探究通信互联网数据中心(IDC) 机房设计及供电方案

许达邦

摘要：随着越来越多的企业将建设自身电子商务网站以及相关网络应用软件的需求，各运营商开始承担这些企业的数据中心建设，而这样的互联网数据中心也逐渐演生出并已经成为IT行业的一个重要分支。本文作者结合多年工作经验，对已建、在建的工程进行比较及分析，提出一些看法，供设计中参考。

关键词：通信互联网；机房设计；方案

中图分类号： S611 文献标识码： A

1、IDC简介

IDC（Internet Data Center）即互联网数据中心，是安装、运行和维护数据设备如电子计算机、存储、网络设备的建筑场所，包括数据机房、配套机房、网络接入间、测试区、监控中心、备件库、打印室等功能区间。IDC 为互联网内

容提供商（ICP）、企业、媒体和各类网站提供大规模、高质量、安全可靠的专业化服务器托管、空间租用、网络批发带宽以及ASP、EC 等业务。通过使用IDC 服务器托管业务，企业或政府单位无需再建立自己的专门机房、铺设昂贵的通信线路，也无需高薪聘请网络工程师，即可解决自己使用互联网的许多专业需求。因此，IDC 是伴随着科学与技术的不断进步、互联网不断发展的需求而迅速发展

起来的，成为了新世纪中国互联网产业中不可或缺的重要一环。

2、IDC机房设计的要点

以下是IDC设计的主要要点：

（1）在对IDC进行设计的同时，要保障各个系统的完整和统一，规范其配置，那么其设计重点为供模式的计算、对用电容量的统计、对变压器进行优化和

设计、对UPS进行合理配置、根据冷量需求及气流确切选择空调设备、规划安装细则、计算空调新风等要素；

（2）如果设备在运行过程中较为可靠，那么在对其进行设计的同时，要保证其正常运行，例如每年都会对相应的设备采取定期维护、检修，因此在维护、检修的同时，该系统必须持续运作；

（3）鉴于南方、北方的气候条件有所差异，那么当夏季到来时，必须确保机房空调的最小风量，而冬季到来时，还必须顾及到空间问题，做好机房的通气和清洁，该要点中，确保机房的清洁和最大新风也是亟待解决的问题。

例如某IDC在建成之后，每一楼层中的IDC机房的制冷装置均正常运行。但是也面临了一系列问题，例如在建设过程中，没有考虑到谐波对设备的影响，从而导致变压器的负载不足，铁磁损耗过高；在对机架排列的同时，空调方位与气流、风力的关系并未计算在内，而冷通道以及热通道的方位以及送风方式都没有达到相应的要求，那么空调的制冷效果依然不明显，为了解决这个问题，在建设的后期，必须将空调设备容量进行扩充，但是依然不能从根本上解决问题。

3、中小型IDC机房供电方案

中小型IDC 机房因其服务节点数量少，单个机房面积比较小，可以采用传统的供电方案。其供电系统包括：高压供电系统、低压供电系统、UPS 不间断电源系统、应急柴油发电机系统。分析如下。

3.1 高压供电系统

高压供电方案按照较高级别IDC 机房供电要求配置。按照《电子信息系统机房设计规范》GB50174-2008 和《数据中心电信基础设施标准》ANSI/TIA-942-2005 的规定，A 级（T4 级）机房由来自不同变电站的2 个电源供电，1 用1 备或2 用互备，每个电源均能满足整个建筑以及IDC 机房全部重

要负荷的用电要求，2 个电源不应同时受到损坏。采用单母线分段接线方式，平时两段母线分别带一部分负荷。IDC 机房采用专用变压器。如图1

图1 中小型IDC机房高压供电系统示意

3.2 低压供电系统

对于中小型IDC 机房，依据各机房分级，其供电要求不变，因为每个机房用电量相对比较小，因此，可以采用共用变压器或专用变压器集中放置在变电站，配套UPS 不间断电源进入各机房楼层的做法。如果机房数量较多且机房面积相同，也可视情况设置机房电源模块。

(1) C 级（T1 级、T2 级）机房低压供电系统从变压器低压母线引一路电源经UPS 不间断电源为机房IT 设备供电。C 级、T1 级机房变压器和UPS 容量满足基本要求，不需冗余，但要考虑扩展的可能；T2 级机房UPS 为N+1 冗余。

详见图2

图2 C级（T1、T2级）机房低压供电系统示意

(2)B 级（T2、T3 级）机房低压供电系统

分别从两台变压器低压母线各引一路电源经UPS 不间断电源为机房IT 设备供电。变压器容量满足2 个机房IT 设备用电基本要求，每组UPS 不间断电源采用N+1 冗余，单个机房可按照A 级机房设计理念进行低压供电系统设计。

（3）A 级（T4 级）机房低压供电系统

采用双电源配置，分别从两台变压器低压母线各引两路电源经UPS 不间断电源为机房IT 设备供电。变压器和UPS不间断电源容量满足机房IT 设备用电基本要求，每组UPS 不间断电源采用N 或N+1 冗余。

4、IDC 机房节能技术

4.1合理的机柜散热方式及机房布局

散热设备和发热设备在IDC 机房内不是相对应的，机房内的气流把热带走，“热岛现象”会因为不合适的机柜散热方式及机房布局而产生，这会对机房的安全造成影响，而且机房的制冷效果也会降低，导致整个机房的耗能增加。结合空调系统合理布局机房，尽量均衡分布发热量大的设备，在空调出风口处放置发热量大的设备。

4.2选用合适的供电设备及供电方案

通常冗余供电系统被应用于IDC 机房中，因为一些损耗存在于供电系统中，所以冗余供电系统从经济上考虑是在浪费能源。为了使供电系统的耗能降低，根据客户的等级及设备的等级有效合理的区分IDC 机房内的供电设备，并且制定相应的供电方案。在我国近几年用以替代传统的UPS 系统的是240 伏高压直流系统，它的总效率提高了10%-20%，节能效果在电源系统负荷较低的时候会更加明显。

4.3采用低耗能的设备

发展迅速的现代科学技术，越来越高的设备集成度，与前几年相比单位设备的容量及性能均翻了两番。原有的低容量高能耗设备在选择设备时被高容量低能耗的设备替代，在IDC 机房耗能中设备用电所占的比重比较大。按需扩容、按需购置并结合数据中心等级标准，应用高扩展性高性能低能耗的设备，使机房耗

能在一定程度上降低。

5、结语

随着计算机技术的迅猛发展，人们的生活越来越离不开互联网，要保证生产生活有序开展，我们必须保证IDC的发展。然而其发展离不开各种能源的损耗，损耗的这部分能源以热能的形式直接流失，与目前实现可持续发展的浪潮有所矛盾，这就需要我们为之进行一定的探索。