導(dǎo)語(yǔ)：模塊化機(jī)房數(shù)據(jù)中心建設(shè)工程分析一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：隨著科技的不斷發(fā)展，大數(shù)據(jù)的概念被應(yīng)用到各行各業(yè)，因此，數(shù)據(jù)中心的建設(shè)也向著越來(lái)越高密度、低能耗、高靈活性的方向不斷發(fā)展。文章結(jié)合筆者在實(shí)際工作中遇到的案例，對(duì)模塊化機(jī)房的組成特點(diǎn)、優(yōu)勢(shì)以及存在問(wèn)題進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)中心；模塊化；封閉冷通道；行級(jí)空調(diào)

微模塊數(shù)據(jù)中心和整機(jī)柜服務(wù)器均為模塊化數(shù)據(jù)中心的一種演化形式，都是我國(guó)根據(jù)使用場(chǎng)景自行研發(fā)的模塊化數(shù)據(jù)中心新技術(shù)，在國(guó)際上處于領(lǐng)先地位。在當(dāng)前數(shù)據(jù)中心大規(guī)模的建設(shè)過(guò)程中，相對(duì)傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心面臨的各種瓶頸，模塊化數(shù)據(jù)中心因節(jié)能、按需建設(shè)以及可滿足不同行業(yè)的不同需求而迅速發(fā)展，并將成為未來(lái)數(shù)據(jù)中心建設(shè)的發(fā)展趨勢(shì)。

1模塊化數(shù)據(jù)中心組成

模塊化數(shù)據(jù)中心結(jié)構(gòu)子系統(tǒng)，由機(jī)柜系統(tǒng)、冷通道系統(tǒng)、UPS系統(tǒng)、配電系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)、運(yùn)維管理系統(tǒng)等組成。1.1機(jī)柜系統(tǒng)。模塊化機(jī)房機(jī)柜的常用尺寸有600mm×1200mm×2000mm（寬×深×高）和800mm×1200mm×2000mm（寬×深×高）。對(duì)于機(jī)柜尺寸、數(shù)量以及擺放方式的選擇主要取決于不同項(xiàng)目的實(shí)際情況。在某調(diào)查場(chǎng)所信息化工程的機(jī)房工程中（以下簡(jiǎn)稱本工程），考慮機(jī)房面積和業(yè)主實(shí)際使用需求，設(shè)計(jì)了17個(gè)600mm寬的機(jī)柜、1個(gè)800mm寬的機(jī)柜以及1個(gè)精密列頭配電柜的組合方式。通過(guò)機(jī)房平面圖（圖1）可以看到，在7軸位置有一條斜拉柱擋在整組機(jī)柜中間。為了封閉冷通道的建設(shè)，在斜拉柱兩側(cè)設(shè)置機(jī)柜，并用一塊800mm寬的背板將2個(gè)機(jī)柜連接。在連接背板的對(duì)側(cè)設(shè)置了1個(gè)800mm寬的機(jī)柜，并將這個(gè)機(jī)柜設(shè)為機(jī)房布線機(jī)柜。整個(gè)機(jī)房機(jī)柜系統(tǒng)的設(shè)計(jì)充分考慮了原有建筑平面條件、業(yè)主方使用需求、封閉冷通道建設(shè)以及設(shè)備布置的合理性。1.2冷通道系統(tǒng)。封閉冷通道系統(tǒng)是一項(xiàng)有效降低數(shù)據(jù)中心能耗的策略，將數(shù)據(jù)中心的做冷通道密封處理后，95%左右的冷風(fēng)可以直接輸送到冷通道內(nèi)，從而進(jìn)入服務(wù)器機(jī)柜，所有機(jī)柜排出的熱風(fēng)被空調(diào)機(jī)組吸回，熱風(fēng)不再進(jìn)入機(jī)柜的前面。這種遏制系統(tǒng)有效防止了冷熱氣流短路，提高了空調(diào)系統(tǒng)的風(fēng)量利用率和冷風(fēng)利用率，降低了空調(diào)系統(tǒng)的能耗。本工程封閉冷通道設(shè)計(jì)為兩排機(jī)柜面對(duì)面擺放，中間預(yù)留1200mm寬的冷通道，冷通道底盤直鋪防靜電地板后作為冷風(fēng)道和維護(hù)空間，走道兩端安裝1200mm寬自動(dòng)雙開門，在走道上方安裝模塊化可翻轉(zhuǎn)活動(dòng)天窗，和通道門一起構(gòu)成冷通道封閉系統(tǒng)。同時(shí)冷通道會(huì)與消防報(bào)警信號(hào)聯(lián)動(dòng)，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，活動(dòng)天窗會(huì)自動(dòng)打開，消防氣體可以進(jìn)入冷通道內(nèi)部進(jìn)行滅火。1.3UPS系統(tǒng)。電氣工程是整個(gè)機(jī)房的基礎(chǔ)系統(tǒng)工程，其供配電系統(tǒng)的可靠性要求極高。UPS系統(tǒng)即不間斷電源系統(tǒng)，是數(shù)據(jù)中心工程的重要組成部分，在市電停電的情況下，UPS主機(jī)由電池供電，將電池直流電逆變?yōu)榻涣麟娸敵?，為機(jī)房的持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行提供可靠的供電保障。本工程考慮業(yè)主方實(shí)際使用需求的特殊性，配電結(jié)構(gòu)采用了2N方式配設(shè)實(shí)現(xiàn)冗余，在1臺(tái)UPS出現(xiàn)故障時(shí)仍能保證機(jī)房重要電子設(shè)備不間斷運(yùn)行。通過(guò)對(duì)機(jī)房設(shè)備及前端UPS供電設(shè)備的功率計(jì)算，配設(shè)了2臺(tái)120kVA模塊化UPS主機(jī)（可擴(kuò)展至200kVA），本次配設(shè)8塊30kVA模塊。后備電池選用設(shè)計(jì)12年期系列鉛酸免維護(hù)蓄電池，單臺(tái)UPS后備電池包括3套12V-200AH免維護(hù)蓄電池，每套配置32節(jié)蓄電池，根據(jù)業(yè)主要求后備時(shí)間為2h。UPS系統(tǒng)包括主機(jī)和電池兩部分，通常的模塊化機(jī)房設(shè)計(jì)中會(huì)把UPS主機(jī)設(shè)置在封閉冷通道內(nèi)部，形成一個(gè)整體，但本工程考慮UPS主機(jī)存在的安全隱患以及業(yè)主方的需求，在數(shù)據(jù)中心旁邊設(shè)置了一個(gè)UPS機(jī)房用來(lái)放置UPS主機(jī)和電池架。1.4空調(diào)系統(tǒng)。由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，功能越來(lái)越強(qiáng)和運(yùn)算速度越來(lái)越高，而計(jì)算機(jī)箱越來(lái)越小型化，機(jī)柜內(nèi)的電子元件集成度越來(lái)越高，單位體積熱量越來(lái)越大。因此，在計(jì)算機(jī)房的設(shè)計(jì)中，精密空調(diào)工程的設(shè)計(jì)就顯得尤其重要。傳統(tǒng)精密空調(diào)采用的下送風(fēng)，上回風(fēng)方式不僅制冷效率低下，能耗浪費(fèi)嚴(yán)重，也對(duì)防靜電地板高度要求較高。所以，采用行級(jí)空調(diào)與封閉冷通道結(jié)合的方式，不僅很好地解決了層高不夠的問(wèn)題，更能有效利用所有冷量，穩(wěn)定地控制送風(fēng)溫度，減少無(wú)效流動(dòng)，降低設(shè)備能耗提高送風(fēng)溫度以提高機(jī)組效率。本工程數(shù)據(jù)中心配設(shè)恒溫恒濕型的行級(jí)精密空調(diào)，采用2N制，自帶機(jī)組群控系統(tǒng)，在運(yùn)行一定時(shí)間段后，自動(dòng)關(guān)閉運(yùn)行時(shí)間最長(zhǎng)的主機(jī)及其輔機(jī)，開啟備用機(jī)組，以保證所有精密空調(diào)運(yùn)行時(shí)間基本一致。機(jī)組啟停需帶延時(shí)功能，在前一套精密空調(diào)卸載后延時(shí)至少3min（可調(diào)），才可開啟備用機(jī)組。在運(yùn)行的空調(diào)機(jī)組出現(xiàn)故障時(shí)，需能自動(dòng)開啟備用機(jī)組，同時(shí)向機(jī)房環(huán)控系統(tǒng)報(bào)警。1.5環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)。為保證機(jī)房安全正常工作，機(jī)房的環(huán)境設(shè)備（供配電、UPS、空調(diào)、消防、安防等）必須時(shí)時(shí)刻刻為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)提供穩(wěn)定安全正常的運(yùn)行環(huán)境。如果機(jī)房的環(huán)境設(shè)備出現(xiàn)故障，就可能會(huì)嚴(yán)重影響到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行。對(duì)數(shù)據(jù)傳輸、存儲(chǔ)及系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性構(gòu)成威脅，輕則影響計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行，重則造成計(jì)算機(jī)及其通信設(shè)備等硬件的損毀，使系統(tǒng)陷入癱瘓，后果不堪設(shè)想，造成的損失也是不可估量的。因此，對(duì)于機(jī)房動(dòng)力與環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)集中的監(jiān)控就顯得尤為重要。本工程動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)所涉及的監(jiān)控范圍共分為：UPS電源監(jiān)控系統(tǒng)、配電監(jiān)控系統(tǒng)、行間空調(diào)遠(yuǎn)程遙控系統(tǒng)、環(huán)境溫濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、漏水監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、消防系統(tǒng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，并需要通過(guò)手機(jī)短信、電話語(yǔ)音、網(wǎng)絡(luò)報(bào)警信息等方式發(fā)送相關(guān)報(bào)警信息。整個(gè)環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)是采用嵌入式技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)中心內(nèi)各個(gè)重要設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集和分析，并把采集到的數(shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳到管理主機(jī)上進(jìn)行監(jiān)控和顯示。也能夠通過(guò)瀏覽器，使獲得授權(quán)的相關(guān)管理人員對(duì)各監(jiān)控設(shè)備系統(tǒng)的運(yùn)行狀況進(jìn)行管理。

2模塊化機(jī)房的優(yōu)缺點(diǎn)

2.1優(yōu)點(diǎn)。（1）采用精準(zhǔn)送風(fēng)技術(shù)，使冷空氣集中與服務(wù)器進(jìn)行熱交換，避免將大部分冷空氣與環(huán)境進(jìn)行熱交換，從而達(dá)到節(jié)能的目的；功率密度高。（2）施工高效，大部分組件在工廠預(yù)制，在現(xiàn)場(chǎng)的施工步驟減少，大大縮短工期。（3）便于擴(kuò)展，模塊化的機(jī)柜、空調(diào)和UPS主機(jī)都可以靈活擴(kuò)展，只要機(jī)房有空間就能實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展。（4）低PUE值，降低運(yùn)營(yíng)成本（OPEX），節(jié)能環(huán)保，能耗指標(biāo)PUE小于1.5。2.2缺點(diǎn)。（1）UPS存在隱患，如果數(shù)據(jù)中心發(fā)生火災(zāi)，很大一部分都是從配電柜引出的火苗，因此，將UPS主機(jī)與重要的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備擺放在同一空間內(nèi)是存在一定的安全隱患的。（2）精密空調(diào)存在隱患，在傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心建設(shè)中，會(huì)把精密空調(diào)布置在墻邊，正對(duì)兩個(gè)機(jī)柜之間的通道。這種布置方式雖然不能使冷量得到有效利用，但卻完全獨(dú)立于整體機(jī)柜的區(qū)域，在精密空調(diào)周圍設(shè)置防水堰和漏水監(jiān)測(cè)之后，基本上能避免空調(diào)冷凝水和進(jìn)水管漏水帶來(lái)的安全隱患。但將精密空調(diào)設(shè)置在冷通道內(nèi)部就很難避免這個(gè)問(wèn)題，只能通過(guò)增加底座高度和避免使用下走線的方式，但這又會(huì)相對(duì)的增加對(duì)機(jī)房層高的要求。（3）被廠商鎖定，模塊化機(jī)房講究整體性，因此，大部分工程都會(huì)采用同一品牌的所有系統(tǒng)，這也帶來(lái)了另一個(gè)問(wèn)題，就是容易被單個(gè)廠商鎖定。不同廠商在不同系統(tǒng)中可能只能滿足業(yè)主一部分的需求，這對(duì)使用方在選擇上也帶來(lái)了很大的不便。

3結(jié)語(yǔ)

雖然模塊化機(jī)房也還存在著一些缺點(diǎn)，但它的優(yōu)勢(shì)是巨大的。隨著科技的不斷發(fā)展，技術(shù)的不斷更新，更優(yōu)的解決方案和更統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)都會(huì)隨著市場(chǎng)的需求被不斷的精細(xì)化。

參考文獻(xiàn)

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[2]郭亮.模塊化數(shù)據(jù)中心發(fā)展淺析[J].現(xiàn)代電信科技，2014（11）.

作者:嚴(yán)夏冰 張溢陽(yáng) 單位:溫州設(shè)計(jì)集團(tuán)有限公司