液冷系统能效测试主要面向数据中心采用液体介质进行散热的冷却系统,包括冷板式液冷系统、浸没式液冷系统以及由CDU、循环泵、换热设备和末端液冷设备组成的循环冷却系统。测试可根据系统结构和运行边界,对系统输入功率、循环流量、供回液温度、压力及换热相关参数进行测量。
液冷系统在实际运行中的能源消耗不仅来自冷却设备本身,还可能受到循环泵、风机、控制装置、换热设备及运行工况的影响。如果只评价单个设备的额定功率,无法完整反映整个液冷系统在实际负载下的能源使用情况。通过建立稳定的热负载和循环条件,同步采集系统功耗、流量及温度等数据,可以评价不同运行工况下的能源效率,并识别异常功耗、流量波动及换热能力不足等问题。
适用产品
液冷系统能效测试适用于不同架构的数据中心液冷散热系统,具体测试对象和功耗边界需要根据系统组成、冷却介质、热负载及项目评价要求确定。
- 冷板式液冷系统
- 浸没式液冷系统
- 机柜级液冷系统
- CDU循环冷却系统
- 高密度数据中心液冷系统
检测项目
液冷系统能效测试需要同时关注系统能源消耗和实际散热能力。测试过程中根据确定的系统边界,在不同热负载或循环流量条件下采集电功率、流量、压力及供回液温度等数据,并根据项目要求计算相应的能效指标。
| 检测项目 | 测试内容/方法 | 主要验证目的 |
|---|---|---|
| 系统输入功率测试 | 在规定供电条件下运行液冷系统,待循环和热负载稳定后测量系统输入有功功率,并记录纳入统计范围的设备状态。 | 确定液冷系统在不同运行工况下的实际能源消耗。 |
| 循环流量与功耗测试 | 设置不同循环流量工况,分别测量系统输入功率、流量及压力,并比较不同流量点的功耗变化。 | 分析循环输送过程中的能源消耗及流量变化对系统功耗的影响。 |
| 供回液温度与换热能力测试 | 在稳定热负载下测量供液温度、回液温度、循环流量及介质相关参数,根据适用方法计算系统换热量。 | 评价液冷系统在规定工况下的实际散热能力。 |
| 单位冷却能力能耗测试 | 同步采集系统输入功率和换热量,根据项目规定的计算方法分析单位冷却能力对应的能源消耗。 | 评价液冷系统能源消耗与实际冷却能力之间的关系。 |
| 不同热负载能效测试 | 设置多个稳定热负载水平,分别采集输入功率、流量、供回液温度及换热量等数据,并进行工况对比。 | 分析液冷系统在不同热负载下的能源使用特征及能效变化。 |
标准依据
液冷系统能效测试涉及设备功耗、液冷循环和数据中心能源使用等不同层级的评价内容,测试依据应根据具体测试对象和评价目的确定。对于数据中心整体能源效率,应与液冷系统自身能效测试进行区分,并明确测试边界和能源统计范围。
| 标准编号 | 标准名称 | 适用范围 |
|---|---|---|
| ISO/IEC 30134-1:2016 | Information technology — Data centres — Key performance indicators — Part 1: Overview and general requirements | 规定数据中心关键性能指标的总体框架和一般要求,可用于数据中心能源效率评价中的范围及边界确认。 |
| ISO/IEC 30134-2:2016 | Information technology — Data centres — Key performance indicators — Part 2: Power Usage Effectiveness (PUE) | 用于数据中心电能使用效率PUE的测量和评价。当液冷系统纳入数据中心整体能源分析时,可用于数据中心层面的能效评价。 |
| GB/T 32910.3-2016 | 数据中心 资源利用 第3部分:电能能效要求和测量方法 | 适用于数据中心电能能效相关要求及测量,可用于涉及液冷系统的数据中心整体能源效率评价,具体适用条件需结合测试对象确认。 |
液冷系统的单机或子系统能效并不能直接等同于数据中心PUE。实际测试时需要明确CDU、循环泵、换热设备、风机及控制设备是否纳入系统功耗统计,并根据冷却介质、热负载、流量和供回液温度等条件确定具体测试方法及判定方式。
测试要点
液冷系统能效测试对测试边界、热负载稳定性、循环流量、供回液温度以及功率测量方式较为敏感。测试过程中应保持液冷回路稳定,并同步记录电功率和热力、水力参数。对于出现明显波动的数据,应结合系统运行状态进行原因分析和复测确认。
| 关注事项 | 常见问题 | 说明 | 解决方案 |
|---|---|---|---|
| 系统边界 | 不同测试纳入的设备范围不一致 | 液冷系统可能由CDU、泵组、换热设备、风机和控制装置等组成。如果部分辅助设备未纳入功耗统计,不同测试结果会产生系统性差异。 | 测试前明确系统边界和功耗统计范围,确定各设备的测量点,并在测试记录和报告中注明。 |
| 热负载 | 热负载无法保持稳定 | 换热量与实际热负载直接相关,热负载持续变化会导致供回液温度和系统控制状态发生变化,从而影响功耗及能效计算。 | 根据测试要求设置稳定热负载,等待系统进入稳定状态后再进行有效数据采集。 |
| 循环流量 | 流量持续波动 | 循环流量变化会影响泵组工作点和系统换热能力,同时可能引起供回液温差变化,因此会直接影响能源效率评价结果。 | 确认目标流量和允许波动范围,检查管路、阀门及泵组运行状态,在流量稳定后进行测试。 |
| 温度测量 | 供回液温度测量点不一致 | 不同测量位置可能存在温度差异,如果测试前后温度测量点发生变化,会影响温差计算和换热量结果,进而影响能效分析。 | 固定供液和回液温度测量位置,确认测量设备状态,并采用一致的采样方法。 |
| 功率测量 | 系统功耗测量范围或测量点不同 | 功率测量边界不同会使测试结果对应不同能源消耗范围,无法直接比较。同时仪器设置差异也可能影响平均功率数据。 | 明确功率测量点、测量设备和统计方法,在所有测试工况中保持一致。 |
| 测试重复性 | 相同工况重复测试结果差异较大 | 液冷介质温度、流量、热负载及自动控制策略变化都会造成系统功耗和换热能力波动,重复条件不一致会降低测试结果一致性。 | 统一测试环境、热负载、流量和控制模式,对异常结果进行条件核查,并在稳定工况下重新测试确认。 |
测试流程
液冷系统能效测试通常需要先明确系统边界和测量参数,再建立稳定的循环流量与热负载条件,最后同步采集系统功耗和冷却性能数据。具体流程根据液冷系统结构和确定的测试要求实施。
- 检测准备:确认液冷系统组成、额定参数、冷却介质、供电方式、测试边界及评价指标,准备功率、流量、压力和温度测量设备。
- 样品确认:检查CDU、循环泵、换热设备、管路及控制系统状态,确认各接口连接可靠,并记录测试对象和系统配置。
- 系统连接:按照规定方式建立液冷循环回路和热负载连接,检查阀门、管路及测量点状态,确认系统无异常泄漏。
- 条件设置:设置目标热负载、循环流量、供回液温度和压力等测试条件,使系统进入规定运行状态。
- 稳定运行:运行液冷系统并等待流量、温度、压力及热负载达到稳定状态,确认各项测试条件满足要求。
- 数据采集:在稳定工况下同步记录系统输入功率、流量、压力、供回液温度、热负载及其他项目要求的数据,并根据需要改变测试工况。
- 结果分析与报告输出:整理不同工况下的功耗、换热量及能效数据,对异常结果进行复测确认,最终形成包含测试条件、测试方法、原始数据、计算结果和判定信息的检测报告。
检测价值
液冷系统能效测试能够将系统实际能源消耗与冷却能力结合进行评价,获得不同热负载和循环工况下的功耗、流量、温度及换热数据,为液冷系统性能验证和能源效率评估提供可追溯的测试依据。
- 系统性能验证:确认液冷系统在规定热负载和循环条件下的运行功耗及实际冷却能力。
- 能源效率评估:通过输入功率与换热量等数据分析不同工况下的单位冷却能力能耗。
- 项目验收:针对数据中心液冷项目的设备或系统验收要求,对约定的功耗、流量、温度及能效指标进行测试确认。
- 供应链质量管理:通过统一测试边界和测试条件,对不同批次或不同供应商液冷系统的运行数据进行比较。
- 异常问题定位:结合功耗、流量、压力及温度数据分析异常能源消耗、流量波动或换热能力变化,并通过复测进行确认。
- 测试资料准备:根据项目技术要求整理液冷系统能效测试数据和检测报告,为客户技术资料、项目验收及相关认证测试资料准备提供依据。
关于德恺液冷检测
德恺液冷检测围绕液冷系统能效测试开展系统输入功率、循环流量、供回液温度、压力及换热能力等参数测试,可根据冷板式、浸没式及CDU循环系统的具体结构确定测试边界和运行条件。测试过程中同步记录电功率、水力及热力数据,对不同热负载和流量工况进行分析,并针对异常数据开展复测确认。
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