ISO/IEC 30134-9:2022是数据中心关键绩效指标系列中用于评价水资源使用效率WUE(Water Usage Effectiveness)的标准,主要量化数据中心在运行阶段的水资源消耗情况。该标准将数据中心实际用水量与IT设备能源消耗建立关系,用于反映数据中心运行过程中的水资源使用强度。对于液冷数据中心而言,WUE并不是单独评价冷板、CDU或冷却液性能的指标,而是从数据中心整体运行层面对用水情况进行量化。
标准介绍
ISO/IEC 30134-9:2022《Information technology — Data centres key performance indicators — Part 9: Water usage effectiveness (WUE)》规定了WUE作为数据中心关键绩效指标的定义、测量类别、测量、计算、报告及结果解释方法。标准的基本计算关系是数据中心年度用水量与IT设备能源消耗之间的比值,WUE通常以L/kWh表示。标准同时将WUE与数据中心基础设施、IT设备和IT运行之间的关系纳入评价框架。
WUE关注的是数据中心运行阶段的水资源使用,而不是单独判断某一套液冷设备是否节水。对于液冷数据中心,应先明确数据中心边界和实际用水路径,再区分冷却相关用水、加湿等运行用水以及其他功能区域的用水。对于混合用途建筑,还需要能够区分数据中心与其他功能区域的用水量,才能形成具有明确边界的评价结果。
适用产品
WUE属于数据中心层面的资源使用效率指标,因此主要评价对象是数据中心运行系统,而不是单一液冷部件。液冷设备是否涉及实际用水、用水发生在哪个环节以及相关水量是否属于数据中心评价边界,需要结合具体冷却架构进行确认。
对于采用液冷技术的数据中心,可以重点从以下对象分析其与WUE评价之间的关系。
| 产品或系统类型 | 典型对象 | WUE评价关注内容 |
| 冷板式液冷系统 | 液冷服务器、冷板、CDU | 确认液冷系统是否存在实际用水环节,以及相关用水是否属于数据中心运行用水 |
| 数据中心冷却系统 | 冷机、冷却塔、换热设备及水系统 | 关注冷却过程中的补水、消耗水及其他实际运行用水 |
| 浸没式液冷系统 | 浸没式液冷服务器、Tank、循环及换热设施 | 重点区分冷却介质循环与实际水资源消耗,不能将非水性冷却液的循环量直接作为用水量 |
| 数据中心基础设施 | 加湿、供水及其他运行设施 | 根据数据中心边界确认相关运行用水是否纳入WUE统计 |
应用场景
传统数据中心采用冷却塔、蒸发冷却或其他涉及水资源消耗的冷却方式时,冷却系统可能成为数据中心运行用水的重要来源。WUE能够将这些实际用水量与IT设备能源消耗建立统一的指标关系,为数据中心水资源使用情况提供量化依据。
液冷架构下,WUE的评价重点需要根据实际系统区别处理。例如冷板式液冷系统可能通过CDU与外部冷却水系统进行换热,数据中心内部液冷回路本身并不一定意味着持续消耗水资源;浸没式液冷则通常使用专用冷却介质,其循环量不能直接等同于水资源消耗。因此,测试时应关注真实的水资源输入与输出,而不能仅根据液冷系统循环介质的流量判断WUE。
检测项目
WUE评价的核心是准确确定数据中心实际用水量,并将其与相同统计周期内的IT设备能源消耗建立对应关系。实际测试时,应重点核查用水计量边界、用水类型、数据周期及IT设备能耗数据的一致性。
| 检测或评价项目 | 测试内容 | 测试目的及关注点 |
| 数据中心实际用水量 | 测量评价周期内的数据中心用水量 | 确定WUE计算所需的年度用水数据,并明确实际计量边界 |
| 冷却系统用水 | 测量冷却相关补水及其他实际水消耗 | 识别冷却系统在数据中心运行阶段产生的水资源消耗 |
| 其他运行用水 | 根据实际设施统计加湿等运行环节的用水 | 确保属于评价边界的运行用水得到合理统计 |
| IT设备能源消耗 | 统计同一评价周期内IT设备能源使用量 | 作为WUE计算中的分母数据,并与用水统计周期保持一致 |
| 用水边界确认 | 核查数据中心与其他建筑功能区域之间的供水及计量关系 | 避免将非数据中心区域的用水错误计入WUE |
| WUE计算与报告 | 依据测量数据进行WUE计算并整理统计结果 | 确保计算过程、测量周期和结果解释具有一致的数据基础 |
测试流程
WUE测试的关键不是对某一台液冷设备进行短时间性能测试,而是建立完整的水资源计量和IT设备能耗统计关系。标准要求的年度WUE计算需要覆盖相同时间范围的累计用水和IT设备能源数据,因此测试方案应优先保证统计边界和周期的一致性。
- 确认数据中心边界:明确参与WUE评价的数据中心区域及相关基础设施范围,识别是否存在混合用途区域。
- 梳理用水路径:分析冷却系统、加湿及其他运行设施的实际用水来源和消耗位置,区分水资源消耗与非水性冷却介质循环。
- 确定计量点:根据供水系统和数据中心布局确定用水计量位置,确保能够获得评价边界内的实际用水数据。
- 同步统计IT能耗:建立与用水统计周期一致的IT设备能源消耗数据,避免分子和分母采用不同时间范围。
- 持续采集数据:按照项目要求持续记录用水及IT能源数据,并对异常用水、设备停机或运行状态变化进行必要记录。
- 计算WUE:按照适用标准的计算关系,以数据中心实际用水量和同期IT设备能源消耗计算WUE。
- 结果复核:核对用水边界、统计周期、计量数据和计算结果,并根据实际用水来源对结果进行合理解释。
注意事项
WUE测试首先需要解决用水边界问题。如果数据中心位于办公楼、园区或其他混合用途建筑中,公共供水系统可能同时服务多个区域,此时不能直接将总表水量全部作为数据中心用水。只有能够合理区分数据中心和其他功能区域的用水量时,评价结果才具有明确的数据基础。
液冷数据中心还需要特别区分水与冷却介质。冷板系统中的液冷回路流量、浸没式液冷Tank中的冷却液循环量,都不能在没有实际水资源消耗关系的情况下直接计入WUE。对于采用水冷却、蒸发冷却或其他实际消耗水资源的设施,则应根据实际供水和消耗情况确定相关计量范围。
WUE计算中的IT设备能源数据应与用水数据覆盖相同的统计周期。ISO/IEC 30134-9:2022规定年度WUE计算至少需要覆盖十二个月的累计能源和用水数据,并要求用于计算的IT设备能源数据覆盖相同时间范围。
标准还设置了不同WUE测量类别,用于通过不同程度的数据和水资源信息提高测量结果的准确性。较高类别还涉及区域水资源压力以及土地消耗等附加信息,因此实际评价时不能只关注一个WUE数值,还应确认所采用的测量类别及其数据要求。
应用价值
WUE测试可以把数据中心运行阶段的实际用水量与IT计算活动建立量化关系,为水资源管理提供统一的评价指标。对于采用水冷却或存在其他明显用水环节的数据中心,可以通过长期WUE数据识别用水变化趋势,并分析冷却系统运行方式对水资源消耗的影响。
对于液冷数据中心,WUE还可以辅助比较不同冷却架构的水资源使用特征。例如在方案设计阶段,可以结合冷却系统是否需要持续补水、换热方式以及运行条件分析潜在用水需求;在运行阶段,则可以将WUE与PUE、CER等数据中心KPI结合分析,从能源和水资源两个维度评价冷却基础设施的运行表现。
关于德恺液冷检测
德恺液冷检测围绕液冷服务器、CDU、液冷循环系统及数据中心冷却基础设施的测试需求,可根据具体冷却架构开展流量、温度、能耗、运行稳定性及相关水系统参数测试,为数据中心资源使用效率评价提供基础测量数据。
针对ISO/IEC 30134-9 WUE评价,可结合数据中心冷却方式、液冷架构、实际用水环节、IT设备运行情况及评价边界,对用水和能源数据进行梳理,并依据适用标准版本进一步确认测量类别、统计周期、数据采集方式及评价方案。
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