2024年4月9日发(作者：寻梓楠)
数据中心能耗指标
1. PUE
PUE
(
Power Usage Effectiveness
，电能利用效率)是国内外数据中心普遍接受和采用的一
种衡量数据中心基础设施能效的综合指标，其计算公式为：
PUE = P
Total
/ P
IT
其中，
P
Total
为数据中心总耗电，
P
IT
为数据中心中
IT
设备耗电。
PUE
的实际含义，指的是计算在提供给数据中心的总电能中，有多少电能是真正应用到
IT
设备上。数据中心机房的
PUE
值越大，则表示制冷和供电等数据中心配套基础设施所消 耗的电能越大。
2. pPUE
pPUE(Partial Power Usage Effectiveness,
局部
PUE)
是数据中心
PUE
概念的延伸，用于对 数据中心的
局部区域或设备的能效进行评估和分析。 在采用
pPUE
指标进行数据中心能效评 测时,首先根据需要从数据中
心中划分出不同的分区。其计算公式为：
pPUE1= (N1+I1) / I1
其中,
N1+I1
为
1
区的总能耗,
I1
为
1
区的
IT
设备能耗。
局部
PUE
用于反映数据中心的部分设备或区域的能效情况,其数值可能大于或小于整体
PUE,
要提高整个数据中心的能源效率，一般要首先提升
pPUE
值较大的部分区域的能效。
3. CLF/PLF
CLF
(
Cooling Load Factor
)称为制冷负载系数，
PLF
(
Power Load Factor
)称为供电负载系 数)。
CLF
定义为数据中心中制冷设备耗电与
IT
设备耗电的比值；
PLF
定义为数据中心中供 配电系统耗电与
IT
设备耗
电的比值。
CLF
和
PLF
是
PUE
的补充和深化,通过分别计算这两个指标,可以进一步深入分析制冷 系统和供配电系统
的能源效率。
4. RER
RER( Renewable Energy Ratio
，可再生能源利用率)是用于衡量数据中心利用可再生能源 的情况,以促进
太阳能、风能、水能等可再生,无碳排放或极少碳排放的能源利用的指标。
一般情况下,
RER
是指在自然界中可以循环再生的能源, 主要包括太阳能、 风能、 水能、 生物质能、地
热能和海洋能等。
专用空调系统能耗评估与分析
冷源的效率
能耗分析：
在专用空调系统里面， 冷源分为大型的冷水机组与小型的制冷压缩机空调， 二者的能耗 是整个空调系统
能耗的最主要部分。 因此在数据中心的设计和实施过程中， 如何提高冷水机 组(或风冷精密空调)的运行效
率，并且减少其运行时间，需要重点考虑。对于现有的数据 中心，其空调冷源普遍存在有待优化问题如下：
(1)
冷冻水的供水温度(或空调送风温度)设计过低 考虑到标准工况是空调设备的产品设计和性能参数比较的基
准和依据， 同时标准工况的供 水温度，是除湿的最高温度， 因此在民用建筑空调系统， 空调冷水的设计通常
采用标准工况， 设计供回水温度为
7/12
C
。但对于专用空调系统，通常末端的显热量占了
95%
以上，几乎
没有湿负荷，因此在相同的供回水温差下，空调供水温度完全可以高于
机主的蒸发温度，提高制冷循环的效率。
而对于风冷型空调，根据电子计算机机房设计规范，数据中心要求温度控制在
而如果将机房空调的回风温度设置为此温度，则空调的出风温度通常需要小于
7
C,
从而提高冷水
23
±
1
C,
18
C
，而蒸
发温度的降低必然会降低空调的制冷效率。 但是随着芯片技术的发展和提高， 其温度耐受范 围正在不断扩
大，
IT
设备的正常运行温度也不断提高。因此，在最新的
温度范围，设计温度最高可到
27
C,
甚至更高。
相关工程经验与厂家资料表明， 采用中温冷冻水系统，提高冷冻水供回水温度至
12/18
C,
ASHRAE
t
荐的环境
水冷机组
COP
值可从
5.5
提高至
7.0
，预计节能
15
〜
20%
。因此，正确选用或合理设定冷 冻水的供水温度，
提高能效比， 是空调系统节能的有效措施。 而相关研究表明，制冷环境温 度增加
1
C,
可能产生
5%~10%
的能
耗变化。此外，提高精密空调的送风温度和提高冷冻水 的出水温度， 可以有效的延长节能经济器的使用时间，
大大降低冷源压缩机的运转时间， 取 得良好的节能效果。
(2)
没有充分利用自然冷源。
对于很多中小型数据机房， 通常采用风冷直膨式空调进行制冷， 室内压缩机全年
24h
、不
间断运转，使得机房产生持续、巨大的耗电量。因此，专用空调系统在设计时，必须要考虑 空调系统全年制冷
的运行模式，合理地利用天然的冷源，从而大量减少机械制冷的能耗。
对于采用风冷直膨式空调的机房， 可以设计风侧经济器， 当室外环境干球温度低于室内设
计温度时直接引室外新风进行制冷或者通过设置中间换热器对室内间接冷却； 用冷却塔或
者干式冷却器进行供冷的， 可利用室外的低温空气产生低温冷冻水， 直接给空调 的末端
设备提高冷量。
对于有条件采
（3）
制冷设备的部分负荷运行，运行效率低
由于冷水机组（或者风冷型精密空调）的设计选型中，往往需要留有余量， 或者考虑后期
的扩容选择了容量较大的机组，其运行最高效率点一般在
60%
〜
80%
负荷左右。而数据中心
冷水机组（或精密空调） 绝大部分时间都运行在部分负荷工况下， 使得运行效率将显著降低， 从而增加空调
2024年4月9日发(作者：寻梓楠)
数据中心能耗指标
1. PUE
PUE
(
Power Usage Effectiveness
，电能利用效率)是国内外数据中心普遍接受和采用的一
种衡量数据中心基础设施能效的综合指标，其计算公式为：
PUE = P
Total
/ P
IT
其中，
P
Total
为数据中心总耗电，
P
IT
为数据中心中
IT
设备耗电。
PUE
的实际含义，指的是计算在提供给数据中心的总电能中，有多少电能是真正应用到
IT
设备上。数据中心机房的
PUE
值越大，则表示制冷和供电等数据中心配套基础设施所消 耗的电能越大。
2. pPUE
pPUE(Partial Power Usage Effectiveness,
局部
PUE)
是数据中心
PUE
概念的延伸，用于对 数据中心的
局部区域或设备的能效进行评估和分析。 在采用
pPUE
指标进行数据中心能效评 测时,首先根据需要从数据中
心中划分出不同的分区。其计算公式为：
pPUE1= (N1+I1) / I1
其中,
N1+I1
为
1
区的总能耗,
I1
为
1
区的
IT
设备能耗。
局部
PUE
用于反映数据中心的部分设备或区域的能效情况,其数值可能大于或小于整体
PUE,
要提高整个数据中心的能源效率，一般要首先提升
pPUE
值较大的部分区域的能效。
3. CLF/PLF
CLF
(
Cooling Load Factor
)称为制冷负载系数，
PLF
(
Power Load Factor
)称为供电负载系 数)。
CLF
定义为数据中心中制冷设备耗电与
IT
设备耗电的比值；
PLF
定义为数据中心中供 配电系统耗电与
IT
设备耗
电的比值。
CLF
和
PLF
是
PUE
的补充和深化,通过分别计算这两个指标,可以进一步深入分析制冷 系统和供配电系统
的能源效率。
4. RER
RER( Renewable Energy Ratio
，可再生能源利用率)是用于衡量数据中心利用可再生能源 的情况,以促进
太阳能、风能、水能等可再生,无碳排放或极少碳排放的能源利用的指标。
一般情况下,
RER
是指在自然界中可以循环再生的能源, 主要包括太阳能、 风能、 水能、 生物质能、地
热能和海洋能等。
专用空调系统能耗评估与分析
冷源的效率
能耗分析：
在专用空调系统里面， 冷源分为大型的冷水机组与小型的制冷压缩机空调， 二者的能耗 是整个空调系统
能耗的最主要部分。 因此在数据中心的设计和实施过程中， 如何提高冷水机 组(或风冷精密空调)的运行效
率，并且减少其运行时间，需要重点考虑。对于现有的数据 中心，其空调冷源普遍存在有待优化问题如下：
(1)
冷冻水的供水温度(或空调送风温度)设计过低 考虑到标准工况是空调设备的产品设计和性能参数比较的基
准和依据， 同时标准工况的供 水温度，是除湿的最高温度， 因此在民用建筑空调系统， 空调冷水的设计通常
采用标准工况， 设计供回水温度为
7/12
C
。但对于专用空调系统，通常末端的显热量占了
95%
以上，几乎
没有湿负荷，因此在相同的供回水温差下，空调供水温度完全可以高于
机主的蒸发温度，提高制冷循环的效率。
而对于风冷型空调，根据电子计算机机房设计规范，数据中心要求温度控制在
而如果将机房空调的回风温度设置为此温度，则空调的出风温度通常需要小于
7
C,
从而提高冷水
23
±
1
C,
18
C
，而蒸
发温度的降低必然会降低空调的制冷效率。 但是随着芯片技术的发展和提高， 其温度耐受范 围正在不断扩
大，
IT
设备的正常运行温度也不断提高。因此，在最新的
温度范围，设计温度最高可到
27
C,
甚至更高。
相关工程经验与厂家资料表明， 采用中温冷冻水系统，提高冷冻水供回水温度至
12/18
C,
ASHRAE
t
荐的环境
水冷机组
COP
值可从
5.5
提高至
7.0
，预计节能
15
〜
20%
。因此，正确选用或合理设定冷 冻水的供水温度，
提高能效比， 是空调系统节能的有效措施。 而相关研究表明，制冷环境温 度增加
1
C,
可能产生
5%~10%
的能
耗变化。此外，提高精密空调的送风温度和提高冷冻水 的出水温度， 可以有效的延长节能经济器的使用时间，
大大降低冷源压缩机的运转时间， 取 得良好的节能效果。
(2)
没有充分利用自然冷源。
对于很多中小型数据机房， 通常采用风冷直膨式空调进行制冷， 室内压缩机全年
24h
、不
间断运转，使得机房产生持续、巨大的耗电量。因此，专用空调系统在设计时，必须要考虑 空调系统全年制冷
的运行模式，合理地利用天然的冷源，从而大量减少机械制冷的能耗。
对于采用风冷直膨式空调的机房， 可以设计风侧经济器， 当室外环境干球温度低于室内设
计温度时直接引室外新风进行制冷或者通过设置中间换热器对室内间接冷却； 用冷却塔或
者干式冷却器进行供冷的， 可利用室外的低温空气产生低温冷冻水， 直接给空调 的末端
设备提高冷量。
对于有条件采
（3）
制冷设备的部分负荷运行，运行效率低
由于冷水机组（或者风冷型精密空调）的设计选型中，往往需要留有余量， 或者考虑后期
的扩容选择了容量较大的机组，其运行最高效率点一般在
60%
〜
80%
负荷左右。而数据中心
冷水机组（或精密空调） 绝大部分时间都运行在部分负荷工况下， 使得运行效率将显著降低， 从而增加空调