間接外氣空調加高效率UPS 實現新世代節能機房 智慧應用 影音
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間接外氣空調加高效率UPS 實現新世代節能機房

富士電機株式會社Assistant Manager加藤雄士。
富士電機株式會社Assistant Manager加藤雄士。

綜觀台灣資訊機房,若說能源使用效率(PUE)可達LEED基本申請門檻之1.52水準,已算是不錯表現;但富士電機強調,透過其提供的新世代電腦機房節能方案,欲使PUE降至1.2、甚至最低至1.17,絕非遙不可及的夢想!

富士電機株式會社電源供應營業統括部營業第三部主任加藤雄士表示,該公司於1923年成立,迄今已有逾90年歷史,主要從事電子零組件、發電機、產業基礎設施、半導體設備、食品流通設備等產品之研發,自2008年起啟動資料中心事業。

新新策劃工程顧問有限公司協理張智凱。

新新策劃工程顧問有限公司協理張智凱。

富士電機的機房構築技術,主要包含四大範疇,分別是UPS設備、受變電設備、空調設備,及統合能源管理技術(含F-DMS DCIM軟體、電力計量模組),其將這四股能量集結成為全方位解決方案,致力提供相關專業技術與設備,輔以策略夥伴新新策劃工程顧問提供之設計服務,期望為台灣用戶供應Turnkey Solution,快速打造節能機房。

新新策劃工程顧問協理張智凱指出,現今多數機房PUE值大抵落在2.0,探究其能耗結構,IT設備、空調與UPS佔比,分別為50%、37%及7%,按富士電機勾勒的PUE下修藍圖,若採用其F-COOL NEO間接外氣空調箱、UPS 7000HX-T4高效率不斷電系統,即使IT設備能耗不變,空調與UPS的佔比亦可望減為4%、3%,總計節省四成電力,此時PUE將驟降為1.2。

如果進一步搭配使用富士電機的機櫃嵌入式直流不斷電系統(DC-UPS),將使空調及UPS的能源佔比再縮小為3%、2.5%,IT設備能耗佔比亦可略縮為49.6%,因而再多節省2%電力,這時即可望實現PUE 1.17完美目標。

挑戰PUE=1.2x  間接外氣空調為關鍵

探究F-COOL NEO間接外氣空調機組特色,首先在於「活用外氣能量」,藉由間接外氣方式,一方面遮斷外界的污染與腐蝕氣體,免除直接外氣易造成IT設備短路之疑慮,二方面視乾球溫度低於機房回風溫度達攝氏2度以下,即引用外氣冷卻,所以一年四季都能利用外氣,即便炎熱夏季的夜間亦可。

其次是「內建變頻壓縮機」,由外氣冷卻搭配壓縮機運轉,聯袂提供機房所需冷房能力,至於何時仰賴較多的外氣或壓縮機,則取決設備的控制邏輯加以智慧判斷,一般來說,只要氣溫低於14度,即可100%倚賴外氣冷卻,此時壓縮機將停止運轉,藉以減少空調能耗,一年平均降幅可望達40?50%之譜。

至於最後一項特色,則是不需倚賴水源供應,只要供應饋線輸送所需電源即可,不僅毋須擔心停水問題,且有助於用戶省卻冷卻水塔、冷卻水配管、冰水主機、冰水泵浦、蓄熱交換器、水槽等繁複配置,進而大幅削減機房基礎建設成本。

為使用戶體驗間接外氣空調效益,富士電機於台南設立外氣模擬實驗室,實地架設一台F-COOL NEO機組,並透過冰機、電熱器交互運用,模擬7?35度外氣溫度,同時佈置了總發熱量達50kW的伺服器機房模擬環境(含冷熱通道實體隔離),使參訪者得以見證外氣溫度12?14度條件下,壓縮機負載率完全歸零的節能妙效。

機櫃嵌入式DC-UPS  使能源耗損降至最低

張智凱接著介紹「挑戰PUE=1.2x」的另一法寶,意即UPS 7000HX-T4高效率不斷電系統。該設備搭載富士電機自行研發的RB-IGBT晶片,得以實現96.5%之最高效率,尤其讓人印象深刻的是,即使在25%低負載條件下,亦可展現95?96%超高效率。

除此之外,UPS 7000HX-T4另具備兩項特色,其一是相較於傳統UPS設備,UPS 7000HX-T4體積更為小巧,可協助用戶節省35%空間;其二是具有高擴充性,每台UPS 7000HX-T4容量為500KVA,最多可並聯擴充8組,藉此將總容量推進到4,000KVA水準。

至於能使PUE再降至1.17的最後一道利器,則為富士電機的機櫃嵌入式DC-UPS,其較諸一般UPS的差異化利基,首先在於僅需經過一次交直流電轉換,足以將能源耗損因素降至最低,且即使處於35度高溫亦可正常運轉,亦有助於減少空調能耗。

其次,機櫃嵌入式DC-UPS內含電源供應、充電電池等兩個單元,共計僅佔1U高度,藉此減少佈置空間,影響所及,用戶無需設置大面積的電器室,使空調耗電隨之減少。另外,機櫃嵌入式DC-UPS支援熱插拔,不僅易於安裝與維護,同時也具備並聯擴充容量之彈性。

一旦採用機櫃嵌入式DC-UPS,當市電進入用戶端後,便直達配電盤(PDU),接著輸送到每座機櫃,而機櫃當中的UPS與伺服器,彼此間的內部轉換效率,亦較傳統UPS配置模式來得高,故使得IT設備的能耗佔比,可望從原本50%稍減為49.6%,此一落差看似微小,但卻是促使PUE數值跌破1.2的因素之一。

張智凱強調,經由富士電機偕同新新策劃所構築的Turnkey Solution,將依循業主需求蒐集、最佳出風溫度設定(按用戶機房伺服器廠牌型號,尋求最低能耗的送風溫度「甜蜜點」)、設計規劃及計算(按用戶機房所在地天候條件,推算一年總消耗電力)、施工、及完工試車與移交等程序進行,期望帶領台灣機房邁向PUE=1.2x的里程碑。