日期：2019-07-26 點(diǎn)擊: 關(guān)鍵詞：模塊化機(jī)房是什么？如何布置？炫億時(shí)代告訴您
柜式機(jī)房是順應(yīng)IT行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)和潮流，設(shè)計(jì)、生產(chǎn)的新一代適合需求變化的IT設(shè)備物理基礎(chǔ)設(shè)施，在IT 應(yīng)用整合趨勢(shì)背景下，出現(xiàn)了兩類融合機(jī)房各系統(tǒng)技術(shù)潮流新推出的創(chuàng)新型中小型模塊化機(jī)房產(chǎn)品，即一體化機(jī)柜和模塊化機(jī)房。
其產(chǎn)品整合了配電、防雷、UPS、蓄電池、空調(diào)、門禁、PDU、環(huán)境監(jiān)測(cè)、消防氣流組織、線纜管理等多功能模塊。為服務(wù)器等IT 核心設(shè)備營(yíng)造一個(gè)可靠的運(yùn)行環(huán)境，并可根據(jù)用戶業(yè)務(wù)拓展需求,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的彈性部署。所有部件工廠預(yù)制、預(yù)裝、預(yù)調(diào)試、現(xiàn)場(chǎng)安裝簡(jiǎn)單易行，一天內(nèi)可實(shí)現(xiàn)快速部署。自帶遠(yuǎn)程web界面監(jiān)控功能，可實(shí)現(xiàn)單個(gè)網(wǎng)點(diǎn)遠(yuǎn)程運(yùn)維。機(jī)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(jī)房需求。
一體化機(jī)柜
一體化系列產(chǎn)品對(duì)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(jī)柜、配電、制冷、監(jiān)控、綜合布線、消防等系統(tǒng)于一體，實(shí)現(xiàn)了供電、制冷和管理組件的無(wú)縫集成。使模塊化數(shù)據(jù)中心實(shí)現(xiàn)智能、高效的運(yùn)行，讓客戶花費(fèi)最少的投資，獲得更多的收益，從而降低運(yùn)營(yíng)費(fèi)用。除了本身融合各種系統(tǒng)為一體外，在對(duì)設(shè)備的保護(hù)上，還可從以下兩方面考慮加以考慮：
第一是高溫自動(dòng)彈開(kāi)門裝置。可設(shè)定自定彈開(kāi)系統(tǒng)溫度，在極端情況下，如柜內(nèi)空調(diào)損壞，柜內(nèi)溫度超過(guò)設(shè)定溫度時(shí)，自動(dòng)彈開(kāi)機(jī)柜前后門，從而為保護(hù)設(shè)備，更換空調(diào)爭(zhēng)取到寶貴的時(shí)間。
第二則是柜頂?shù)淖詣?dòng)滅火裝置，內(nèi)裝有專門提供為IT設(shè)備滅火的七氟丙烷，在火災(zāi)發(fā)生的一瞬間，就會(huì)在柜內(nèi)均勻噴灑七氟丙烷，以達(dá)到滅火的目的。
一體化機(jī)柜的配置
一體化系列模塊化機(jī)柜產(chǎn)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(jī)構(gòu)的機(jī)房基礎(chǔ)設(shè)備需求，其精密空調(diào)的安裝方式主要以模塊化為主。當(dāng)然也可以使用行間精密空調(diào)的冷卻形式，機(jī)柜的數(shù)量也可根據(jù)需求增加并柜數(shù)量，但通常不會(huì)超過(guò)8臺(tái)；
模塊化數(shù)據(jù)機(jī)房
模塊化數(shù)據(jù)機(jī)房則是為了應(yīng)對(duì)云計(jì)算、云邊緣計(jì)算、虛擬化、集中化、高密化等服務(wù)器的變化，為了提高數(shù)據(jù)中心的運(yùn)營(yíng)效率，降低能耗，實(shí)現(xiàn)快速擴(kuò)容且互不影響而推出的快速預(yù)裝式模塊化數(shù)據(jù)中心。
模塊化數(shù)據(jù)機(jī)房具有多個(gè)具有獨(dú)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(guò)相關(guān)微模塊排列組合形成一個(gè)完整的數(shù)據(jù)中心。與一體化機(jī)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(diào)放置在了一起，使其成為一個(gè)整體。配電模塊組合成為PDF(配電列頭柜),機(jī)架式空調(diào)也改成了列間空調(diào)。使其成為一個(gè)整體的存在。所以模塊化數(shù)據(jù)中心是一個(gè)整合的、標(biāo)準(zhǔn)的、最優(yōu)的、智能的、具備很高適應(yīng)性的基礎(chǔ)設(shè)施環(huán)境和高可用計(jì)算環(huán)境。
模塊化數(shù)據(jù)中心單個(gè)模塊一般可支持8—32個(gè)機(jī)柜的部署，支持單機(jī)柜功率密度為3kW～20kW?？商峁┆?dú)立的工作空間和維護(hù)空間，可解決機(jī)房局部的熱點(diǎn)問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)機(jī)房的節(jié)能改造。同時(shí)，單個(gè)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(jī)房。從下圖中我們也可以看出模塊化數(shù)據(jù)機(jī)房的一系列優(yōu)勢(shì)。
模塊化數(shù)據(jù)中心內(nèi)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(lái)。
供配電系統(tǒng)
機(jī)房的配電系統(tǒng)成為模塊化數(shù)據(jù)中心一個(gè)關(guān)注點(diǎn)，微模塊內(nèi)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(shí)現(xiàn)了同一房間內(nèi)多種電源形式混用 。最開(kāi)始，UPS僅被視為一種備用電源。后來(lái)，由于電壓浪涌、電壓尖峰、電壓瞬變、電壓跌落、持續(xù)過(guò)壓或者欠壓甚至電壓中斷等電網(wǎng)質(zhì)量問(wèn)題，使計(jì)算機(jī)等設(shè)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(yán)重后果，引起巨大的經(jīng)濟(jì)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(hù)系統(tǒng)機(jī)柜配電設(shè)備。如今，UPS供配電系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化開(kāi)始被大量采用，降低了MTTR(平均修復(fù)時(shí)間)、提高了可用性、擴(kuò)展性、設(shè)備安裝的施工質(zhì)量，并降低了生產(chǎn)和銷售成本。
根據(jù)電路結(jié)構(gòu)的不同，按照國(guó)際電工委員會(huì)標(biāo)準(zhǔn)IEC62040-3:19991，UPS分為三種類型，即：后備式（Off-line）、互動(dòng)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(jìn)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(zhuǎn)換為直流的電路（AC/DC）；
②實(shí)現(xiàn)功率因數(shù)校正（PFC）及升壓功能；
③降低對(duì)電網(wǎng)的污染；
逆變模塊功能：
①完成直流轉(zhuǎn)換為交流的電路；
②轉(zhuǎn)換電池中直流的能量；
③通過(guò)開(kāi)關(guān)管的高速動(dòng)作，輸出純凈的交流；
旁路模塊功能：
①內(nèi)部旁路（Bypass）當(dāng)UPS主變換器出現(xiàn)故障或異常時(shí)，自動(dòng)轉(zhuǎn)內(nèi)部旁路供電；
②維護(hù)旁路（維護(hù)旁路）為了維護(hù)期間安全和保持負(fù)載電力連續(xù)性而用來(lái)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(duì)應(yīng)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(hù)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(jié)構(gòu)圖）
優(yōu)點(diǎn)：
1、設(shè)計(jì)概念簡(jiǎn)單，硬件配置成本低廉；
2、UPS 工作在設(shè)計(jì)滿負(fù)荷條件下，效率最高；
3、具備高于市電的可用性；
4、可進(jìn)行并機(jī)擴(kuò)展增容（并聯(lián)多個(gè)額定值相同的 UPS 模塊）；
缺點(diǎn)：
1、可用性有限，UPS 模塊出現(xiàn)故障，負(fù)載轉(zhuǎn)到旁路供電，處于無(wú)保護(hù)電源
2、在 UPS、電池或下游設(shè)備維護(hù)期間，負(fù)載處于無(wú)保護(hù)電源下；
3、缺乏冗余，限制了在UPS發(fā)生故障時(shí)對(duì)負(fù)載的保護(hù)能力；
4、存在多個(gè)單故障點(diǎn)，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(jié)構(gòu)圖）
優(yōu)點(diǎn)：
1、可用性要高于N配置；
2、可根據(jù)電力需求的增長(zhǎng)進(jìn)行擴(kuò)展。在同一裝置中可以同時(shí)配置多個(gè)單元模塊；
3、硬件的布置不僅設(shè)計(jì)概念簡(jiǎn)單，而且成本低廉；
缺點(diǎn)：
1、兩個(gè)（或N+1個(gè)）模塊必須采用相同的設(shè)計(jì)、相同的制造商、相同的額定值以及相同的技術(shù)與配置；
2、UPS 系統(tǒng)的上游與下游仍存在單故障點(diǎn)；
3、在UPS、電池或下游設(shè)備維護(hù)期間，負(fù)載處于無(wú)保護(hù)電源下；
4、由于各個(gè)UPS設(shè)備的利用率均低于額定用量，因此運(yùn)營(yíng)效率較低；
5、所并各臺(tái)需要一個(gè)邏輯控制總線，以保證各臺(tái)同幅、同頻、統(tǒng)相，并完成冗余并機(jī)功能，因而存在單路徑故障點(diǎn)；
5、并機(jī)臺(tái)數(shù)增多時(shí)，需要外部靜態(tài)開(kāi)關(guān)和并機(jī)控制柜；
6、系統(tǒng)仍需要一個(gè)公共的外部維修旁路
（雙總線系統(tǒng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖）
優(yōu)點(diǎn)：
1、兩條獨(dú)立的供電線路，無(wú)單路徑故障點(diǎn)，容錯(cuò)性極強(qiáng)；
2、該配置為從電力入口到關(guān)鍵負(fù)載的所有線路提供了完方位的冗余；
3、不存在兩個(gè)總線中的UPS同頻、同相和均分負(fù)載問(wèn)題，也沒(méi)有環(huán)流問(wèn)題，兩個(gè)UPS 完全獨(dú)立運(yùn)行，相互隔離，可靠性大幅度提高；
4、無(wú)需將負(fù)載轉(zhuǎn)換到旁路模式，即可對(duì)UPS、開(kāi)關(guān)裝置和其他配電設(shè)備進(jìn)行維護(hù)；
缺點(diǎn)：
1、冗余組件數(shù)量多，成本高；
2、由于未達(dá)到滿負(fù)荷工作狀態(tài)，供電設(shè)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?yàn)檫@種系統(tǒng)需要對(duì)冗余組件進(jìn)行分開(kāi)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(shí)支持對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)的遠(yuǎn)程管理與維護(hù)，遠(yuǎn)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(duì)模塊化數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)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(nèi)各組成設(shè)備或部件的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。監(jiān)控系統(tǒng)采用分層式架構(gòu)，主要分為數(shù)據(jù)采集層、數(shù)據(jù)運(yùn)算及信息處理層、智能管理平臺(tái)層。監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)對(duì)模塊化數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施層內(nèi)的各設(shè)備、部件、環(huán)境運(yùn)行參數(shù)及相關(guān)信息的實(shí)時(shí)采集分析、運(yùn)算與處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)機(jī)房運(yùn)維及業(yè)務(wù)等全方位的智能化管理，以充分實(shí)現(xiàn)模塊化數(shù)據(jù)中心的可用性、開(kāi)放性與可擴(kuò)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(gè)組成部分，通過(guò)交換機(jī)，將信號(hào)統(tǒng)一上傳至中心機(jī)房的服務(wù)器上。模塊化數(shù)據(jù)中心的監(jiān)控架構(gòu)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(jī)房能效管理。是通過(guò)下列方式進(jìn)行對(duì)能源的管理。
1、電源系統(tǒng)監(jiān)控：系統(tǒng)通過(guò)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(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)）是市電與油機(jī)電切換、雙路由電源切換必不可少的設(shè)備、UPS不間斷電源（UPS）當(dāng)停電時(shí)能夠緊急取代市電，供應(yīng)電力給設(shè)備及蓄電池上的智能儀表標(biāo)配的RS485（或FE）接口，對(duì)機(jī)房供電系統(tǒng)各類電參數(shù)信息進(jìn)行采集、分析，并通過(guò)人機(jī)交互界面進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示。電源系統(tǒng)監(jiān)控架構(gòu)如圖所示。
2、機(jī)房能效管理：能效（PUE）管理是通過(guò)對(duì)機(jī)房總用電情況及機(jī)房IT設(shè)備用電量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，以清晰反映出機(jī)房整體及機(jī)房IT設(shè)備電量消耗分布情況。并通過(guò)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，計(jì)算出機(jī)房PUE值。傳統(tǒng)數(shù)據(jù)機(jī)房的PUE值都高達(dá)2，而模塊化數(shù)據(jù)機(jī)房可將數(shù)值降至1.5以下。
國(guó)家工信部、國(guó)家機(jī)關(guān)事務(wù)管理局、國(guó)家能源局在2019年2月份聯(lián)合發(fā)布的《關(guān)于加強(qiáng)綠色數(shù)據(jù)中心建設(shè)的指導(dǎo)意見(jiàn)》中明確指出，新建的數(shù)據(jù)中心機(jī)房的PUE值應(yīng)當(dāng)在1.4以下， 模塊化機(jī)房是傳統(tǒng)機(jī)房的一大進(jìn)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(jī)房的局部高密部署和中小型機(jī)房的快速建設(shè)，其具有快速部署、安全可靠、靈活擴(kuò)展和綠色節(jié)能等特點(diǎn)，已在數(shù)據(jù)中心的建設(shè)中發(fā)揮越來(lái)越大的作用。
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