智慧机房解决方案

1.设计概述

        传统的数据中心建设，建设整个过程中参与单位众多，配合界面复杂，进度和质量很难保证，同时还带来投资巨大、周期冗长这两个最大的问题。传统的数据中心属于能耗大户，空调设计不合理，PUE值较高，运行成本也很高。模块化数据中心设计因其采用工厂化制作、精准送风设计、适应高密度设计，从而很好的解决传统数据中心遇到的一些问题。

        模块化数据中心是新一代数据中心基础设施解决方案，集成了机柜、气流密闭、供配电、UPS、精密空调、动环监控等所有子系统，支持单排或双排，相比于传统数据中    心，模块化数据中心单机柜IT设备上机功率大大提高。随着大数据和云计算机的发展，模块化数据中心已具有风冷、冷冻水等冷却方式，适用于各大中小型数据中心。

    2.设计方案简介

        按照高于国家标准《数据中心设计规范》（GB50174-2017）中B类数据中心的建设要求，使用模块化数据中心解决方案，采用一体化集成理念，产品模块集成了供配电系统、UPS系统、精密空调系统，封闭通道系统、动力环境监控系统；它具有安装方便，现场实现积木式快速拼装，缩短安装时间；隔离送分和回风线路，解决气流交叉和短路    问题；提高精密空调回风问题，提高精密空调的制冷效果和效率；使用方便，只需接入网络和强电即可使用；此外，微模块不影响周围其它的数据中心基础设施，具有更大的灵活性，扩展方便，逐个扩容，节约投资等优点。

        微模块效果图:

3.供配电系统概述

        业界领先的全数字化电源产品，以更安全、更可靠、更方便、更智能的理念为出发点，通过智能化、模块化、可快速组装、在线维护的思路设计，以确保产品的高可用性，采用先进的多级供配电系统，使得关键设备的供电可靠性、可用性、可维护性得到了突破性的提高。

配电系统架构设计：

4.UPS系统

        模块化UPS电源是业界领先的全数字化电源产品，集中了当今电力电子与自动控制领域最先进的技术成果，结合了传统塔式机型的技术特点与现代化机房模块化的需求，在实现模块化设计的同时，使得关键设备的供电可靠性、可用性、可维护性得到了突破性的提高，拥有极高的性价比，提供各种规格功率模块以及机柜系统，用户可根据负载需求进行灵活配置，是各行业高可靠供电需求的最佳选择。

特点为：

（1）N+X冗余模块化设计

（2）智能化电池管理方案

（3）强大的带载能力

（4）智能化保护方案

5.精密空调系统

        机房精密空调系统的任务是为保证机房设备能够连续、稳定、可靠地运行，需要排出机房内设备及其它热源所散发的热量，维持机房内恒温恒湿状态，并控制机房的空气含尘量。为此要求机房精密空调系统具有送风、回风、加热、加湿、冷却、减湿和空气净化的能力。

依据《数据中心设计规范》GB50174-2017中的环境要求以及空气调节要求，同时遵照《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB50736中的相关规定。

精密空调列间空调气流组织示意图：

        如上图所示，两列机柜正面相对摆放，并对通道进行密封，列间空调与机柜并列安装，采用前送风后回风方式，确保制冷气流充满整个密闭通道内，保障对每个机柜的高效制冷。密闭冷通道列间水平送风能杜绝冷热空气混合，提高空调的制冷效率，比封闭通道下送风更高效节能，降低运维成本，同时不需要高架地板，对层高的要求较低。由于不需要高架地板，安装速度快，对地板承重的要求低，便于快速扩容，所以优选密闭冷通道列间水平送风方式。

6.封闭通道系统概述

        封闭冷通道系统是一项应用于降低因工作而发热的设备温度的技术，主要应用于数据中心机房；数据中心机房普遍面临设备发热密度高电力能耗大、机房及机柜的空间不足，机房规划跟不上业务需求的增长。一直以来、为了满足数据中心机房不断上升的散热要求，机房空调配备也持续地增加和更换，然而机房内部仍然存在局部热岛问题，冷空气与热空气直接混合，冷量的浪费很大。机柜上部的设备得不到需求的冷量，进行设备降温，整体的能耗PUE值依然偏高。

        封闭冷通道系统是基于冷热空气分离有序流动的原理，冷空气由高架地板下吹出或列间就近制冷，进入密闭的冷池通道，机柜前端的设备吸入冷气，通过给设备降温后，形成热空气由机柜后端排出至热通道。热通道的气体迅速返回到空调回风口

        封闭冷通道结构图：

7.动力环境监控系统

     数据中心基础设施综合管理系统主要涉及环境监控设备、各种动力设备、机电设备和安防系统，各子系统主要监控对象包括：

（1）动力监控部分

    市电输入：监测市电的实时供电参数，如三相电压、电流等。

    精密列头柜：监测配电柜内的供电输入参数，各支路配电开关状态及负载电流等。 

    交流配电柜：监测交流配电柜的主路输入电压、电流等参数。

    UPS：监测UPS的输入、输出电流、电压、频率、温度、旁路等运行参数和工作状态。

（2）环境监控部分

    精密空调：监测精密空调的运行参数及状态，并可实现远程开关机启停控制和参数设置。

    新风机：监测新风机的开关机运行状态及过滤网堵塞状态，并可实现远程开关机启停控制、定时启停功能。

    温湿度：监测机房内重要区域的温度、湿度数值及变化情况。

    漏水：区域式漏水，漏水感应绳，监测机房内空调四周有无漏水发生。

（3）安保监控部分

    门禁管理：采用进门刷卡+出门按按钮的验证方式，实现对人员出入情况的管理。

    视频图像：监视机房区域的实时图像，并进行视频录像。

    消防：监测消防控制箱提供的干接点火警信号。

    动力监控系统架构图

监控系统实现对动力系统（UPS、配电、电池组、PDU）、空调系统（精密空调、普通空调、新风机）、环境监测系统（温湿度、烟感、漏水、开关量等）、安防系统（视频、门禁、红外、门磁）的全面监控。B/S系统架构，免客户端安装，并支持多客户同时访问。系统支持多种告警模式（声光告警、邮件告警、短信告警、电话语音告警）能及时提醒管理员进行有效管理，保证模块化数据中心机房的安全可靠。

8.方案优势

（1）安全可靠

    采用GB50174— B+级和Tier3等级的设计方案，根本上保证了系统的可靠性；

    在设计时充分考虑抵御自然灾害能力，具有可靠的电力、冷量供应，保证通讯网络的正常运行；

    采用模块化UPS配电，可以大大提高配电系统的平均无故障时间；

    行间空调采用N+1冗余设计，保障空调冷却系统稳定运行；

    模块内具有联防联动功能，可设置门禁监控系统，保障服务器设备的安全；

    模块化数据中心配置完善的监控系统，可随时了解机房内的情况，提升机房可靠性；

（2）绿色节能

    采用精准送风和冷热隔离技术，使冷空气充分与服务器进行热交换，避免将大部分冷空气与环境进行热交换，从而达到节能的目的；

    空调接近热源，大大缩短了送风路径，提高了冷风利用率，从而减少能耗；

    把冷风和热风限定在特定的区域，提高空调回风温度，拉大空调出风和回风的温差，提供空调的制冷效率，从而达到节能的目的；

（3）快速扩容

    所有设备均在工厂预制，现场快速拼装，整个部署周期减少至1-2月，建设周期缩短60%以上；

    场地要求低，仓库、车间、板房均可用作数据中心；

    无需布置空调送风管道、地板保温棉，减少外配套工程；

（4）灵活扩容

    采用模块化设计，可灵活配置，满足快速扩容。

    只需接入电力、通信即可使用，单个模块为一个整体，可实现灵活扩容。

    模块可集成机柜系统、供配电系统、制冷系统、监控系统和综合布线系统，高集成设计，提供完整的解决方案

（5）统一管理

    可同时支持模块化数据中心内外智能设备的监控管理

    可通过布置多种传感器，实现对数据中心内各功能模块的不间断监控

    监控系统支持web访问，实现远程监测和控制