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ISO/IEC 30134-6能源再利用率ERF标准解读

ISO/IEC 30134-6能源再利用率ERF标准解读

ISO/IEC 30134-6:2021规定了数据中心能源再利用率ERF这一关键绩效指标,用于量化数据中心所消耗能源中被重新利用的部分。本文结合液冷数据中心实际应用,介绍ERF的基本定义、适用对象、能源计量边界、再利用能源测量、数据采集、计算评价及测试过程中的关键控制因素,并分析液冷系统、余热利用和数据中心整体能源管理之间的关系,为服务器及数据中心能源评价、方案验证和运行优化提供参考。

ISO/IEC 30134-6:2021是数据中心关键绩效指标系列标准中的能源再利用率ERF标准,主要用于量化数据中心所消耗能源中被有效再利用的部分。与单纯评价数据中心内部能源使用效率不同,ERF重点关注数据中心能源在边界外的再利用情况,因此涉及能源计量边界、再利用能源测量以及数据中心总能耗等多个方面。对于采用液冷技术的数据中心,还需要结合液冷系统产生和传递热能的实际路径,合理确定测量边界与数据采集方式。

标准介绍

ISO/IEC 30134-6:2021《Information technology — Data centres key performance indicators — Part 6: Energy Reuse Factor (ERF)》规定了能源再利用率ERF这一数据中心关键绩效指标。ERF用于表示被数据中心外部有效利用的再利用能源与数据中心总能源消耗之间的关系,其基本计算逻辑为再利用能源与数据中心总能耗之比。标准明确,ERF用于评价能源再利用情况,而具体的再利用过程本身并不属于数据中心边界内的过程。

对于液冷数据中心而言,服务器产生的热量通过冷却液、冷板、CDU及其他换热设施传递后,具备进一步利用的可能性,但是否能够计入ERF,需要结合能源流向、数据中心边界、交付位置和实际替代用途进行判断。2021版标准目前仍为已发布版本,同时ISO已启动ISO/IEC AWI 30134-6第二版工作,因此开展正式评价时还应确认项目所采用的标准版本及客户要求。

适用产品

ERF本质上是数据中心层面的能源指标,因此并非针对某一种液冷部件单独进行性能判定。液冷产品更多作为数据中心热能传递链路中的组成部分,在进行整体能源再利用评价时需要根据实际系统边界确定其测量作用。

结合液冷数据中心的实际应用,可重点关注以下对象及其与ERF评价之间的关系。

产品或系统类型典型对象与ERF评价的关系
冷板式液冷服务器系统液冷服务器、冷板、液冷回路关注IT设备产生的热量如何通过液冷回路传递,以及相关热能是否进入后续再利用链路
CDU及液冷基础设施CDU、泵、换热器及配套管路关注热能传递过程中的运行能耗及向数据中心边界外输送再利用能源所涉及的基础设施能耗
数据中心液冷系统液冷机柜、液冷循环系统用于分析液冷条件下能源流向、热量回收及再利用接口的实际计量关系
数据中心整体能源系统IT设备、供配电及冷却基础设施用于确定ERF计算所需的数据中心总能源消耗边界

应用场景

在高密度计算数据中心中,服务器尤其是AI计算设备运行时会产生大量热负载。液冷系统能够将IT设备产生的热量更高效地传递至冷却回路,但液冷本身并不等同于能源再利用。只有当部分能源以可利用形式传递至数据中心边界外,并用于替代外部原本需要消耗的能源时,才涉及ERF评价。

例如,数据中心液冷系统产生的热量经过换热后用于区域供热、建筑供暖或其他具有实际能源替代作用的用途时,可以进一步研究其ERF测量条件。此时需要同时关注数据中心总能耗、实际输出的可再利用能源以及能源交付边界,不能仅根据CDU出口温度或回水温度判断能源已经实现再利用。

检测项目

ERF评价的重点不是单独测试某个液冷部件,而是建立与数据中心能源流向相匹配的计量和计算关系。实际实施时,应重点确认数据中心总能耗、可再利用能源、测量边界及数据采集的一致性。

检测或评价项目测试内容测试目的及关注点
数据中心总能源消耗测量ERF计算边界内的数据中心能源输入确定EDC等计算所需的基础数据,并明确IT设备及基础设施能源是否纳入边界
再利用能源测量测量从数据中心输出并被外部有效利用的能源确认实际再利用能源数量,而不是仅依据设备产生的热量进行估算
能源计量边界确认核查能源输入、输出及交付位置避免将数据中心外部的再利用过程与数据中心内部能源消耗混淆
液冷热能传递数据根据实际系统采集温度、流量等必要运行数据用于分析液冷回路向后续换热或能源利用环节传递热能的实际状态
辅助设施能耗核查泵、换热设备及其他相关基础设施能耗根据实际边界确定相关能源消耗是否应计入数据中心总能耗或能源传递过程
ERF计算与数据一致性依据测量结果进行指标计算和交叉核对检查计量周期、单位、边界及能源数据之间是否保持一致

测试流程

ERF评价需要先确定能源边界,再建立相应测量点和数据采集方法,最后根据有效测量数据完成计算。因此,测试流程的重点是保证能源输入、能源再利用输出与计算周期之间具有一致性。

  • 确认评价边界:明确数据中心能源输入、IT设备、冷却系统及相关基础设施的计量范围,并确定能源再利用的交付边界。
  • 梳理能源路径:分析电能、冷却系统能耗以及液冷系统热能的实际流向,确认可再利用能源从数据中心输出的具体路径。
  • 确定测量点:根据能源流向布置必要的电能、热量、流量及温度等测量点,并确认测量点能够覆盖ERF计算所需数据。
  • 建立稳定工况:使数据中心及液冷系统处于具有代表性的运行状态,避免异常启停、负载剧烈变化等因素影响数据的代表性。
  • 采集能源数据:在统一统计周期内同步记录数据中心总能源消耗及实际再利用能源数据,并保持计量单位和时间范围一致。
  • 计算ERF:根据实际测量结果计算能源再利用率,并对输入、输出及边界数据进行核对。
  • 分析评价结果:结合运行工况和能源再利用方式分析结果,对液冷系统及能源回收链路中的测量数据进行必要的复核。

注意事项

ERF测试的准确性主要取决于能源边界和测量数据是否定义清楚。尤其在液冷数据中心中,热能经过冷却液、换热器及外部利用系统传递后,能源流向可能跨越多个设备和空间边界,因此需要避免把系统内部热量产生、热量传输与最终有效再利用混为一谈。

进行数据采集时,应保持数据中心总能耗和再利用能源的统计周期一致。液冷系统的流量、供回液温度等数据可以帮助分析热能传递状态,但不能在缺少实际能源计量和有效利用关系的情况下直接将其等同于ERF中的再利用能源。对于采用混合用途建筑或共享能源系统的数据中心,还需要进一步确认数据中心与其他功能区域之间的能源计量是否能够有效区分。

此外,应关注泵、换热器及其他为热能输送或提升服务的设备能耗及其所在边界。具体计入方式应依据所采用的标准版本、实际数据中心边界以及项目评价规则确认,不宜自行套用固定的测试边界或限值。

应用价值

ERF测试结果可以帮助数据中心运营方量化能源再利用程度,并将数据中心内部能源消耗与边界外的有效能源利用联系起来。对于液冷数据中心,这一指标能够辅助评价余热利用方案是否具备持续、可计量的能源输出基础。

在产品和系统验证阶段,ERF相关测量还可以为液冷系统的热能输出方案、换热设施配置及能源再利用接口设计提供数据依据。在运行管理阶段,通过持续记录相同边界和统计周期下的能源数据,可以进一步观察能源再利用水平的变化,为液冷系统运行优化及数据中心能源管理提供参考。

关于德恺液冷检测

德恺液冷检测围绕液冷服务器、液冷系统及数据中心相关测试需求,可根据具体应用场景开展能源、热性能及运行状态等方面的测试与数据分析,为液冷系统性能验证和数据中心能源评价提供技术支持。

针对ISO/IEC 30134-6能源再利用率ERF评价,可结合数据中心规模、液冷架构、能源再利用方式、计量边界和测试目标,对能源输入、再利用能源及相关运行数据进行梳理,并根据实际适用的标准版本进一步确认测试项目和评价方案。

欢迎咨询资深专业工程师,获取能源再利用率ERF测试专属方案。

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