小型数据机房的建设方案

刘智奋 韩建芳 赵子奇

广州杰赛科技股份有限公司



小型数据机房的建设方案

刘智奋 韩建芳 赵子奇

广州杰赛科技股份有限公司

摘 要：IDC机房建设是通信行业一个新的业务增长点，如何建设一个高效节能的IDC机房是目前研究的热点，本文从通信基础设施和机房需求的进行分析，并通过案例对小型数据机房的建设方案进行探讨。

关键词：IDC；微模块；PUE

一、前言

IDC（Internet Data Center），直译为互联网数据中心，是指一种基于INTERNET网络，为集中式安置收集、存储、处理和发送等功能数据的设备，并提供运行维护的设施以及相关的服务体系。机房的拥有者建立标准化的电信专业级机房环境，为企业、政府单位等提供服务器托管、租用以及网络运行维护等方面的全方位服务。专属数据中心的建设，和其他电子信息机房以及通信楼宇的建设存在很多的差异。

现在大部分新建数据机房采用微模块的建设方式，通过在设备列冷通道的两端加装前后门和顶盖板进行封闭，形成一个独立和封闭的空间，减少冷空气的消耗，通过在微模块内加装视频监控以及开关门加装安防门禁等手段提高微模块的安全等级。

二、传统机房微模块建设方案

通信机房指标表

根据中国移动公司《通信机房配套标准化建设指导意见》，根据机房的类型，将机房分为交换机房、数据机房、传输机房、支撑机房及其混合综合机房，其单位面积功耗、单机柜功耗等指标见下表。机架列间距与机房类型、机架类型、空调送风方式等因素有关，具体布置要求见通信机房指标表：

1000个机柜以上大型的数据中心需要投资一般都要超过投资1亿人民币以上，所以很多时候建设方都是利旧原有空间进行改造。按照消防规范要求，单个气体消防分区的面积不宜超过800平米，现在以800平米的机房的为例，对机房的建设方案进行分析。

1.机房布局和空调

目比较主流的微模块建设方式是比较接近传统的建设方式，通信电源和通信空调和综合机柜分开建设，微模块内只有列头柜和综合机柜。在这种建设模式中，机房要划分为动力配套机房和设备机房，按通信指标计算，我们统一按4KW的中密度机柜来进行计算，则机房属于二类机房，4KW的中密度机房对应的电力电池室面积宜为二者机房面积之和的35%～45%，那么总面积800平米的机房要分开一个320平米的电力电池室和一个480平米的设备机房。800平米的设备机房，按0.6 kW/m²的单位面积功耗计算总功耗为480KW，除以单机柜2.5kW的实际功耗，可以算出该数据机房能配置160个左右的设备机柜，而在实际工程中可能因为机房的长宽和柱为会略有减少。但这种建设方式要求要有能满足载荷要求的专门电力电池室，因为电池比设备的重量大很多，所以电力电池室的楼板载荷要求为16KN/m²，而普通的通信机房只要求10KN/ m²。目前大部分大型数据中心都是采用这种建设方式，主要原因是根据所使用的空调类型决定，能效比最高达的是使用中央水冷空调，能达到4.5以上，而普通的下送风专业空调的能效比只能做到3。

2.机房通信电源

目前国内大部分数据中心的供电系统还是交流UPS系统，IDC数据机房以服务器交换机等网络设备占绝大多数，其用电类型基本为交流220v，因此通常配置UPS来提供不间断电源。随着行业发展及技术进步，慢慢出现了高压直流系统（DC240V），240V高压直流系统相对于传统的UPS系统更加节能、效率更高，但是相对价格也较高，而且部分厂家的设备对240V高压直流设备也存在着适应性的问题，当电源系统处于均充状态的时候，由于电压超过了设备临界值，部分进口厂家的设备经常会出现自动停机或者停机后无法自动重启等问题。由于出现类似的各种问题，高压直流电源系统在国内使用率不太高。

部分电源厂家针对这种情况，开发出模块化UPS系统，模块化UPS的备份可以通过电源模块备份来解决，不用像传统UPS那样做1+1或者2+1备份。既有高压直流系统灵活高效安全的特点，也能符合传统数据设备的用电要求。模块UPS的和传统的UPS相比，主要优点在于模块化设计：每个标准的UPS单元包含UPS模块、充电模块、通讯模块、防雷模块、LCD及独立的旁路模块。每个标准的UPS单元就是一个完整的UPS供电系统。每个模块都支持热插拨，确保在更换模块时，也能为负载提供稳定的不间断电源。模块配置满足“N+X” 冗余的要求，所有模块相互支持，均流并联。根据用户需求进行最优化的配制，为负载提供高可靠性的电源保护。

三、全集成微模块机房建设

还有比较新型的微模块机房建设方式，就是将通信电源和通信空调全部整合到微模块内，微模块内配置一个电源柜和电池柜，每列设备内再根据热量计算配置2到3台列间空调，有的还可以根据客户需求将消防气体也集成到微模块中建设。这种建设方式由于空调送风从下送风改为横向送风，不需要架空静电地板作为静压箱，可以降低对静电地板的高度要求甚至不用做架空地板（不做架空静电地板则需要做防静电地板瓷砖），比较适宜楼层高度不足的楼层改建为数据机房。

由于电源和电池也整合到微模块里面，不需要分开建设电力电池室和空调间，减少了机房隔墙，设备布设也比较灵活，机房的有效使用率会较高，800平米的机房空间实际可安置200个设备机柜以上。由于每个微模块都可以说是一个独立的机房，而且一个机房内可以存在不同类型的数据机房，可以将3KW的低密度机柜、5KW的中密度机柜和7KW以上的高密度机柜都放在同一个机房内，每个微模块根据自己的需求配置容量不同的通信电源和通信空调。同时由于每个微模块也是一个独立的封闭空间，方便出租，不同的客户可以同时共享同一个机房安置自己的微模块，只需要设置自己所属微模块的出入权限，就能满足客户使用的保密要求。而且即使不同客户要求不同的安全等级，也可以轻易在同一个机房实现。

由于是个性化定制，而且在每个模块里都要按要求对通信电源和通信空调的建设进行备份，冗余量增加，所以建设成本相对于第一种建设方式也更高。同时由于微模块内整合了电源和电池，使得整个微模块的重量增加，对机房的承重要求比普通的机房更高，一般都要求机房在核算后进行加固处理才能安装配置有全集成型的微模块机房。

参考文献：

［1］ DOUGLAS ALGER 大数据云计算时代数据中心经典案例赏析 ［R］.北京：人民邮电出版社.2014

［2］ 中国互联网数据中.2013-2018年中国互联网数据中心（IDC）IT行业市场分析与投资战略研究报告.百度文库.2014