某政府数据中心机房改造简述

文｜上海华东电脑系统工程有限公司 杨 涛

近来全国各种业务的数据中心建设已经进入大发展阶段，由于技术革新与环保节能的要求，使得原本运行的数据中心也需要进行改造。本文主要简述某政府单位数据中心改造方案以及改造前后的对比。

改造前，本机房已经运行4年左右，机房装修及运行环境配置如表1所示，从使用要求来说还可以满足业务发展的要求，但系统日常运行产生的电费很多，不符合政府提倡的节能环保要求，为此业主方提出改造方案，以减少日常运行电费，使得PUE值控制在1.6左右，同时提高机房运行的安全性。

表1 机房运行现状

根据业主方的要求，从以下几个方面进行改造：机柜区域设置冷池、对UPS供电系统进行升级改造、环境监控系统进行设计改造；同时配合业主制定日常管理方式，以实现整个机房的节能运行。

1 机柜冷池改造

由于项目前期已经实现机柜前门对前门、后门对后门的布局，所以直接在机柜的顶部布置密封的防火玻璃，在机柜冷区安装通道门实现冷区的密封；同时在每个机柜内安装服务器，在没有安装挡风板的区域补装挡风板，实现对冷池的严格封闭；对机柜电缆、网络线缆的进出线口进行封闭。通过这样的设计改造，可以保证精密空调活动地板下送风能够完全输送到冷池内，并形成一定的正压，保证冷风通过安装服务器的机柜流动到热区，保证服务器散热的效果，从而提高精密空调制冷的效率。经过此项改造后，精密空调的运行设置温度可以从原来的22℃调高到27℃或28℃左右，制冷效果比改造前要好，如图1所示。

图1 冷通道封闭效果图

2 UPS供电系统改造

本系统原本就采用2N双总线系统，如图2所示，但其存在一定的运行风险，没有冗余，当发生一路断电，而另外一路末端电源切换不上时会发生服务器断电故障。

图2

通过本次改造，我们在UPS输出配电系统中增加了STS，从而保证机柜两路电源始终在工作状态；通过本次改造，电气系统提供了其运行的安全性、可靠性，把服务器断电的可能降到最低（本系统在UPS输入端需两路市电加一路柴油发电机电源输入）。

两套UPS之间配置一套LBS负载母线同步控制器，以保证任意一个静态转换开关在STS切换过程中，可以同频率、同相位跟踪，保障STS的安全转换。在LBS负载母线同步控制器的控制管理下，如果因故出现单台UPS供电故障，具有自动跟踪控制功能的负载总线，同步跟踪控制器和静态转换开关，让另一台UPS暂时承担起全部负载的供电任务。在此期间，用户就可对故障UPS机组进行脱机检修。

双总线系统实现了系统的在线维护、在线扩容、在线升级，提供了较大的配电灵活性，满足了服务器的双电源输入要求，解决了供电回路中的“单点故障”问题，提高了输出电源供电系统的“容错”能力。如图3所示。

图3

3 对环境监控系统改造

本系统原来安装的环境监控系统可以满足对精密空调、UPS、机房温湿度等状况的监控，但对能源管理的功能几乎没有。通过本次改造，我们在每个区域的冷、热通道分别安装了温湿度传感器，在精密空调静压箱、回风口均安装了温湿度传感器实现对机房气流的全程监控，这些监控点可以在模拟机房图中清晰的看到。同时在UPS输入柜、输出柜的总线安装电量仪，实时监控机房服务器及UPS的用电量、服务器的用电量；在精密空调配电柜、照明及市电插座配电柜安装电量仪，对其用电情况进行实时监控。

环境监控系统添加能源管理模块，能效统计包括：机房PUE值统计、能耗查询。监控系统软件主界面采用3D机房效果图，逼真模拟机房现场各个设备的实际位置及布局结构。机房效果图场景逼真，鼠标控制，在图形环境中，以窗口和控件的方式构造应用系统。通过对机房配电柜用电情况的实时采集，可以在监控管理平台实时看到整个机房的用电情况，并直观地体现PUE值的变化。

通过本次改造，机房的运行环境实现了节能、环保的效果；在日常管理的过程中，我们不断调整机房的运行方式、提高精密空调的工作温度，并完善日常管理制度，最终使机房的PUE值降到了1.6，为业主每个月节省了将近1/3的电费（原来机房的PUE值在2.5左右）。同时，由于优化了整个气流环境，使得精密空调的工作温度提高了4～5度，而且精密空调的工作时间比改造前减少了很多，这些都直接延长了精密空调的使用寿命，对业主来说还有节省长期投资的好处。

当然，本机房是在原来基础上进行改造的，也存在一定的不足，如果是新建机房，并且在业主方投资允许的情况下，我们可以通过增高地板高度、采用水冷式精密空调（结合自然冷却）、智能灯光控制、设置机房微系统监控等进一步提高机房的环保节能效果。以上为某机房的实例改造，有不足之处，请批评指正。