方案進行比較。雖然PUE可能不是一個完美的工具
，但隨著WUE（水利用效率）
、CUE（碳使用效率）等其他衡量標準以及SPUE（服務器 PUE）和TUE（總 PUE）等可增強PUE相關性的方法的采用

，PUE得到越來越多的支持。

二、數據中心趨勢

在(zai)過(guo)去(qu)十(shi)年(nian)中(zhong)，高(gao)效(xiao)的(de)超(chao)大(da)規(gui)模(mo)數(shu)據(ju)中(zhong)心(xin)在(zai)數(shu)據(ju)中(zhong)心(xin)總(zong)能(neng)耗(hao)中(zhong)的(de)相(xiang)對(dui)份(fen)額(e)有(you)所(suo)增(zeng)加(jia)，而(er)許(xu)多(duo)效(xiao)率(lv)較(jiao)低(di)的(de)傳(chuan)統(tong)數(shu)據(ju)中(zhong)心(xin)已(yi)經(jing)關(guan)閉(bi)。因(yin)此(ci)，總(zong)能(neng)源(yuan)消(xiao)耗(hao)尚(shang)未(wei)明(ming)顯(xian)增(zeng)加(jia)。這(zhe)些(xie)新(xin)建(jian)的(de)超(chao)大(da)規(gui)模(mo)數(shu)據(ju)中(zhong)心(xin)專(zhuan)為(wei)提(ti)高(gao)效(xiao)率(lv)而(er)設(she)計(ji)。然(ran)而(er)我(wo)們(men)知(zhi)道(dao)

，由(you)於(yu)人(ren)工(gong)智(zhi)能(neng)、機器學習、自動化、無(wu)人(ren)駕(jia)駛(shi)汽(qi)車(che)等(deng)許(xu)多(duo)新(xin)興(xing)趨(qu)勢(shi)的(de)湧(yong)現(xian)，對(dui)信(xin)息(xi)服(fu)務(wu)和(he)計(ji)算(suan)機(ji)密(mi)集(ji)型(xing)應(ying)用(yong)程(cheng)序(xu)的(de)需(xu)求(qiu)將(jiang)會(hui)不(bu)斷(duan)增(zeng)長(chang)。因(yin)此(ci)
，數(shu)據(ju)中(zhong)心(xin)的(de)能(neng)源(yuan)需(xu)求(qiu)預(yu)計(ji)會(hui)有(you)所(suo)增(zeng)加(jia)

，而(er)增(zeng)加(jia)多(duo)少(shao)則(ze)是(shi)爭(zheng)論(lun)的(de)焦(jiao)點(dian)。在(zai)最(zui)理(li)想(xiang)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia)，與(yu)當(dang)前(qian)需(xu)求(qiu)相(xiang)比(bi)，到(dao)2030年全球數據中心的能源消耗將增加三倍，但更有可能增加八倍。這些能源消耗預測中包含了IT和非IT基礎設施。大部分非 IT 能源消耗來自冷卻
，或者更準確地說
，來自服務器的散熱，僅冷卻成本就可輕鬆占據年度總能源成本的25%及以上。毫無疑問，冷卻是維持IT功能的必要條件，並可以通過設計優良
、運行高效的建築係統來優化。

近期的一個重要趨勢是服務器機架功率密度增加，有些甚至高達30至40千瓦及以上。根據數據中心專業人士行業協會AFCOM進行的研究，2020 年數據中心狀態報告表明
，平均機架密度躍升至每個機架8.2 kW
，高於2019年的7.3 kW和2018年的 7.2 kW。約68%的受訪者表示，機架密度在過去三年中有所增加。

向雲計算的轉變無疑推動了超大規模和托管型數據中心的發展。從曆史上看
，一個 1兆瓦數據中心的設計初衷是為了滿足銀行
、航hang空kong公gong司si或huo大da學xue的de需xu求qiu

，但dan許xu多duo機ji構gou和he公gong司si現xian在zai正zheng在zai轉zhuan向xiang超chao大da規gui模mo和he托tuo管guan型xing數shu據ju中zhong心xin設she施shi內nei的de雲yun服fu務wu。隨sui著zhe這zhe一yi需xu求qiu的de不bu斷duan增zeng長chang，對dui數shu據ju速su度du的de要yao求qiu也ye越yue來lai越yue高gao
，所suo有you這zhe些xie數shu據ju中zhong心xin都dou服fu務wu於yu關guan鍵jian任ren務wu應ying用yong，因yin此ci，基ji礎chu設she施shi的de可ke靠kao性xing至zhi關guan重zhong要yao。

同時，人們也越來越關注邊緣數據中心以減少延遲，還采用液體冷卻來應對高性能芯片，並以此來減少能源使用。

三、溫度和濕度控製

對於提升風冷數據中心冷卻能效
，首要考慮的因素之一是熱通道/冷leng通tong道dao溫wen濕shi度du控kong製zhi。遺yi憾han的de是shi，許xu多duo現xian存cun數shu據ju中zhong心xin的de溫wen濕shi度du控kong製zhi係xi統tong仍reng然ran沒mei得de到dao妥tuo善shan管guan理li，導dao致zhi能neng源yuan效xiao率lv低di下xia。而er另ling一yi方fang麵mian，新xin的de數shu據ju中zhong心xin建jian設she往wang往wang非fei常chang重zhong視shi溫wen濕shi度du控kong製zhi，這zhe對dui提ti升sheng性xing能neng大da有you裨bi益yi。

在大多數情況下
，送風溫度介於24 °C和25.5 °C之間時較為理想。然而，熱通道和冷通道之間的溫差 (delta-T) 至關重要。通常
，delta-T約為10至12 °C，但在數據中心設計中通常將目標定為14 °C。delta-T的提升會帶來兩方麵的收益，即減少冷卻係統所需的風扇電機能耗，以及增加實現節能散熱策略的潛力。

四
、數據中心溫度變化

節jie能neng是shi利li用yong室shi外wai空kong氣qi促cu進jin數shu據ju中zhong心xin部bu分fen散san熱re的de過guo程cheng。節jie能neng可ke以yi直zhi接jie發fa生sheng
，即ji室shi外wai空kong氣qi經jing過guo適shi當dang的de空kong氣qi過guo濾lv
，直zhi接jie引yin入ru冷leng卻que係xi統tong並bing輸shu送song到dao服fu務wu器qi；節能也可以間接發生，即再循環的數據中心空氣通過空氣-空kong氣qi熱re回hui收shou器qi排pai入ru環huan境jing。這zhe能neng降jiang低di成cheng本ben並bing提ti高gao效xiao率lv和he可ke持chi續xu性xing。但dan為wei了le保bao持chi效xiao率lv
，應ying盡jin量liang減jian少shao由you於yu過guo濾lv導dao致zhi的de空kong氣qi側ce壓ya下xia降jiang。因yin此ci

，如ru果guo空kong氣qi在zai數shu據ju中zhong心xin內nei進jin行xing再zai循xun環huan而er不bu引yin入ru外wai部bu空kong氣qi

，則ze應ying該gai可ke以yi減jian少shao或huo完wan全quan消xiao除chu對dui過guo濾lv的de需xu求qiu。

lengquehetongfengxuyaojingzhunkongzhi，zhongyaodeshipeizhigaoxiaofengshan
，baochijianzhuwudeweizhengyabingkongzhishineishidu。liru，xinfengxitongyingjiangkongjianludiankongzhizaizugoudideshuiping，yibianlengqueluoxuanguanjinjinxingxianleng，erbubichuliqianrefuhe（降低空氣濕度）。

排熱係統的總體目標是保持IT設she備bei的de最zui佳jia狀zhuang態tai，同tong時shi盡jin可ke能neng減jian少shao能neng耗hao。例li如ru，濕shi度du低di會hui增zeng加jia靜jing電dian風feng險xian，而er濕shi度du高gao會hui導dao致zhi冷leng凝ning，進jin而er對dui電dian氣qi和he金jin屬shu設she備bei構gou成cheng威wei脅xie，增zeng加jia故gu障zhang風feng險xian並bing縮suo短duan工gong作zuo壽shou命ming。已yi有you證zheng據ju表biao明ming
，高gao濕shi度du水shui平ping與yu各ge種zhong環huan境jing汙wu染ran物wu相xiang結jie合he會hui加jia速su服fu務wu器qi內nei各ge種zhong組zu件jian的de腐fu蝕shi。

為避免過熱和防止故障，必須通過冷卻來消除IT設備產生的熱量。根據一些研究，相較於穩定的高溫
，溫度快速波動實際上對IT設備的危害更大，因此從這一角度來看，控製回路至關重要。

新的IT設(she)備(bei)通(tong)常(chang)能(neng)夠(gou)在(zai)較(jiao)高(gao)的(de)溫(wen)度(du)下(xia)運(yun)行(xing)，這(zhe)意(yi)味(wei)著(zhe)可(ke)以(yi)提(ti)高(gao)進(jin)氣(qi)溫(wen)度(du)

，且(qie)這(zhe)更(geng)有(you)助(zhu)於(yu)實(shi)現(xian)自(zi)然(ran)冷(leng)卻(que)和(he)節(jie)能(neng)。如(ru)前(qian)所(suo)述(shu)，室(shi)外(wai)空(kong)氣(qi)可(ke)直(zhi)接(jie)或(huo)間(jian)接(jie)用(yong)於(yu)冷(leng)卻(que)室(shi)內(nei)空(kong)氣(qi)
，而(er)蒸(zheng)發(fa)或(huo)絕(jue)熱(re)冷(leng)卻(que)可(ke)進(jin)一(yi)步(bu)提(ti)高(gao)節(jie)能(neng)效(xiao)率(lv)。隨(sui)著(zhe)不(bu)消(xiao)耗(hao)水(shui)的(de)幹(gan)排(pai)熱(re)策(ce)略(lve)日(ri)漸(jian)流(liu)行(xing)，上(shang)述(shu)這(zhe)些(xie)節(jie)能(neng)技(ji)術(shu)已(yi)得(de)到(dao)廣(guang)泛(fan)應(ying)用(yong)。由(you)於(yu)熱(re)提(ti)取(qu)介(jie)質(zhi)（氣體或液體）溫度升高，有效利用數據中心廢熱的潛力也隨之增加
，比如可以將廢熱用於區域供熱網絡。例如，在芬蘭赫爾辛基，微軟（Microsoft）和能源集團富騰（Fortum）正在合作開展一個收集餘熱的項目。微軟數據中心將會使用100%無排放電力，同時富騰把服務器冷卻過程中產生的清潔熱量傳輸到與其區域供熱係統相連的家庭、服務和商業場所。該數據中心廢熱回收設施或是世界上同類設施中最大的。

瑞典蒙特集團銷售副總裁Keith Dunnavant

五、準確監測的重要性

在許多現代設施中，正常運行時間預計占99.999%；這意味著每年隻有幾分鍾的停機時間。由於IT基礎設施處理的數據和流程十分重要且富有價值，良好的性能必不可少。

數shu據ju中zhong心xin設she計ji的de一yi個ge關guan鍵jian特te性xing是shi為wei服fu務wu器qi提ti供gong正zheng確que的de溫wen度du，而er這zhe隻zhi有you在zai控kong製zhi係xi統tong使shi用yong精jing確que傳chuan感gan器qi的de情qing況kuang下xia才cai能neng實shi現xian。機ji房fang越yue大da，可ke能neng越yue難nan以yi監jian測ce
，因yin為wei它ta們men的de空kong間jian溫wen度du更geng有you可ke能neng發fa生sheng變bian化hua，因yin此ci應ying配pei備bei足zu夠gou數shu量liang的de溫wen度du傳chuan感gan器qi來lai確que保bao監jian測ce到dao所suo有you服fu務wu器qi
，這zhe一yi點dian非fei常chang關guan鍵jian。

有些服務器可能距離冷卻裝置較近，有些則較遠
；youxiekenengzaijijiadibu，youxiezezaijiaogaodeweizhi，yincicunzaifashengsanweibianhuadekenengxing。yinci
，chulezhuangpeizugoushuliangdechuanganqiwai
，quebaozaizhenggefuwuqijifangzhongtuodangfangzhilengquezhuangzhiqieqiliutongchangyehenzhongyao。tongguojiangshidangdeshejihejiankongjiehe
，keyiyouxiaodikongzhilengqueheqiliu，congermanzusuoxudeguifan。

為了評估不同變量對年均能耗的影響，蒙特在三個不同的位置建立了係統運行模型
，以三種不同的控製應用模型運行
；每個係統都有一個1兆瓦ITE負載的數據中心：

基準案例（案例一）中，設計供給溫度為24 °C，回風溫度為35 °C (delta-T = 11 °C)。

案例二中，供給和回風溫度降低1 °C（delta-T保持不變）。

案例三中
，僅將回風溫度降低1 °C（delta-T降低）。

結果顯示
，在氣候較溫和的位置
，三種場景的能耗均較低。案例二顯示，供給和回風溫度降低 1 度
，能耗增加 1%至2%。案例三中僅將回風溫度降低 1 °C（從而降低 delta-T）
，能耗顯著增加——三個位置的能耗都增加了8%至9%。由此可見
，溫度的小幅偏差就能產生很大的影響，這恰恰凸顯了delta-T和傳感器準確度的重要性。

無wu論lun采cai用yong何he種zhong冷leng卻que方fang法fa
，以yi可ke靠kao的de方fang式shi控kong製zhi暖nuan通tong空kong調tiao流liu程cheng和he室shi內nei條tiao件jian都dou至zhi關guan重zhong要yao。為wei實shi現xian這zhe一yi目mu標biao
，數shu據ju中zhong心xin管guan理li人ren員yuan需xu要yao有you精jing確que的de連lian續xu測ce量liang作zuo為wei參can考kao，因yin為wei良liang好hao的de控kong製zhi回hui路lu與yu測ce量liang的de質zhi量liang息xi息xi相xiang關guan。因yin此ci
，高gao質zhi量liang傳chuan感gan器qi是shi有you效xiao控kong製zhi暖nuan通tong空kong調tiao流liu程cheng和he穩wen定ding室shi內nei環huan境jing的de推tui動dong因yin素su。但dan是shi，安an裝zhuang時shi的de傳chuan感gan器qi規gui格ge並bing不bu一yi定ding能neng作zuo為wei長chang期qi性xing能neng可ke靠kao性xing的de指zhi標biao。傳chuan感gan器qi的de價jia值zhi體ti現xian在zai整zheng個ge生sheng命ming周zhou期qi中zhong
，因yin為wei頻pin繁fan的de維wei護hu需xu求qiu需xu要yao高gao昂ang的de成cheng本ben來lai滿man足zu。此ci外wai，正zheng如ru蒙meng特te的de模mo型xing所suo顯xian示shi的de那na樣yang，即ji使shi是shi小xiao幅fu的de準zhun確que度du偏pian差cha也ye會hui導dao致zhi能neng源yuan成cheng本ben飆biao升sheng。

在多數情況下，IT基ji礎chu設she施shi中zhong數shu據ju的de價jia值zhi非fei常chang高gao，而er且qie所suo涉she及ji的de通tong常chang是shi關guan鍵jian任ren務wu。因yin此ci
，如ru果guo低di成cheng本ben傳chuan感gan器qi會hui導dao致zhi高gao昂ang的de維wei護hu成cheng本ben或huo導dao致zhi高gao價jia值zhi數shu據ju麵mian臨lin風feng險xian，配pei置zhi它ta就jiu毫hao無wu意yi義yi了le。用yong戶hu應ying尋xun找zhao耐nai用yong的de、能夠長期提供可靠、穩定讀數的測量產品
，因為重要的是產品的終身可靠性。

維薩拉產品經理Anu Kätkä

六、影響選擇傳感器的因素

1.可靠性

傳chuan感gan器qi在zai安an裝zhuang點dian的de準zhun確que度du顯xian然ran很hen重zhong要yao，但dan更geng重zhong要yao的de是shi傳chuan感gan器qi能neng長chang期qi穩wen定ding提ti供gong精jing確que的de讀du數shu。考kao慮lv到dao數shu據ju中zhong心xin的de較jiao高gao價jia值zhi以yi及ji通tong常chang較jiao為wei偏pian遠yuan的de位wei置zhi
，變bian送song器qi的de使shi用yong壽shou命ming應ying遠yuan高gao於yu正zheng常chang水shui平ping。因yin此ci
，製zhi造zao商shang應ying具ju備bei該gai領ling域yu的de經jing驗yan
，並bing具ju有you在zai關guan鍵jian環huan境jing中zhong進jin行xing可ke靠kao測ce量liang的de聲sheng譽yu。可ke追zhui溯su的de校xiao準zhun證zheng書shu可ke確que保bao傳chuan感gan器qi在zai出chu廠chang前qian正zheng常chang運yun行xing
，而er經jing驗yan證zheng的de可ke靠kao性xing意yi味wei著zhe可ke以yi長chang期qi保bao持chi這zhe種zhong準zhun確que度du水shui平ping。

2.維護成本

yingbimianshiyongweihuyaoqiugaodechuanganqi。bujinyinweichengben，haiyinweicileichuanganqihuidailaigenggaodeguzhangfengxian。ciwai，rushangsuoshu，chuanganqipiaoyihuozhunqueduxiajianghuidaozhijuenengyuanchengben。shujuzhongxinduizhengchangyunxingshijianyoujiaogaoshuipingdeyaoqiu，zheyiweizhejiankongshebeideweihucaozuobuyingganraoshujuzhongxindeyunxing。yinci，xiangweisalatigongdedaiyoukegenghuanceliangtantouhuomokuaideyibiaonenggenghaodimanzukehuxuqiu——尤you其qi是shi此ci類lei儀yi表biao可ke以yi移yi除chu傳chuan感gan器qi並bing離li線xian校xiao準zhun。如ru果guo更geng換huan了le測ce量liang探tan頭tou或huo模mo塊kuai，則ze還hai應ying更geng新xin校xiao準zhun證zheng書shu，這zhe一yi點dian也ye很hen重zhong要yao。理li想xiang情qing況kuang下xia
，應ying該gai能neng夠gou使shi用yong儀yi表biao供gong應ying商shang提ti供gong的de工gong具ju在zai現xian場chang進jin行xing維wei護hu操cao作zuo，並bing且qie這zhe項xiang工gong作zuo應ying作zuo為wei定ding期qi保bao養yang計ji劃hua的de一yi部bu分fen進jin行xing。

3.可持續性

從(cong)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)角(jiao)度(du)來(lai)看(kan)，新(xin)技(ji)術(shu)允(yun)許(xu)用(yong)戶(hu)隻(zhi)升(sheng)級(ji)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)測(ce)量(liang)部(bu)件(jian)，而(er)不(bu)必(bi)更(geng)換(huan)或(huo)報(bao)廢(fei)整(zheng)個(ge)變(bian)送(song)器(qi)，這(zhe)有(you)助(zhu)於(yu)避(bi)免(mian)不(bu)必(bi)要(yao)的(de)浪(lang)費(fei)。在(zai)決(jue)定(ding)購(gou)買(mai)時(shi)

，應(ying)考(kao)慮(lv)供(gong)應(ying)商(shang)的(de)環(huan)境(jing)和(he)可(ke)持(chi)續(xu)性(xing)證(zheng)書(shu)。這(zhe)能(neng)夠(gou)讓(rang)可(ke)持(chi)續(xu)發(fa)展(zhan)沿(yan)供(gong)應(ying)鏈(lian)向(xiang)下(xia)延(yan)伸(shen)，並(bing)為(wei)企(qi)業(ye)形(xing)成(cheng)驅(qu)動(dong)力(li)。可(ke)持(chi)續(xu)發(fa)展(zhan)是(shi)蒙(meng)特(te)和(he)維(wei)薩(sa)拉(la)的(de)核(he)心(xin)。以(yi)蒙(meng)特(te)為(wei)例(li)
，他(ta)們(men)在(zai)全(quan)球(qiu)安(an)裝(zhuang)了(le)超(chao)過(guo)1.5吉瓦的數據中心冷卻設備
，其節省的能源相當於瑞典每年能源消耗的2%。維薩拉在《金融時報》的“2022年歐洲氣候領袖企業”名單中位列前五。這一榜單包含了在2015年至2020年期間溫室氣體減排量最多的歐洲公司。

七、總結

由you於yu價jia值zhi數shu十shi億yi美mei元yuan的de關guan鍵jian數shu據ju在zai數shu據ju中zhong心xin進jin行xing處chu理li和he存cun儲chu
，因yin此ci高gao耗hao電dian服fu務wu器qi必bi須xu保bao持chi在zai理li想xiang的de溫wen度du和he濕shi度du條tiao件jian下xia，以yi防fang止zhi停ting機ji。同tong時shi，隨sui著zhe當dang下xia能neng源yuan成cheng本ben不bu斷duan攀pan升sheng，我wo們men還hai迫po切qie需xu要yao降jiang低di溫wen室shi氣qi體ti排pai放fang
、提高能源效率
、降低能源成本並采取更好的PUE衡量標準。這種“完美風暴”驅動因素意味著準確控製和優化暖通空調流程必不可少。