一套完整的微模块数据中心解决方案

微模块数据中心解决方案微模块数据中心根据高效节能、优化管理的基则设计而成，包含了制冷模块、供配电模块以及网络、布线、监控、消防等模块。

微模块有向外供电接口、制冷接口、网络接口以及通过顶置弱电与强电槽预留综合布线接口。

采用列间空调进行制冷，实现了100%的高显热比，有效降低数据中心的整体加湿与除湿能耗，列间空调使气流循环路径最短，在有效冷却的前提下提高数据中心热密度，实现了数据中心的节能制冷。

微模块数据中心心系统由高性能机柜系统、配电列头柜系统、热交换机散热系统、消防冷通道系统、综合走线系统及综合监控管理系统组合而成。

采用独特的冷热循环通道设计，整个机房部的冷、热气流交换都在部封闭空间完成，与机房外部不联通；其道走廊为冷通道区，机柜后部（200mm空间）为热通道区，通过交换机的冷热循环交换实现对设备的制冷和散热，使得整个制冷系统更高效、节能、环保。

微模块数据中心的综合管理系统集融了包括动力监控、环境监控、安保监控、远程监控、多媒体报警5大监控管理功能，使得整个数据中心机房所有的物理环境、微环境因素得到了实时的监控管理，机房管理者能在第一时间掌握数据中心机房的运行数据情况。

另外，整个微模块数据中心还配备智能电源管理系统（列头柜）、消防联动顶板系统、自动移门系统、综合走线系统，让整个数据中心配套设施更完善，各项实际应用功能更齐全，为网络设备的安装使用和维护提供了完整可靠的机房综合解决方案。

微模块数据中心示意图2. 设计原则计算机机房是各类信息的中枢，机房建设工程必须保证计算机系统设备能够达到长期、安全、可靠运行，同时还为机房工作人员提供一个美观、舒适的工作环境。

为使机房工程的设计能够满足上述要求，对如下几点进行着重考虑：方案完善性设计方案的完善性机房工程一旦竣工，不宜再进行阶段性翻新、改造。

装修美观性机房的装修效果：要达到舒适宜人，简洁明亮。

安全可靠性机房设计强调以安全可靠为准绳：有完善的不间断供电系统、可靠的配电方案、功能齐全的设备环境、有效的防雷防过压及接地保护措施。

适用性和方便性信息技术日新月异，技术淘汰更新速度快，面对这些，我们追求的是适用为上。

综合楼的设计和网络的部署必须方便用户使用，一个其他方面再好的综合楼和网络，如果使用不便，就不可能得到直接用户的认可。

统一性和可扩展性新建的中心数据中心机房和网络，不光是为了满足目前的紧迫需求，还要面向未来5年乃至更长时间发展的需要。

因此，设计要体现高度的可扩展性，以便日后根据需要逐步扩充，工程的可扩展性：机房设计应具有较高的科技含量和超前意识，应考虑到今后设备所需的空间布局、空调及电力容量，能够满足今后业务发展的需要。

建设统一的中心数据中心机房和网络环境，搭建统一网络基础设施，在保证各部门的应用和安全域独立的前提下，实现资源的高度共享。

使贵台各部门的数据能实现动态交换和共享，从而使各部门之间的应用系统构成一个有机的整体，信息资源开发和利用落到实处。

先进性和稳定性采用先进成熟的技术和设备，尽可能采用先进的技术、设备和材料，以适应高速的数据与需要，使整个系统在一段时期保证技术的先进性，并具有良好的发展潜力，以适应未来业务的发展和技术升级的需要。

机房设备和供配电器件的可靠性：全部采用符合国家标准的机房产品或其它国优质标准的产品，技术性能和安装工艺均应符合国家标准，以确保系统运行稳定。

灵活性与可扩展性必须具有良好的灵活性与可扩展性，能够根据业务不断深入发展的需要，扩大设备容量和提高用户数量和质量的功能。

人性化强调以人为本，注重对工作人员的身心保护。

在机房设计中,特别注重人、机工作场地的绝对分离等,专门划分出大型、高尖端、现代化设备的工作场地,以满足这些设备所需的特殊工作条件和工作环境要求，并做出相应的安全保护措施。

标准化整体设计要基于国际标准和国家颁布的有关标准，包括各种建筑标准，电力电气保障标准以及计算机局域网、广域网标准，坚持统一规的原则，从而为未来的业务发展，设备增容奠定基础。

经济性通过分阶段投资，随市场变化扩充基础设施容量，规避投资风险，减少因不确定性而产生的投资浪费，保证企业的优化投资和不断发展。

以较高的性能价格比构建机房，使资金的产出投入比达到最大值。

能以较低的成本、较少的人员投入来维持系统运转，提供高效能与高效益。

可管理性由于智能化机房系统具有一定复杂性，随着业务的不断发展，管理的任务必定会日益繁重。

所以在设计中，必须建立一套全面、完善的管理和监控系统。

所选用的设备具有智能化、可管理的功能，同时选用先进和管理监控系统设备及软件，实现先进的集中管理监控，实时监控、监测整个系统的运行状况，实时灯光、语音报警，实时事件记录，这样可以迅速确定故障，简化管理人员的维护工作，从而为系统的安全、可靠运行提供最有力的保障。

1.1 微模块数据中心构成分解微模块数据中心图解双列解决方案：单列解决方案：1.2微模块数据中心机柜系统之机柜系统机柜为19英寸标准高强度机柜，机柜容量42U。

冷轧钢板，钢板厚度1.2mm 以上，表面喷塑；防锈、防水、防腐蚀。

采用在机柜后部200mm的位置形成一个热通道区结构，并且对热通道区进行专门的封闭处理，后门为全封闭钢板门，所有门缝采用密封胶条进行填充封闭，侧门采用多道弯边工艺进行封闭处理，将热气流进行有效的集中管控，确保热通道的热风不往机房外空间溜走，其中模块化机柜的侧门采用左右两块侧门拼装结构，机柜后部的200mm侧门通常为打开状态，机柜并列拼装后，形成一个封闭式的热气流通道，将机柜前部服务器、CPU等设备散发的热气集中管理在热通道区中，侧边并列安装蒸发式制冷系统，通过蒸发式列间制冷系统侧边的气流吸收设备（开有高密度的风流吸收孔），将热气流进行统一回收利用。

图1 冷热风循环交换示意图要实现数据中心机房的冷热通道分离，保证冷热气流循环交换，除了在整体数据中心实现封闭的前提下，最为关键是要处理好对单台模块化机柜的气流封闭、导向结构处理；机柜除19寸设备安装位外，两侧、顶底部都进行了独特的封闭挡风设计（兼顾理线功能），保证所有的冷风都只能从服务器设备流通经过（吹服务器散热），通过有效的控制冷热风的流向，从而大大提升了气流的利用率。

1.3 微模块数据中心机柜系统之供配电系统精密配电柜是一款针对数据中心机房综合采集所有供电情况的配电柜。

为终端能源监测系统提供高精度测量数据，通过显示单元实时反映电能质量数据。

并通过网络上传至管理系统。

以达到对整个配电系统的实时监控和运行状态的有效管理。

帮助用户优化网络数据中心，加强能耗管理，提高服务器机架运行效率，实现全方位绿色IDC提供可靠保障。

作为机柜排级列头柜配电，对数据中心机柜电源进行分配和管理,并可以对每个机柜的用电情况进行精确的监测。

1.4微模块数据中心机柜系统之热交换机散热系统1. 数据中心机房总热负荷的计算方法主机房总热负荷计算方法依据数据中心机房热量的来源，对于数据中机房总热负荷，采用的计算公式如下：Qt=Q1+Q2其中——Qt为主机房总热负荷(kW)——Q1室设备负荷(考虑到设备的使用率，Q1=设备总功率×0.8)——Q2建筑环境热负荷(=0.12～0.18kW/m2×机房面积，其中北方地区取0.12 kW/m2，南方地区取0.18 kW/m2)●UPS和电池室、动力机房热负荷计算方法采用估算法计算UPS和电池室或动力机房的热负荷，计算公式如下：Q=0.35×S其中——Q为UPS和电池室或动力机房总热负荷(kW)——S为UPS和电池室或动力机房的面积——单位面积热负荷取0.35 kW/m2●UPS电源机房热负荷计算方法UPS热负荷及配电系统热负荷计算公式如下：Qups=0.04W1+0.06W2其中——Qups为带电池UPS的热负荷(kW)——W1为电源系统额定功率值(UPS额定容量)——W2为IT设备总负载功率Qp=0.02(W1+W2)其中——Qp为配电系统的热负荷(kW)2. 精密空调方案选型主机房热负荷计算（1）室设备热负荷基于UPS额定功率计算UPS额定功率 KVA使用系数设备负荷Q1kW备注600.848中心机房基于机柜设计功率计算机柜功率kW 数量使用系数设备负荷Q1 kW备注3100.824中心机房（2）建筑环境热负荷建筑面积m2热负荷系数kW/m2建筑环境热负荷Q2 kW备注690.1812.42中心机房（3）主机房总热负荷基于UPS额定功率计算设备负荷Q1kW 建筑环境热负荷Q2kW总热负荷Q t kW备注4812.4260.42中心机房基于机柜设计功率计算设备负荷Q1kW 建筑环境热负荷Q2kW总热负荷Q t kW备注2412.4236.42中心机房3. 数据中心机房机型选型分析建议下图HP公司为机柜设备负荷划分为3个等级：机柜负荷小于8KW（国为5kw）为小密度，常规房间级空调制冷方式就能满足需求；机柜负荷在15KW-5KW，为中小密度，需采用行级空调或房间级空调精确送风方式，并进行冷热通道密封的制冷方式才能满足需求；当机柜负荷大于15KW时，高热密度，必须采用行级加冷热通道密封精确送风方式；微模块数据中心采用高效直接蒸发式列间制冷系统，形成一套完整的针对本机房情况量身定做的方案；配置了高效直流变频EC压缩机、EC风机，电子膨胀阀、室外机配置高效变频猫头鹰式风机，以及先进的EVO控制系统支持，不仅减少了机房中空调摆放的占地，同时也提高了交换机的利用率，因此，采用高效直接蒸发式列间制冷系统会达到节能、节地的双重效果。

列间制冷系统高可靠性、灵活性，动态制冷，具备适应快速更新变化的机房负荷，可实现多套机组群组运行，且可实现共同联控，最多群控32台机组进行统一管理。

行级制冷：高性能行级空调，风冷形式/冷冻水形式可选，前送风后回风，水平送风距离仅2-6m，不受限于风道及开孔地板，送风效率大大提升，完美匹配高密+封闭冷热通道场景，大幅降低PUE，解决局部热点问题；例如已经机柜的数量为22台，单机柜功率3KW，考虑到使用了行级精密空调进行制冷，本方案制冷方式损耗很少，不用按照传统算法进行计算，可安如下方法进行计算：总制冷量Q = 设备负荷 + 冗余负荷（设备负荷的10-20%）=22KW×3×1.1 =72.6KW因为本方案机房按照国家B类机房标准进行设计，所有在考虑制冷设备时需要进行N+X冗余配置，即需要制冷设备有容错冗余，本次方案我们采用4台行级精密空调，单台空调制冷量25.5KW，100%显热比。

3+1冗余配置，3台空调的制冷量为76.5KW，能够满足机房制冷的需求，另外一台空调作为冗余配置，4台空调进行制冷轮值，提供精密空调的使用寿命。

制冷方式的选择常规精密空调的制冷方式有风冷、水冷、冷冻水冷、乙二醇冷等四种，在数据机房中，主要运用的是风冷和冷冻水冷两种精密空调机组。