微模块数据中心应用技术探讨

  (2)机房级

  在一个数据中心建筑单体内,将供电、供冷和公共区域等前级配套基础设施进行整体规划建设,后级的数据中心机房划分为数个模块化机房,根据不同的需求和进度灵活分批、分期建设。

  (3)设备级

  目前设备级数据中心的一个典型案例就是集装箱数据中心,在集装箱框架内集成IT机柜、UPS、空调和消防等所有机房设备。集装箱数据中心对空间场地要求较低,只需将管道、管线敷设到位即可,可以实现快速部署同时降低建造成本。国外有不少应用案例,主要应用于大空间的单层仓储式建筑。国内由于大多是楼宇式建筑,吊装上楼是一大难题,因此应用得较少。

  目前,室内微模块成为国内弹性数据中心探索的主要方向。

  电气应用:请您详细介绍一下微模块数据中心的具体情况。

  宋蒙:微模块(Micro Module)是指以若干IT机柜、电源单元和空调末端单元等功能机柜为基本单位,包含网络、布线、监控和消防等功能在内的独立的运行单元。该模块内全部组件可在工厂预制,可灵活拆卸、搬运,现场快速组装后投入使用。微模块可作为一个独立的小型数据中心快速部署投入使用,实现与机房环境部分解耦。

  随着技术的发展,尤其是机房精密空调和UPS技术的发展,数据中心的关键设备开始走向模块化和小型化,完全可集成到机柜中,从而在技术上为实现真正的完全独立的模块化数据中心提供了可能。所以,真正的模块化数据中心,制冷、供电及管理系统都应实现区域化、模块化,互补干扰,可独立运行。微模块数据中心的组成部分包括:精密空调、电池单元、整流单元、配电单元、管控单元、水分配单元和电池单元。

  柴油发电机、变配电柜、冷却水塔和冷冻水主机等一些基础配套设施通过供电电缆、冷冻水管和光纤以标准接口与微模块数据中心对接,从而构成完整的数据中心集成。

  传统机柜模式的瓶颈如下:

  1)硬件设施功能不能充分利用。业务部署按机房或机楼规模进行,采用通用型服务器、机柜、电源和空调设备。

  2)工程进度不能满足业务部署要求。电源、空调、机架和布线现场交叉施工,进度受限。

  3)高集成度的IT设备散热困难。用架空地板下送风制冷方式只适合低功率密度(5 kW/架以下)机房。

  4)机房运行能效提高受技术约束。送风距离长,易出现送回风涡旋,冷量输送途中损失大。

  微模块模式能提供的解决方案包括:

  1)定制硬件设施,提高性价比。网络架构模块化,根据特定的业务部署定制服务器、微模块及其基础设施。

  2)工厂预制,现场组装,快速部署。组件标准化、产品化,质量可控度高,工程界面清晰。

  3)改变制冷方式。机架列间制冷,满足中高功率密度机房要求(5~12 kW/架)。

  4)近距离制冷,通道封闭。能量就近转移,冷热隔离,机房总能耗降低10%。

  微模块可以根据IT机柜需求、机房面积和功率密度等多方面因素,灵活地将各种单元组件有机的组装在一起,实现一个标准的、平衡的微模块组成设计,并可以根据具体的项目情况进行定制,非常灵活。

  (1)冷池与行间制冷

  微模块由两列设备单元面对面组成,加上通道封闭组件、天窗、侧门等自身就实现了冷、热通道隔离。

  列间送风距离短、制冷系统控制策略精度高,也可以实现按需弹性制冷,同时这种方式支持高密度负荷。

  (2)自带不间断电源系统

  微模块内部集成了UPS或者240 V直流以及蓄电池不间断电源系统。不同的微模块可以由不同的电源系统供电,实现了同一房间内多种电源形式混用

  (3)便于拆卸和组装

  微模块由工厂预制、具备工业化和标准化的特点,能够方便地拆卸、组装。工程施工时间短,施工现场便于管理。

  微模块模式与传统方案在布局方面相比,能够大大节省面积,简化平面布局难度。

  以建设一个144个6~8 kW标准业务机柜的项目为例,传统机房布局需三个功能分区组成实现,共需730 m2,平均单机柜的占地面积需要5 m2。微模块的布局只需要一个功能区,净面积需520 m2,平均单机柜的占地面积为3.6 m2。

  电气应用:模块化数据中心在行业中实际应用的情况是怎样的?