计算机房

机房耗电量如何计算？机房的

温度和湿度是多少？

目前我国大型数椐信息中心用电量比起先进国家差距比较大。例

如我国机房的能效比PUE在2.2以上，而谷歌（Google）数椐中心

PUE值是1.2，他的PUE平均值只有1.07。

调查国内机房用电分配是：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。

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一、机房关键设备机柜的功率

机柜有服务器（大容量）柜功率为14~30kW；标准存储柜有3~5kW；

网络柜1~1.5kW。它们的组合比例是按规划用途设计的，其中标准存

储柜占绝大多数，是决定它们的平均功率的决定因素。例如北京电信

通三元大厦互连网数据中心（简称IDC）：该数据中心内使用了思科、

MGE、等多家国际一流厂商的先进技术和设备，；它外网出口有：电

报大楼、中国电信、中国联通、中国铁通、中国网通、灶君庙，其次

在外省市也有节点，保证最大端到端延迟时间＜100ms，网络丢包率

＜1%，每年网络不可用时间＜50秒，可提供的网络利用率＞99.99%。

该数据中心正在为用户提供全面的高质量服务。

它的机柜配置如下：机柜总数268台，其中大容量服务器柜10台

（每台14kW）；网路柜9台（每台1.5kW）；设备柜和核心（配电）

柜8+4=12台（计80kW）；其余全为标准存储柜237台（每台3kW）。

以上IT总功率944.5kW，因机柜是单向供电，换到三项并考虑功率

因数（0.85）应为：

944.5/1.732/0.85=641.6kVA；

该系统能效比PUE为16；

它的每台平均功率为944.5kW/268=3.6kW.

该系统用电配置了1000kVA变压器一台；还配置了四台200kVA的

UPS电源作为停电急用。

调研知国内金融行业机房机柜多在3~5kw之间。

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二、我国数椐信息中心机房用电发展趋势

本文并不认为机房单台用电功率随发展趋势而增大。原因是：

1、大量先进技术的应用使机柜耗电下降。

⑴机房中耗电量大的是大容量服务器机柜，只要把用电大户耗电

降下就事半功倍。目前推广应用的云计算储存、云计算技术在IT也

得到应用，用标准-模块化技术，采用云存储的高性能机制和PB级规

模下高密度低功耗的运作模式将有效控制云计算耗电量，可使大容量

服务器机柜用电不大于4kW；

⑵我们还能透过虚拟化技术，将10部实体服务器整并成

一部，即可减少最高80~90%的服务器用电量。

在IT技术不断普及的今天，数据中心的作用日益体现出来。如何

建设一个绿色节能、稳定可靠、能满足不断变化的IT需求的数据中

心，也成为数据中心的管理者和建设者们一个非常关心的问题。而云

计算、虚拟化以及大数据在数据中心中的应用，使得未来数据中心充

满了活力也充满了变数，但我们可以相信更加节能稳定的数据中心离

我们以及不远。

⑶大量智能模块的应用；如电压调节模块、自动检测模块、系统

自动控制模块可使机房在最节能有效情况下运行。

2、国家及企业对绿色环保、节能的重视使机房耗电下降

⑴国家有关部门高度重视我国数据机房的能效鼻PUE值在2.2以

上，专家也呼吁尽快制定机房建设节能标准。估计新的标准PUE在

1.2~1.6之间；

⑶企业也在根据自己的需求建设技术先进、功能使用，经济合理、

绿色环保节能的数据中心上下功夫。在节能要求上尽量要求设计部门

细致做到最先进的机房布局；采用自然进气，尽量减少制冷设备的使

用。还有很多降低电耗的方法,如：

①降低大容量服务器的用电量，比如我公司服务器并不需要绘图

处理器等，因此拿掉不需要的零组件，不但减少电力的浪费，由于零

组件数量降低，风扇的使用数目也可减少，提升整体服务器的用电效

率；

②加装气流辅助设备，如果有建置高密度机柜的机房，高密度机

柜容易产生热点，可以在机柜后方加装气流辅助设备，这样一来，热

空气就不是透过热通道将热带走，而是透过气流辅助设备，将机柜的

热量集中直接往天花板排送，加速机柜的的散热速度。

③平均分配高密度机柜——高密度机柜如果摆放的位置过于紧

密，容易因为热点，造成机柜冷却效率不彰，此时，如果只是强化冷

却效果，不但造成空调的浪费，机柜冷却的效果有限。于是，将高密

度机柜平均分配在整个机房环境，比方来说，机房某一个区域，都是

摆放负载量不大的机柜，这个时候就可以将部分高密度机柜摆放至该

区域，也因此，透过「借用」未充分使用的冷却效能，不但可以解决

高密度机柜所造成热点的问题，透过平均分担，也减轻空调系统的负

荷，更重要的是，也减少空调系统电力的支出；

④采用无变压的UPS设备——随着企业规模的扩增，IT设备的采

购量也会跟着递增，设备越多，就需要更多的UPS设备来强化电力系

统的稳定性与可靠度。目前有越来越多的厂商推出无变压式的UPS

设备，可以让整机效率提升至90％，相较于传统的UPS，效率只有

75％至85％，透过无变压器的UPS能更有效率的使用电源，让每一

度电都花费在系统运作上，进而降低电力成本；等等。

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1.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～

5.5m2／台（取中间值4.5）*N机柜总台数

主机房面积=4.5(m2／台)*30台

=135m2

选型指标

1)机房内设备的用电量

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／kV.A)]。

P=1）+2）=90kw+8kw=98KW

E≥1.2P

E≥1.2*98KW

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200KVAUPS做1+1并机。

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/m2×机房面积

Q1室内设备负荷=200KVA*0.8=160KW

Q2环境冷负荷=0.15kW/m2*251m2=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135.5M2

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。

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以上合计28M2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70M2。

3）空调占地面积

空调选用4台空调，单台空调占地面积为2.1M2，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4M2。4台空调共16M2。

4）机房总面积

机房工作站、存储等占地面积135M2+UPS、配电及电池占地面积

70M2+空调占地面积16M2=221M2

消防占地面积为机房面积30M2

机房总面积约为：251M2

⑥各类机房的温湿度标准参考

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各类机房的温湿度监控标准参考

A类机房：包括干线传输枢纽和设置长途交换

机、省际/省内骨干信令转接点、省际/省内骨干

智能网SCP、省际/省内骨干数据网设备的电信

机房及其动力机房等。

正常温、湿度范围：温度10～25℃，湿度40～

70%

可接受的温、湿度范围：温度10～26℃，湿度

40～75%

B类机房：包括设置本地网汇接局、关口局、智

能网SCP、信令

转接点、无线市话核心网设备、传输骨干节点、

数据骨干节点（含城

域网核心层设备）、IDC、拨号服务器的通信机

房及其动力机房，进口程控交换母局和5万门以

上的国产程控交换母局机房及其测量室、动

力机房,服务重要用户及要害部门的交换、传输、

数据设备通信机房，长途干线上下话路站等。

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正常温、湿度范围：温度10～28℃，湿度30～

70%

可接受的温、湿度范围：温度5～28℃，湿度30～

80%

C类机房：包括5万门以下国产程控交换母局、

城域网汇聚层数据机房及所属的动力机房，长途

传输中继站等。

正常温、湿度范围：温度10～30℃,湿度30～75%

可接受的温、湿度范围：温度5～30℃,湿度20～

80%

D类机房：包括设置固定电话模块局、用户接

入网、城域网接入层设备（小区路由器、交换机）、

DSLAM设备、线缆进线室机房等。

正常温、湿度范围：温度5～33℃,湿度20%～

80%

可接受的温、湿度范围：温度0～35℃,湿度

15%～85%

注：可接受的温、湿度范围是指在短时间内（连

续4小时以内），允许设备在低于、或高于正常

温、湿度范围的条件下工作的温、湿度

范围。