模块化数据中心机房建设概述

摘 要 在我国科技不断创新发展的背景下，数据中心建设进入了非同以往的发展阶段，如何构建按需扩展、高效运营、安全可靠的数据中心成为当前面临的重要挑战。近年来，依托厦门科华、浪潮、华为等基础设施设备厂家在各行业的推广，智能微模块正以融合多种技术特性的优势，完美匹配新时代的数据中心特征，成为数据中心建设发展的主流趋势。

关键词 模块化；数据中心；机房建设

1 微模块数据中心定义

微模块数据中心是指由配电系统、机柜系统、空调系统、环境监控系统、冷通道气流管理组织系统、消防联动系统等六大主要模块组成的数据中心，该系统是一个整合的、标准的、最优的、智能的、具有很高适应性的基础设施环境和高可用计算环境，不但拥有传统数据中心的基本功能，而且拥有高效、节能、便捷的技术特点，是由模块定制的数据中心。

2 微模块数据中心系统组成

2.1 制冷模块

模块化数据中心机房在运行过程中其设备会散发大量热量，导致机房室内温度升高，极易影响设备中电子元件性能，甚至设备自动断电的情况，因此制冷模块也是模块化数据中心机房建设中不可或缺的一部分。模块化数据中心机房中的制冷模块主要以空调为主要组成部分，此外还有冷气配送设备、管道系统等，在模块化数据中心机房的运行过程中，为了确保制冷模块的稳定运行，还要加上水平送风空调的辅助，确保冷气与服务器等计算机设备的直接接触，提高机房制冷效率，降低机房制冷所需能耗。

2.2 机架模块

机架模块是模块化数据中心机房建设的最基本的部分，也是所有组成模块的架构支撑。机架模块不仅包括了各种物理架构，散热导向系统，还包括承重系统等，为了满足用户的不同需求，在进行模块化数据中心机房建设中，还要具体根据用户需求修改模块。

2.3 供电模块

在模块化数据中心机房建设中供电模块是机房建设的基础，是保证服务器、供电设备、散热设施等设备稳定运行的重要因素。供电模块不仅包括供配电保护装置、不停电供电系统，还包括电池系统和机架配电，用戶可以根据自身需求对部分模块进行变更，以方便后期模块化数据中心机房的灵活建设与运维。

3 模块化数据中心机房建设

3.1 制冷系统设计

假如，模块化数据中心机房中布置30台机柜，每台5kW；3台弱电列头柜，3台强电列头柜，每台2kW。考虑到模块化数据中心机房设备的稳定性，空调制冷量设计要满足冗余要求。在模块化数据中心机房建设中，工作人员可以选择具备模块化设计的底座式空调，这种空调可快速移出进行维护。为了保障设备的安全性和稳定，在机房建设中可采用端子热插拔式电气设备。

3.2 微模块电气系统

第一，配电系统。为了提升微模块数据中心的实用性，配电系统使用双路市电输入形式，将ATS转变为UPS后再连接到IT机柜。此外，可以直接引市电到IT机柜中，保证所有服务器机柜中的IT负载都提供一路UPS电源供电，符合机房对电力的要求。为了提升微模块使用性能和实用性，电源使用模块化UPS配置。为了加强机房安全性，安防、监控和消防系统需要传感器不断工作，这时可增添小型UPS设备为其供电。通过精密配电柜中的智能电量仪，丰富监控系统中的运行数据，并通过精密配电柜系统监控电源的开关状态，添加防雷装置，为电源供应提供保障。第二，PDU。它经常装置在服务器机柜中，为IT设备提供电源。一般情况下，使用3 kW功率的PDU即可，每个服务器机柜中安装2个交流PDU。第三，接地。微模块实施接地过程中，既要保证操作人员的安全，又要保证设备的正常运行。微模块中，电源等主要部件中的重要元件（如金属导体）要做等位连接。对外接地过程中，要将机房接地，汇集底座接地点，使用两色单芯绝缘阻软电缆进行连接。值得注意的是，所有机柜中的电缆都要满足国家标准，以保证电气系统的安全性。第四，照明。为模块数据中心中安装平板LED照明工具，一般在冷通道顶侧，照明度大于500 lx，满足工作人员工作时对灯光的需求。

3.3 能源能耗管理

系统通过采集数据中心的能耗，了解各个设备、模块能耗使用情况。如能源输入能耗、变配电能耗、负载能耗等等。其次对各个子系统能耗进行精细化统计分析，如对所有IT设备能耗进行统计，制冷子系统能耗、通风子系统能耗、配电子系统能耗、照明子系统能耗等。数据采集完成后，通过能效分析管理平台分析，为用户提高数据机房的电源使用效率指明方向。能效管理数据来自于机房的UPS、UPS配电柜、市电输入柜、精密配电柜、发电机等配电设备，通过能效管理模块就可以实时显示每个耗电系统当前的耗电情况，实时监测数据中心总能耗、IT设备能耗、空调设备能耗等。

3.4 机房密闭、保温节能及防尘处理技术

数据处理中心机房内安装精密空调，使机房内长期处于恒温、恒湿环境，使机房区域与外界产生一定的温差，所以机房冬季保温、夏季隔热以及防凝露等节能技术是机房设计的重点[1]。不但要保持机房内部的恒温、恒湿环境，防止机房楼地面及顶面出现凝露现象，更要防止外界对机房热、冷量传递过大给空调带来负荷，并保持机房区的清洁和安全，须将机房区内精密空调区所有窗户做可靠封闭，所有墙、顶、地做六面体保温处理，起到保温、降噪、节约能耗的效果。

3.5 动力环境监控技术

数据中心机房建立智能化集中监控管理系统，实现机房动力、环境及安防的监控，主要监控对象包括：配电柜、列头柜、配电开关、UPS、蓄电池、精密空调、温湿度、漏水、门禁系统、闭路监控、消防、防雷等，保障机房环境及设备安全高效运行，节省机房运行管理费用，达到短期投资长期受益的目的，并能第一时间发现和制止机房发生的事故，如空调漏水、设备故障、消防报警等，从而将灾害控制在初期阶段，避免经济等诸多方面的损失。

3.6 消防系统

消防系统在数据中心的作用是探测火灾、发送警报和设备联动等，由消防门禁控制箱、天窗磁力锁和烟感等组成。烟感安装在密闭冷通道上侧，天窗磁力锁安置在天窗上，消防门禁控制箱安置在微模块顶部。消防设备还要添加控制电源和运行电源，由数据中心联动控制。如果数据中心中某一点出现大量烟雾，微模块就能勘测到烟雾，并向数据中心机房的控制器部门上报信息，消防门禁控制箱向监控系统输送警告信号，产生报警。此时，自动系统切断天窗磁力锁电源，打开天窗，关闭空调，消防喷头进行灭火。

4 结束语

综上所述，为了促进企业更加快速的发展，相关工作人员要不断加强对模块化数据中心机房的研发力度，使其发挥出更大的作用。

参考文献

[1] 薛莹莹.数字福建云计算中心机房建设模式及节能技术[J].福建建筑，2017，（05）：23-25.

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