ISO/IEC 30134-7:2023 - CER 資料中心標準

在全球資料中心產業邁向永續發展的道路上，降低能源消耗、提升能源效率已成為刻不容緩的目標。資料中心作為高耗能設施，其能源消耗主要集中在 IT 設備運作和冷卻系統運轉兩大部分。其中，冷卻系統的能耗佔據資料中心總能耗的極大比例，尤其在氣候炎熱的地區或高密度運算環境下，冷卻系統的節能潛力更為巨大。為了引導資料中心產業重視冷卻系統的效率提升，降低冷卻能耗，國際標準化組織 (ISO) 與國際電工委員會 (IEC) 聯合發布了 ISO/IEC 30134-7:2023 — Part 7: Cooling Efficiency Ratio (CER) 標準。此標準正式定義了冷卻效率比值 (Cooling Efficiency Ratio, CER) 這個關鍵效能指標，專門用於評估資料中心冷卻系統的能源效率，引領資料中心打造更節能、更永續的運算環境。

ISO/IEC 30134-7:2023 標準的發布，與 ISO/IEC 30134 系列其他標準 (PUE, WUE, CUE, REF, ITEEsv, ITEUsv, ERF) 共同構建了更為全面的資料中心關鍵效能指標體系。CER 標準的獨特之處在於，它將關注點聚焦於資料中心冷卻系統的能源轉換效率，鼓勵資料中心營運商優化冷卻系統設計和運行管理，提升冷卻效率，降低能源浪費，實現資料中心的綠色可持續發展。

CER：精準量化資料中心冷卻系統效率的指標

冷卻效率比 (Cooling Efficiency Ratio, CER) 是 ISO/IEC 30134-7:2023 標準的核心概念，它提供了一個量化資料中心冷卻系統能源效率的指標，其定義公式如下：

CER = IT 設備熱負載 / 冷卻系統總能耗

從公式中可以看出，CER 值是一個比率，分子是 IT 設備熱負載，指的是資料中心 IT 設備 (例如伺服器、儲存設備、網路設備等) 在一定時期內 (通常為一年) 產生的總熱量，需要冷卻系統移除的熱量；分母是冷卻系統總能耗，指的是資料中心冷卻系統 (包括製冷機組、水泵、風機、冷卻塔等所有冷卻設備) 在相同時期內所消耗的能源總量。

CER 值沒有固定的範圍，數值越高，代表資料中心冷卻系統的能源效率越高。 CER 值越高，意味著冷卻系統以更少的能源消耗，移除了更多的 IT 設備熱量，冷卻效率更高，節能效果更好。在實際運作中，資料中心應盡力提升 CER 值，以降低冷卻系統的能耗，實現資料中心的節能目標。

ISO/IEC 30134-7:2023 標準的核心價值

ISO/IEC 30134-7:2023 標準的發布，對於資料中心產業提升冷卻系統效率，實現綠色節能具有重要的指導意義，其核心價值主要體現在以下幾個方面：

首個冷卻效率國際標準

ISO/IEC 30134-7:2023 是全球首個針對資料中心冷卻效率比 (CER) 提出的國際標準。在此之前，業界雖然普遍關注資料中心冷卻系統的能耗，但缺乏一個統一、標準化的 CER 指標和評估方法。各資料中心可能採用不同的冷卻技術和能效指標，導致冷卻效率缺乏可比性，難以客觀評估和比較不同資料中心的冷卻系統能效水平。ISO/IEC 30134-7:2023 標準的誕生，填補了這一空白，為全球資料中心產業提供了一個共同遵循的 CER 標準，為冷卻系統效率的評估、基準測試和行業對標奠定了堅實基礎。

精準量化資料中心冷卻系統效率

CER 指標的公式設計簡潔明瞭，但其背後蘊含著精確的能源量測方法和邊界定義。ISO/IEC 30134-7:2023 標準詳細規範了 CER 的計算方法，明確定義了分子 (IT 設備熱負載) 和分母 (冷卻系統總能耗) 的範疇，以及需要量測的能源類型、量測位置和量測週期，確保了 CER 值能夠精準、客觀地反映資料中心冷卻系統的能源效率水平。透過 CER 指標，資料中心營運商可以更科學地評估自身的冷卻系統效率，並針對性地制定優化策略。

引導資料中心優化冷卻系統設計與運行

ISO/IEC 30134-7:2023 標準的發布，有力引導資料中心產業重視冷卻系統的節能優化。CER 指標的推廣應用，將促使資料中心營運商更加關注冷卻系統的能效提升，將 CER 值納入資料中心設計、建設和運營管理的重要考量，並積極採用各種節能技術和管理手段，例如自然冷卻、變頻控制、智慧控制、氣流管理等，以提升 CER 值，降低冷卻系統的能耗。

推動資料中心冷卻技術創新

ISO/IEC 30134-7:2023 標準的應用，將激勵資料中心冷卻技術的創新發展。CER 指標的量化評估，將促使冷卻設備供應商和技術研發機構加大對高效節能冷卻技術的研發投入，不斷推出更高效、更節能的冷卻產品和解決方案，例如新型製冷劑、高效換熱器、智慧控制系統等，推動資料中心冷卻技術的進步和升級。

促進資料中心綠色節能發展

ISO/IEC 30134-7:2023 標準的應用，有助於促進資料中心產業的綠色節能發展。降低冷卻系統能耗是資料中心節能減碳的重要途徑。透過提升 CER 值，資料中心可以顯著降低能源消耗，減少碳排放，降低運營成本，提升資料中心的綠色競爭力，實現經濟效益和環境效益的雙贏。

CER 的精確計算方法與關鍵要素

為了確保 CER 指標的準確性和可比性，ISO/IEC 30134-7:2023 標準對 CER 的計算方法和關鍵要素進行了詳細的規範。CER 的計算公式看似簡單，但實際應用中需要注意以下幾個關鍵要素：

IT 設備熱負載 (IT Equipment Heat Load)

CER 計算的分子是 IT 設備熱負載，指的是資料中心 IT 設備在量測週期內產生的總熱量，需要冷卻系統移除的熱量。ISO/IEC 30134-7:2023 標準明確指出，IT 設備熱負載應包含資料中心內所有 IT 設備在運行狀態下產生的熱量，包括伺服器、儲存設備、網路設備等。IT 設備熱負載的計算，需要考慮以下幾個方面：

量測範圍 (Measurement Scope)： IT 設備熱負載的量測範圍應涵蓋資料中心內所有運行的 IT 設備，包括生產環境和非生產環境的 IT 設備，以全面反映資料中心的總體熱負載水平。
熱量類型 (Heat Type)： IT 設備產生的熱量主要以顯熱 (Sensible Heat) 為主，即引起空氣溫度升高的熱量。在 CER 計算中，應主要考慮顯熱部分。在某些高濕度環境下，IT 設備也可能產生少量的 潛熱 (Latent Heat)，即引起空氣濕度變化的熱量，但潛熱在 IT 設備總熱負載中所佔比例通常較小，在 CER 計算中可以暫時忽略不計。未來隨著技術發展，可以考慮將潛熱納入 CER 計算，以提高指標的精確性。
量測方法 (Measurement Method)： IT 設備熱負載的量測方法主要有以下兩種：
- 電力輸入法 (Power Input Method)：基於能量守恆原理，資料中心 IT 設備消耗的電能，最終幾乎全部轉化為熱能釋放到環境中 (少部分能量以光、聲等形式散失，比例極小，可忽略不計)。因此，可以透過量測資料中心 IT 設備的總電力輸入量，來近似估算 IT 設備的熱負載。電力輸入法具有簡便易行的優點，適用於大多數資料中心場景，是 CER 計算中常用的熱負載量測方法。其計算公式如下： IT 設備熱負載 (電力輸入法) = 資料中心 IT 設備總耗電量 × 熱轉換係數其中，熱轉換係數在資料中心應用中，通常可以近似取 1.0，表示假設所有電能都完全轉化為熱能。雖然實際情況中，熱轉換係數可能會略小於 1.0，但對於大多數資料中心而言，1.0 是一個合理的近似值，可以滿足 CER 計算的精度要求。更精確的熱轉換係數可以通過實驗或設備廠商提供的數據獲得，但在實際應用中，使用 1.0 可以簡化計算，並在大多數情況下提供足夠準確的結果。
- 風量溫差法 (Airflow Temperature Difference Method)：風量溫差法是一種更精確的 IT 設備熱負載量測方法，它透過量測冷卻系統送風 (Supply Air) 和回風 (Return Air) 的溫度差和風量，來計算 IT 設備散發到冷通道中的熱量。風量溫差法能夠更精確地反映 IT 設備的實際熱負載情況，但其量測過程相對複雜，需要安裝額外的溫度感測器和風速感測器，並進行精確的風量量測。風量溫差法適用於對量測精度要求較高的資料中心場景，例如需要精細化優化冷卻系統控制策略，或者進行冷卻系統性能驗證的場景。其計算公式如下： IT 設備熱負載 (風量溫差法) = 空氣密度 × 空氣比熱容 × 風量 × (回風溫度 – 送風溫度) 其中，空氣密度和空氣比熱容是空氣的物理常數，可以根據實際空氣狀態查表或近似取值。風量指的是冷卻系統的送風量，需要透過風速感測器等設備進行量測。回風溫度和送風溫度分別指的是冷卻系統回風和送風的平均溫度，需要透過溫度感測器陣列等設備進行量測。在選擇 IT 設備熱負載量測方法時，資料中心營運商需要權衡量測精度、實施成本和複雜度等因素，選擇最適合自身需求的量測方法。在實際應用中，電力輸入法由於其簡便易行，通常是 CER 計算的首選方法。而風量溫差法雖然精度更高，但實施成本和複雜度也更高，通常用於對量測精度有更高要求的場景。

冷卻系統總能耗 (Cooling System Total Energy Consumption)

CER 計算的分母是冷卻系統總能耗，指的是資料中心內所有冷卻系統在量測週期內所消耗的能源總量。ISO/IEC 30134-7:2023 標準明確指出，冷卻系統總能耗應包含所有用於支持資料中心冷卻功能的能源消耗，涵蓋了製冷機組、冷卻水塔、冷凍水泵、冷卻水泵、冷卻風扇、以及冷卻系統的控制系統、監測系統等所有子系統和組件的能耗。冷卻系統總能耗的計算，需要考慮以下幾個方面：

量測範圍 (Measurement Scope)：冷卻系統總能耗的量測範圍應涵蓋資料中心內所有用於 IT 設備冷卻的系統和組件，包括機房級冷卻系統、機櫃級冷卻系統、以及其他輔助冷卻設備的能耗。確保量測範圍的完整性，避免遺漏任何冷卻系統的能耗。
能源類型 (Energy Type)：資料中心冷卻系統的能耗主要以電力為主，例如製冷機組、水泵、風扇等主要冷卻設備都消耗電力。在 CER 計算中，冷卻系統總能耗應以電力消耗量為主。在某些特殊情況下，冷卻系統可能還會消耗其他形式的能源，例如自然冷卻系統可能會利用少量的水資源，但水資源消耗通常不計入冷卻系統總能耗。
量測位置 (Measurement Point)：冷卻系統總能耗的量測位置應選取在冷卻系統的電力輸入端，即量測所有冷卻設備的總電力輸入量。可以透過在資料中心配電系統中安裝電錶 (Energy Meter)，量測冷卻系統的總耗電量。為了更精細化地分析冷卻系統的能耗結構，可以考慮在不同冷卻子系統 (例如製冷機組、水泵、風扇等) 的電力輸入端分別安裝電錶，量測各子系統的能耗，以便進行能耗分解和優化分析。
量測週期 (Measurement Period)：冷卻系統總能耗的量測週期應與 IT 設備熱負載的量測週期保持一致，通常以一年為一個量測週期，以全面反映資料中心在長期運行過程中的冷卻系統能耗水平。對於需要即時監控冷卻系統能耗的資料中心，可以採用更短的量測週期，例如每月、每週、甚至每天，以獲取更精細化的能耗數據。在進行冷卻系統總能耗量測時，資料中心營運商需要確保量測範圍的完整性，量測位置的準確性，以及量測週期的合理性，以獲得準確可靠的冷卻系統總能耗數據，為 CER 值的計算提供數據基礎。

量測週期 (Measurement Period)

CER 計算需要設定合適的量測週期 (Measurement Period)，以反映資料中心在一段時間內的平均冷卻效率水平。ISO/IEC 30134-7:2023 標準建議，CER 的量測週期應至少為一年，以涵蓋資料中心運營的季節性變化和工作負載波動，更全面地反映資料中心的冷卻系統效率水平。選擇一年的量測週期，可以涵蓋不同季節的氣候變化，以及資料中心工作負載的週期性波動，從而獲得更具代表性的 CER 值。對於需要持續監控冷卻效率的資料中心，可以採用滾動年 (Rolling Year) 的量測週期，即每個月或每個季度更新一次 CER 值，以反映資料中心冷卻效率的動態變化趨勢。

在選擇量測週期時，需要考慮以下幾個因素：

代表性 (Representative)：選擇的量測週期應能真實反映資料中心在典型運營情況下的冷卻效率水平。  例如，對於季節性氣候變化明顯的地區，選擇一年的量測週期可以更好地反映全年的冷卻效率水平。

實用性 (Practicality)：選擇的量測週期應易於實施和操作，並能提供有意義的量測數據。量測週期過長可能導致數據更新不及時，量測週期過短可能難以反映長期的效率變化趨勢。

一致性 (Consistency)：對於同一資料中心不同時期或不同資料中心之間的 CER 值比較，應採用相同的量測週期，確保數據的可比性。在進行行業對標或基準測試時，應統一採用標準的量測週期，以確保 CER 值的可比性。

CER 的應用實踐與效益分析

ISO/IEC 30134-7:2023 標準的推廣應用，將為資料中心營運商帶來多重效益，並在以下幾個方面體現其應用實踐與價值：

冷卻系統效率評估與優化

ISO/IEC 30134-7:2023 標準及其 CER 指標，為資料中心營運商提供了一個標準化、可量化的冷卻系統效率評估工具。透過定期計算和監控 CER 值，資料中心營運商可以客觀評估自身冷卻系統的運行效果，了解冷卻系統的效率水平，並與行業最佳實踐對標，發現效率提升的空間。 CER 指標可以幫助資料中心營運商識別冷卻系統的薄弱環節，例如能耗較高的子系統或組件，效率較低的運行模式等，從而有針對性地進行優化，提升冷卻系統的整體效率。

冷卻技術方案選型與決策

CER 指標可以為資料中心在選擇冷卻技術方案時提供決策支持。不同的冷卻技術方案，其冷卻效率和 CER 值提升效果可能存在差異。資料中心營運商可以透過對不同冷卻技術方案進行 CER 評估，比較不同方案的 CER 值提升潛力、投資成本、運行維護成本等因素，選擇最符合自身資料中心特點和需求的冷卻技術方案，實現冷卻系統效率和總體擁有成本 (TCO) 的最佳平衡。例如，在氣候條件允許的地區，可以考慮採用自然冷卻技術，以大幅提升 CER 值；在高密度運算場景下，可以考慮採用液冷技術，以提高散熱效率，降低冷卻系統能耗。

冷卻系統運行管理與控制優化

ISO/IEC 30134-7:2023 標準及其 CER 指標，可以為資料中心冷卻系統的運行管理和控制優化提供數據支持。透過即時監控 CER 值和相關能耗數據，資料中心營運商可以深入了解冷卻系統的運行狀態，例如各子系統的能耗分佈、冷卻效率隨時間的變化趨勢等，並根據這些數據調整冷卻系統的運行參數和控制策略，實現冷卻系統的智慧化、精細化管理。例如，可以根據 IT 負載和環境溫度的變化，動態調整製冷機組的運行功率、水泵和風扇的轉速等，以在滿足冷卻需求的同時，最大程度地降低冷卻系統的能耗，提升 CER 值。

綠色資料中心認證與品牌提升

ISO/IEC 30134-7:2023 標準及其 CER 指標的應用，有助於資料中心參與綠色資料中心認證，提升綠色品牌形象。越來越多的綠色資料中心認證體系 (例如 LEED、Energy Star、BREEAM 等) 將冷卻系統效率作為重要的評估指標之一。資料中心可以透過應用 ISO/IEC 30134-7:2023 標準，量化自身的 CER 值，並將 CER 值作為綠色認證的申請材料，證明資料中心在冷卻系統節能方面的優異表現，提升資料中心的綠色競爭力，吸引更多注重環境責任的客戶和合作夥伴。公開發布資料中心的 CER 值，也有助於提升資料中心的綠色透明度，塑造綠色環保的企業形象，提升品牌價值。

政策激勵與金融支持

ISO/IEC 30134-7:2023 標準及其 CER 指標，可以作為政府和金融機構制定資料中心節能激勵政策和綠色金融支持的重要參考依據。政府可以根據資料中心的 CER 值水平，制定差異化的節能激勵政策，例如提供財政補貼、稅收優惠、電價優惠等，鼓勵高 CER 值的資料中心，並引導資料中心產業整體提升冷卻效率。金融機構可以將 CER 值納入綠色信貸、綠色債券等綠色金融產品的評估體系，為高 CER 值的資料中心提供更優惠的融資條件，引導資金流向綠色節能資料中心產業，推動資料中心產業的綠色轉型。

CER 指標的挑戰與未來發展方向

ISO/IEC 30134-7:2023 標準及其 CER 指標，為資料中心產業提升冷卻系統效率，邁向綠色節能提供了重要的標準和方法。然而，CER 指標的應用和推廣也面臨一些挑戰，需要在未來發展中不斷完善和改進。

CER 指標的適用範圍

ISO/IEC 30134-7:2023 標準主要針對傳統的風冷資料中心和水冷資料中心，對於新型的液冷資料中心，CER 指標的適用性可能需要進一步研究和驗證。液冷資料中心的冷卻系統能耗結構與傳統資料中心存在差異，例如液冷系統的水泵能耗佔比更高，風扇能耗佔比更低。未來需要針對液冷資料中心的特點，研究和完善 CER 指標的計算方法，使其更準確地反映液冷資料中心的冷卻效率水平。同時，也需要研究 CER 指標在不同規模、不同應用場景的資料中心中的適用性，制定更具針對性的 CER 評估指南。

CER 指標的量測精度與成本

CER 指標的準確性直接取決於 IT 設備熱負載和冷卻系統總能耗的量測精度。採用不同的量測方法，其量測精度和成本可能存在差異。例如，風量溫差法雖然精度較高，但實施成本和複雜度也較高。未來需要在量測精度和成本之間取得平衡，研究和推廣更經濟、更易於實施、且能滿足精度要求的 CER 量測方法。同時，也需要制定更詳細的 CER 量測規範和校驗方法，確保 CER 值的量測精度和可信度。

CER 指標與其他能效指標的協同

CER 指標主要關注資料中心冷卻系統的效率，而資料中心的整體能效還受到 PUE、WUE、CUE、REF、ERF 等其他指標的影響。單一的 CER 指標可能無法全面反映資料中心的能效水平。未來需要將 CER 指標與其他資料中心能效指標協同應用，建立更完善的資料中心綜合能效評估體系，從多個維度綜合評價資料中心的能效水平，引導資料中心產業實現全方位的綠色優化。例如，可以建立基於 PUE、WUE、CUE、REF、ERF、CER 等多個指標的綜合能效評分體系，對資料中心進行綜合能效評級，並根據評級結果實施差異化的激勵政策。

CER 指標的持續改進與更新

隨著資料中心技術的快速發展，新的冷卻技術和節能措施不斷湧現，資料中心的能耗結構和冷卻需求也在不斷變化。 ISO/IEC 30134-7:2023 標準需要不斷進行改進和更新，以適應資料中心技術發展的新趨勢，保持 CER 指標的先進性和適用性。未來需要定期評估和修訂 ISO/IEC 30134-7:2023 標準，納入最新的冷卻技術和最佳實踐，完善 CER 指標的計算方法和應用指南，使其始終保持資料中心冷卻效率評估領域的領先地位。

儘管面臨一些挑戰，但 ISO/IEC 30134-7:2023 標準的發布，無疑為資料中心產業提升冷卻效率，邁向綠色節能指明了方向。隨著技術的進步和產業的共同努力，CER 指標及其相關標準也將持續完善和發展，引領資料中心產業在綠色節能的道路上不斷創新、突破、前行，為構建更綠色、更永續的數位世界貢獻重要力量。

結語：CER 引領資料中心邁向綠色節能新時代

ISO/IEC 30134-7:2023 標準及其核心概念冷卻效率比 (CER)，為資料中心產業提供了一個標準化、可量化、可比較的冷卻系統效率評估框架，有助於引導資料中心產業重視冷卻系統節能，積極採用先進冷卻技術，邁向綠色節能發展模式。 CER 不僅是一個技術指標，更是一種綠色節能理念的體現，它引導資料中心產業從傳統的高能耗模式，轉向高效節能、綠色環保的發展模式，邁向更加綠色、更加永續的未來。

在全球共同應對氣候變遷、推動綠色低碳轉型的時代背景下，ISO/IEC 30134-7:2023 標準的發布具有重要的現實意義和深遠的歷史意義。 CER 指標將如同綠色導航，引領資料中心產業在綠色節能的道路上不斷探索、創新、前行，為構建資源節約型、環境友好型的數位社會貢獻卓越力量，共同迎接綠色、高效、永續的資料中心新時代的到來。