微模块数据中心优势分析
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微模块数据中心优势分析
随着“互联网+”“中国制造2025”等国家战略的全面深化，云计算、大数据、物联网、移动互联网等新兴产业迅猛发展。在此推动下，国内云计算数据中心的数量与建设规模日益增长，建设等级和单机柜功率密度也逐渐趋高。全面规划、分期建设、快速部署、灵活扩展、高可用性、低PUE值和最优TCO，一直是各行业用户的核心需求。微模块数据中心具备集约、绿色、安全、高效的优势，能有效满足超大型、大型、小型数据中心快速部署和分期建设的需求。
1.微模块方案概述
每一套微模块就是一个标准的数据中心，包含IDC数据中心应具备的供配电系统、制冷系统、综合运维管理系统、消防系统，各微模块之间相互独立性，运行时互不干扰，IT设备稳定性和可靠性得以提高。
微模块基础设施如基础底座、框架、电池柜、电池组、IT机柜、顶部封闭反板、通道门、闭门器等能在工厂按统一标准配备和预制。设计者根据用户IT 机柜负荷要求，通过ICEPAK、6SigmaET、Flotherm软件建模，按照IT负荷散热和进排风需求，优化设计有组织散热和进排风模型，为用户快速定制最优方案。最优方案结合工厂预制的优势，缩短方案设计和现场组装时间，最大化的提高交付速度。
1.1模块化设计理念
模块化设计理念贯彻园区、楼层及机房三个层面，各层面相辅相成，匹配得当，让数据机房达到合理规划、节约投资、施工便捷、智能运维的效果。
表1机房微模块设计理念
1.2传统建设模型
国内数据中心机房大部分仍采用传统的地板下送风+冷热通道隔离+冷通道封闭的非框架式模块化设计，根据电源及空调设备摆放位置的不同，大致可以划分为电源及空调均内置、电源及空调均外置、电源外置空调内置三种模型。这三种模型均采用了冷通道封闭，制冷方式可采用地板下送风或者行间空调就近送风两种模式，在单列机柜数量不多或单机架功耗不高的情况下，可以将UPS及蓄电池内置在模块内部。在施工安装时，这三种模式通常都要求做
600mm高架空地板，且所有设备的机墩需要焊接固定，整体建设周期长，不易拓展。
1.3微模块应用方案及典型配置
相对传统建设模型，微模块数据中心能改善施工繁琐周期长，统一质量标准，解决机房末端智能运维的问题。框架式微模块相对非框架微模块，能更好的实现集成化、定制化和工厂预制，以适应中高功率密度及未来整机柜（云柜）的应用需求，本文以框架式微模块数据中心的优势展开讨论。
根据单机柜功率密度不同，框架式微模块也可以分为高、中、低三类方案，以高功率密度框架式微模块应用方案为例阐述三种模式。
列间空调
列间空调
高压直流
列间空调
列头柜
管控柜
电池柜
机柜
机柜
机柜
机柜
机柜
机柜
机柜
机柜
机柜
冷冻水分配柜
列间空调
列间空调
列间空调
电池柜
机柜
机柜
机柜
机柜
机柜
机柜
机柜
机柜
机柜
冷通道封闭+列间空调
图 1 高功率密度框架式微模块应用方案
高功率密度应用方案如图 1 所示，其中冷冻水分配柜可以分别设置在两列 最右侧的机柜位置。中等功率密度应用方案通常将电源及蓄电池外置，模块内 只设置列头柜，制冷系统通常选择风冷列间空调，部分选择水冷列间空调。低
功率密度应用方案通常选择将选电源及蓄电池内置，模块内设置一体化 UPS 电 源柜和电池柜，制冷系统选择风冷列间空调，无冷冻水分配柜。
根据高、中、低功率密度推出 K12、K18、K22、B18 的 KeCloud 系列微模块 数据中心配置方案详见《科华 KeCloud 系列微模块数据中心解决方案》产品手
册 P10。高、中、低三类应用方案典型配置选型表如表 2 所示，基本可以覆盖 当前绝大多数数据中心机房建设需求。
型号
主要参数 高功率密度机房
中等功率密度机房
低功率密度机房 长×宽×高 （mm ） 6480×3600×31 50 8540×3600×31 50 8440×3600×2650/
2850
10000×3600×2650/
2850
IT 机柜数 12 18 22 18 模块最大功率 （kW ） 80 120
100
40
单柜平均功率 (kW/R) 6.5
6.5
4.5 2
配电系统 2N
电源配置 1 路市电+1 路高压直流 2 路 UPS
机柜尺寸
600×1200×2500（52U ）
600×1200×2000/2200(42U/47U)
表2框架式微模块典型配置选型表
●严格执行国内外主流数据中心建设标准和工艺规范，最大限度保障IT
设备稳定运行；
●电源采用2N冗余设计，空调采用N+1冗余设计，采用高倍率蓄电池，
保证系统运行的安全性与可用性；
●具备完整的安全策略和可靠安全手段，做到了器件级、设备级、系统
级三重防护可靠设计；
●数字化、智能化、网络化运维管理系统，确保数据中心的高效安全运
营；
●采用环保材料制作设备，保证人员工作安全和环境舒适性；
●微模块平时运行时，反板处于密封闭合的状态，当发生火灾时反板在
消防体系的控制逻辑的驱动下全部打开。更佳有效的提高
FM200、IG541、高压细水雾的灭火性能，提高数据中心运行的安全效
率，降低运行安全风险。
2.2绿色高能效
●高效节能的行间制冷系统，靠近IT设备热源配置就近制冷，缩短送风
及回风距离，通过封闭冷通道和高气密性设计实现气流组织最优化，
提升制冷效率；
●采用高效率列间空调和EC变频风机，实现精准制冷和变频节能；
●采用高效率模块化UPS或高压直流（具备ECO经济运行模式、模块休
眠功能），电源系统效率高达96%；
●根据案例实测数据，框架式微模块可实现PUE＜1.45。
PUE节能效果测算表
项目指标微模块解决方案传统解决方案
PUE 1.3－1.5 2.0－2.2
IT设备负载20000kW20000kW
平均PUE值 1.4 2.1