日期：2019-07-26 點擊: 關鍵詞：模塊化機房是什么？如何布置？炫億時代告訴您
柜式機房是順應IT行業(yè)發(fā)展趨勢和潮流，設計、生產的新一代適合需求變化的IT設備物理基礎設施，在IT 應用整合趨勢背景下，出現(xiàn)了兩類融合機房各系統(tǒng)技術潮流新推出的創(chuàng)新型中小型模塊化機房產品，即一體化機柜和模塊化機房。
其產品整合了配電、防雷、UPS、蓄電池、空調、門禁、PDU、環(huán)境監(jiān)測、消防氣流組織、線纜管理等多功能模塊。為服務器等IT 核心設備營造一個可靠的運行環(huán)境，并可根據(jù)用戶業(yè)務拓展需求,實現(xiàn)系統(tǒng)的彈性部署。所有部件工廠預制、預裝、預調試、現(xiàn)場安裝簡單易行，一天內可實現(xiàn)快速部署。自帶遠程web界面監(jiān)控功能，可實現(xiàn)單個網點遠程運維。機柜配置多樣化，適用于金融、政府、教育、醫(yī)療、公安、中小企業(yè)等機房需求。
一體化機柜
一體化系列產品對比于傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心方案，是一套完整的數(shù)據(jù)中心解決方案，集機柜、配電、制冷、監(jiān)控、綜合布線、消防等系統(tǒng)于一體，實現(xiàn)了供電、制冷和管理組件的無縫集成。使模塊化數(shù)據(jù)中心實現(xiàn)智能、高效的運行，讓客戶花費最少的投資，獲得更多的收益，從而降低運營費用。除了本身融合各種系統(tǒng)為一體外，在對設備的保護上，還可從以下兩方面考慮加以考慮：
第一是高溫自動彈開門裝置。可設定自定彈開系統(tǒng)溫度，在極端情況下，如柜內空調損壞，柜內溫度超過設定溫度時，自動彈開機柜前后門，從而為保護設備，更換空調爭取到寶貴的時間。
第二則是柜頂?shù)淖詣訙缁鹧b置，內裝有專門提供為IT設備滅火的七氟丙烷，在火災發(fā)生的一瞬間，就會在柜內均勻噴灑七氟丙烷，以達到滅火的目的。
一體化機柜的配置
一體化系列模塊化機柜產品一般常規(guī)有單柜，雙柜，三柜共3種基本配置可選，其容量有3KW，6KW，10KW，20KW四種組合配置，基本可以滿足各種分支機構的機房基礎設備需求，其精密空調的安裝方式主要以模塊化為主。當然也可以使用行間精密空調的冷卻形式，機柜的數(shù)量也可根據(jù)需求增加并柜數(shù)量，但通常不會超過8臺；
模塊化數(shù)據(jù)機房
模塊化數(shù)據(jù)機房則是為了應對云計算、云邊緣計算、虛擬化、集中化、高密化等服務器的變化，為了提高數(shù)據(jù)中心的運營效率，降低能耗，實現(xiàn)快速擴容且互不影響而推出的快速預裝式模塊化數(shù)據(jù)中心。
模塊化數(shù)據(jù)機房具有多個具有獨立功能、統(tǒng)一輸入輸出接口的微模塊、不同區(qū)域的微模塊可以備份，通過相關微模塊排列組合形成一個完整的數(shù)據(jù)中心。與一體化機柜系統(tǒng)不同的是，模塊化數(shù)據(jù)中心是將單體模塊化的UPS、配電模塊、精密空調放置在了一起，使其成為一個整體。配電模塊組合成為PDF(配電列頭柜),機架式空調也改成了列間空調。使其成為一個整體的存在。所以模塊化數(shù)據(jù)中心是一個整合的、標準的、最優(yōu)的、智能的、具備很高適應性的基礎設施環(huán)境和高可用計算環(huán)境。
模塊化數(shù)據(jù)中心單個模塊一般可支持8—32個機柜的部署，支持單機柜功率密度為3kW～20kW。可提供獨立的工作空間和維護空間，可解決機房局部的熱點問題，實現(xiàn)機房的節(jié)能改造。同時，單個模塊化數(shù)據(jù)中心還可以組合堆疊，組成大型的數(shù)據(jù)中心機房。從下圖中我們也可以看出模塊化數(shù)據(jù)機房的一系列優(yōu)勢。
模塊化數(shù)據(jù)中心內含有許多系統(tǒng)，下面小編就供配電系統(tǒng)、智能管理系統(tǒng)，能源管理系統(tǒng)給大家一一道來。
供配電系統(tǒng)
機房的配電系統(tǒng)成為模塊化數(shù)據(jù)中心一個關注點，微模塊內部集成了UPS或者240 V直流以及蓄電池不間斷電源系統(tǒng)。不同的微模塊可以由不同的電源系統(tǒng)供電，實現(xiàn)了同一房間內多種電源形式混用 。最開始，UPS僅被視為一種備用電源。后來，由于電壓浪涌、電壓尖峰、電壓瞬變、電壓跌落、持續(xù)過壓或者欠壓甚至電壓中斷等電網質量問題，使計算機等設備的電子系統(tǒng)受到干擾，造成敏感元件受損、信息丟失、磁盤程序被沖掉等嚴重后果，引起巨大的經濟損失。因此，UPS日益受到重視，并逐漸發(fā)展成一種具備穩(wěn)壓、穩(wěn)頻、濾波、抗電磁和射頻干擾、防電壓浪涌等功能的電力保護系統(tǒng)機柜配電設備。如今，UPS供配電系統(tǒng)的標準化、模塊化開始被大量采用，降低了MTTR(平均修復時間)、提高了可用性、擴展性、設備安裝的施工質量，并降低了生產和銷售成本。
根據(jù)電路結構的不同，按照國際電工委員會標準IEC62040-3:19991，UPS分為三種類型，即：后備式（Off-line）、互動式（Line-interactive）、雙變換式（Double-conversion）
我們以最常用的雙變換式為例，向大家進行講解其中的組成部分，下圖為雙變換式UPS組成的圖例
UPS組成部分
整流器功能：
①完成交流轉換為直流的電路（AC/DC）；
②實現(xiàn)功率因數(shù)校正（PFC）及升壓功能；
③降低對電網的污染；
逆變模塊功能：
①完成直流轉換為交流的電路；
②轉換電池中直流的能量；
③通過開關管的高速動作，輸出純凈的交流；
旁路模塊功能：
①內部旁路（Bypass）當UPS主變換器出現(xiàn)故障或異常時，自動轉內部旁路供電；
②維護旁路（維護旁路）為了維護期間安全和保持負載電力連續(xù)性而用來允許隔UPS。
充電器功能：
①在交流輸入正常的情況下，為電池提供充電能量；
UPS系統(tǒng)配置
其對應的共有5種工作模式，分別為市電逆變模式、 電池模式、旁路模式、ECO（Economy Control Operation）模式、維護模式，在此處就不多做解釋。
另外UPS的系統(tǒng)配置也可分為三種：N系統(tǒng)、并聯(lián)冗余N+1系統(tǒng)、雙總線系統(tǒng)
（N系統(tǒng)結構圖）
優(yōu)點：
1、設計概念簡單，硬件配置成本低廉；
2、UPS 工作在設計滿負荷條件下，效率最高；
3、具備高于市電的可用性；
4、可進行并機擴展增容（并聯(lián)多個額定值相同的 UPS 模塊）；
缺點：
1、可用性有限，UPS 模塊出現(xiàn)故障，負載轉到旁路供電，處于無保護電源
2、在 UPS、電池或下游設備維護期間，負載處于無保護電源下；
3、缺乏冗余，限制了在UPS發(fā)生故障時對負載的保護能力；
4、存在多個單故障點，這意味著系統(tǒng)的可靠性由其最薄弱的環(huán)節(jié)決定。
（并聯(lián)冗余N+1系統(tǒng)結構圖）
優(yōu)點：
1、可用性要高于N配置；
2、可根據(jù)電力需求的增長進行擴展。在同一裝置中可以同時配置多個單元模塊；
3、硬件的布置不僅設計概念簡單，而且成本低廉；
缺點：
1、兩個（或N+1個）模塊必須采用相同的設計、相同的制造商、相同的額定值以及相同的技術與配置；
2、UPS 系統(tǒng)的上游與下游仍存在單故障點；
3、在UPS、電池或下游設備維護期間，負載處于無保護電源下；
4、由于各個UPS設備的利用率均低于額定用量，因此運營效率較低；
5、所并各臺需要一個邏輯控制總線，以保證各臺同幅、同頻、統(tǒng)相，并完成冗余并機功能，因而存在單路徑故障點；
5、并機臺數(shù)增多時，需要外部靜態(tài)開關和并機控制柜；
6、系統(tǒng)仍需要一個公共的外部維修旁路
（雙總線系統(tǒng)系統(tǒng)結構圖）
優(yōu)點：
1、兩條獨立的供電線路，無單路徑故障點，容錯性極強；
2、該配置為從電力入口到關鍵負載的所有線路提供了完方位的冗余；
3、不存在兩個總線中的UPS同頻、同相和均分負載問題，也沒有環(huán)流問題，兩個UPS 完全獨立運行，相互隔離，可靠性大幅度提高；
4、無需將負載轉換到旁路模式，即可對UPS、開關裝置和其他配電設備進行維護；
缺點：
1、冗余組件數(shù)量多，成本高；
2、由于未達到滿負荷工作狀態(tài)，供電設備容量利用率低，工作效率低；
3、一般的建筑物不太適合可用性極高的雙總線系統(tǒng)，
4、因為這種系統(tǒng)需要對冗余組件進行分開放置
智能監(jiān)控系統(tǒng)
智能監(jiān)控系統(tǒng)具有集中管理功能，同時支持對監(jiān)控系統(tǒng)的遠程管理與維護，遠程操作界面與本地操作界面保持一致。監(jiān)控系統(tǒng)主要針對模塊化數(shù)據(jù)中心基礎設施層各組成系統(tǒng)，如配電、制冷、安防及環(huán)境等系統(tǒng)，系統(tǒng)內各組成設備或部件的運行狀態(tài)進行實時監(jiān)控。監(jiān)控系統(tǒng)采用分層式架構，主要分為數(shù)據(jù)采集層、數(shù)據(jù)運算及信息處理層、智能管理平臺層。監(jiān)控系統(tǒng)通過對模塊化數(shù)據(jù)中心基礎設施層內的各設備、部件、環(huán)境運行參數(shù)及相關信息的實時采集分析、運算與處理，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)機房運維及業(yè)務等全方位的智能化管理，以充分實現(xiàn)模塊化數(shù)據(jù)中心的可用性、開放性與可擴展性，并確保數(shù)據(jù)中心的安全性。模塊化數(shù)據(jù)中心的監(jiān)控量做為集中監(jiān)控系統(tǒng)中的一個組成部分，通過交換機，將信號統(tǒng)一上傳至中心機房的服務器上。模塊化數(shù)據(jù)中心的監(jiān)控架構如圖所示。
能源管理系統(tǒng)
能源管理包括電源系統(tǒng)監(jiān)控和機房能效管理。是通過下列方式進行對能源的管理。
1、電源系統(tǒng)監(jiān)控：系統(tǒng)通過PDF列頭配電柜（PDF）將所有配電模塊集中放置在列頭柜、ATS（自動轉換開關）是市電與油機電切換、雙路由電源切換必不可少的設備、UPS不間斷電源（UPS）當停電時能夠緊急取代市電，供應電力給設備及蓄電池上的智能儀表標配的RS485（或FE）接口，對機房供電系統(tǒng)各類電參數(shù)信息進行采集、分析，并通過人機交互界面進行實時顯示。電源系統(tǒng)監(jiān)控架構如圖所示。
2、機房能效管理：能效（PUE）管理是通過對機房總用電情況及機房IT設備用電量進行實時監(jiān)測，以清晰反映出機房整體及機房IT設備電量消耗分布情況。并通過這些數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，計算出機房PUE值。傳統(tǒng)數(shù)據(jù)機房的PUE值都高達2，而模塊化數(shù)據(jù)機房可將數(shù)值降至1.5以下。
國家工信部、國家機關事務管理局、國家能源局在2019年2月份聯(lián)合發(fā)布的《關于加強綠色數(shù)據(jù)中心建設的指導意見》中明確指出，新建的數(shù)據(jù)中心機房的PUE值應當在1.4以下， 模塊化機房是傳統(tǒng)機房的一大進步，模塊化數(shù)據(jù)中心將極大滿足傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心機房的局部高密部署和中小型機房的快速建設，其具有快速部署、安全可靠、靈活擴展和綠色節(jié)能等特點，已在數(shù)據(jù)中心的建設中發(fā)揮越來越大的作用。
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