Энергопотребление системы кондиционирования ЦОД

Данная статья является продолжением аналогии "ЦОД и матрёшки" и представляет собой математическое вычисление доли энергопотребления системы кондиционирования Центра Обработки Данных в его полной мощности.

Если мощность ЦОД принять равной N, то потребляемая мощность (из ориентира в 3кВт холода на 1кВт энергопотребления кондиционера) системы кондиционирования ЦОД составит N/3. Система бесперебойного питания при этом будет рассчитана на мощность N+N/3=4N/3 и выделит (примем КПД ИБП 94%) 0.06*4N/3 тепла, на погашение которого кондиционеры затратят мощность, равную 1/3*0.06*4N/3. Тепловыделение от ИБП такой мощности составит 0.06*1/3*0.06*4N/3, а мощность соответствующего кондиционера 1/3*0.06*1/3*0.06*4N/3 и т.д.

Очевидно, что потребляемая кондиционерами мощность представляет собой геометрическую убывающую прогрессию с коэффициентом 1/3*0.06=0.02:

0.02*4N/3, 0.02²*4N/3, 0.02³*4N/3, ...

Сумма членов убывающей геометрической прогрессии:

S=b/(1-q), где b - первый член прогрессии, q - её коэффициент.

В нашем случае:

S= 0.02*4N/3 / (1-0.02) = 0.027N.

Общее энергопотребление системы кондиционирования составит:

S_ИБП=0.027N,
S_ЦОД=N/3=0.33N.

Таким образом, энергопотребление кондиционеров в помещении ИБП составляет 8% от энергозатрат на кондиционирование ЦОД. Общие энергозатраты на кондиционирование ЦОД исчисляются 36% чистой мощности ЦОД.

Если приблизить ситуацию к действительности и принять холодильный коэффициент, равный двум (2кВт холода из 1кВт электроэнергии), то получим прогрессию:

0.03*3N/2, 0.03²*3N/2, 0.03³*3N/2, ...

Общее энергопотребление составит:

S_ИБП=0.046N,
S_ЦОД=0.5N,

т.е. соотношение составило 9%. Теперь энергопотребление системы кондиционирования составляет 55% чистой мощности ЦОД или 35% от полной мощности ЦОД. Обычно именно на эти и ориентируются при укрупненных расчетах.