数据中心为什么耗电那么多？（内附计算方法）

计算机房用电不用想都知道耗电率高，就按目前来说，我国大型数椐中心机房用电量比起先进国家差距比较大的，机房用电分配是：IT占44%，制冷占38%以上(有甚至的高达50%)，其余电源、照明占18%左右。可以看出制冷耗电是影响PUE值的关键，空调冷是机房的耗电元凶。

01

机房工作站、存储等占地面积计算

机房面积计算公式：

A(主机房面积)=F单台占用面积3.5～5.5㎡ /台(取中间值4.5)*N机柜总台数 

主机房面积=4.5(㎡/台)*30台 =135㎡

2

UPS选型指标

(1)  机房内设备的用电量。例如机房计划安装30台机柜，每个机柜按照3KW功耗计算，机房内机柜设备的耗电将在3KW*30台=90KW。

(2)  机房内其它设备(消防、监控、应急照明) 监控、应急照明和消防设备耗电大约在8000W左右。 不间断电源系统的基本容量可按下式计算： 

E≥1.2P

式中

E——不间断电源系统的基本容量(不包含冗余不间断电源设备) 

P——电子信息设备的计算负荷[(KW/KVA)]

P=1)+2)=90KW+8KW=98KW

E≥1.2P

E≥1.2*98 KW

E≥110.4KVA

考虑UPS运行在60%和70%之间是最佳状态，建议在上面的计算结果除以0.7进行再一次放大。

110.4KVA/0.6≈184KVA。根据机型手册选择靠近功率的机型，因此选择200KVA的UPS。为了电源端的安全可靠性，建议采用UPS机器配置1+1冗余方案，因此需要两台200KVA的UPS。

所以在选型上：选择两台200KVA UPS做1+1并机。

3

3、空调选型指标

经验采用“功率及面积法”计算机房冷负荷。 

Qt=Q1+Q2

其中，Qt总制冷量(KW)

Q1室内设备负荷=UPS功耗×0.8

Q2环境冷负荷=0.12～0.18KW/㎡ ×机房面积

因此，得出机房的制冷量为：

Q1室内设备负荷=200KVA*0.8=160KW

Q2环境冷负荷=0.15KW/㎡ *251 ㎡=37.5KW

Qt=Q1+Q2=160KW+37.5KW=197.5KW

所以：机房内所需制冷量197.5KW，建议在制冷量上做40%冗余。采用320KW的制冷空调(制冷功率80KW空调4台)

4

机房总用电量

实际总用电量=UPS用电功率+空调用电功率+照明+其他

UPS设备耗电：200KVA=200KW

精密空调耗电：制冷量/2.5=320KW/2.5=128KW

照明：P(每平米的照明功率)* S(机房面积)

20W*251平米=5KW 其他设备：10KW

实际总用电量=(200KW) +(128KW)+5KW+10KW =343KW

机房建设时要考虑余量一般为25%，实际配电总功率450KW

5

机房整体面积

(1)  机房工作站、存储等占地面积135.5㎡

(2)  UPS、配电及电池占地面积

UPS系统延时单台30分钟需选用12V-200AH电池32节，两台需要64节。

以上合计28㎡此数据为设备实际占地，无维修空间，维修空间的面积为设备实际占地面积的2-3倍倍。所以UPS、配电及电池占地面积约70㎡。

(3)  空调占地面积 空调选用4台空调，单台空调占地面积为2.1㎡，空调为全正面维护，实际占地为空调本身的一倍就可以约为4㎡。4台空调共16㎡。

(4)  机房总面积 机房工作站、存储等占地面积135㎡+UPS、配电及电池占地面积70㎡+空调占地面积16㎡=221㎡

消防占地面积为机房面积：30㎡

机房总面积约为：251㎡

如何做好机房用电量检测

要做到用电的节能首先要做好机房用电的检测，精确掌握机房用电是节能省电的第一步。大多数的移动基站均采用无人值守，但这些通信机房里的各种电子设备，是需要在一定的温度环境下(机房环境国家标准GB50174-93规定长年机房温度为18℃～28℃)，才能长期正常地运行，为了达到机房标准的环境温度，每个通信机房均配备了两台左右的空调，而这些空调长年处于开机状态，那么对机房的用电量就是很大的一块消耗。

想要精确统计机房设备用电，可以借助电力测量设备或管理软体，就像是使用电力计量器、UPS或PDU，针对单台设备，我们可以自行连接三相电表，并且由P=I×V公式来推估耗电功率，不过这样只能测得瞬间的功耗，一旦设备的耗电量非固定值，就无法统计、分析或换算成用电度(千瓦×小时)，而且操作和连接方式也较复杂。

要注意的是，与设备耗电功率有关的数字有有效功率(瓦特，)和总消耗功率(伏特安培，)，通常我们指的耗电量，或是台电计算电费时用的指标，都是使用有效功率，而变电站统计的用电度数(千瓦小时，)，也是利用有效功率计算出来的，因此可以直接换算成电费。不过根据这款设备说明书中提供的数据，用电度数的统计结果，与实际电费的误差约在0.5%到2%之间，然而，这样的检测方式只适用於一台台设备去检测，也无法搭配集中管理软体来分析、统计，因此如果想要同时得知多台机器的耗电，还是必须透过专门的电源管理设备来统计，像是不断电系统(UPS)或PDU电力分配器。

小结：

利用或设备较能全面掌握机房设备用电情形，管理也容易，但需付出的一次性成本偏高，通常都在数十万元以上，较适合大型机房或设备较多的环境，而针对单一产品设计的电力测量计，售价仅数千元，如果需要监控的设备较少，则可以使用这种类型的产品，再用人工的方式记录数值。

END