微模块数据中心优势分析

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。

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。

安装方式框架式、支持地流平或静电地板安装

地脚架250mm-600mm，双重调平

IP等级IP20

表2 框架式微模块典型配置选型表

2. 框架式微模块方案优势

2.1 安全高可靠

●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

因此，20000kW的数据中心采用微模块设计方案，相对传统方案每年可节省电费1.08亿元，节能33.33%。

2.3 快速部署

●产品模块化、配件统一化、生产标准化；

●所有组件工厂预制，统一编码，拆卸搬运灵活，在机柜、空调、电源、

电池、配电等设备陆续到场前进行框架组装，施工现场管理便捷；

●微模块底座自带高度可调节地脚螺丝（20mm范围内可调），针对厂房地

面不完全平整的问题，可以节省客户对地面水平修葺成本。因此，无论

对于新建厂房，还是旧厂房改造，底座的可调性具有很大的意义；

●将机柜拖至机柜空位，单人或两人将机柜推入微模块即可，方便快捷；

为保障机柜在数据中心的安全运行，需要将机柜进行并柜，目的是当发

生地震时，降低机柜的静态加速，提升抗倾斜度和稳定性；