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行業發展趨勢和潮流，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，出現了兩類融合機房各系統技術潮流新推出的創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、環境監測、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境，并可根據用戶業務拓展需求,實現系統的彈性部署。所有部件工廠預制、預裝、預調試、現場安裝簡單易行，一天內可實現快速部署。自帶遠程web界面監控功能，可實現單個網點遠程運維。機柜配置多樣化，適用于金融、政府、教育、醫療、公安、中小企業等機房需求。
一體化機柜
一體化系列產品對比于傳統的數據中心方案，是一套完整的數據中心解決方案，集機柜、配電、制冷、監控、綜合布線、消防等系統于一體，實現了供電、制冷和管理組件的無縫集成。使模塊化數據中心實現智能、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。
第二則是柜頂的自動滅火裝置，內裝有專門提供為IT設備滅火的七氟丙烷，在火災發生的一瞬間，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，機柜的數量也可根據需求增加并柜數量，但通常不會超過8臺；
模塊化數據機房
模塊化數據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，為了提高數據中心的運營效率，降低能耗，實現快速擴容且互不影響而推出的快速預裝式模塊化數據中心。
模塊化數據機房具有多個具有獨立功能、統一輸入輸出接口的微模塊、不同區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據中心。與一體化機柜系統不同的是，模塊化數據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。所以模塊化數據中心是一個整合的、標準的、最優的、智能的、具備很高適應性的基礎設施環境和高可用計算環境。
模塊化數據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，實現機房的節能改造。同時，單個模塊化數據中心還可以組合堆疊，組成大型的數據中心機房。從下圖中我們也可以看出模塊化數據機房的一系列優勢。
模塊化數據中心內含有許多系統，下面小編就供配電系統、智能管理系統，能源管理系統給大家一一道來。
供配電系統
機房的配電系統成為模塊化數據中心一個關注點，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。不同的微模塊可以由不同的電源系統供電，實現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，并逐漸發展成一種具備穩壓、穩頻、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機柜配電設備。如今，UPS供配電系統的標準化、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實現功率因數校正（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的系統配置也可分為三種：N系統、并聯冗余N+1系統、雙總線系統
（N系統結構圖）
優點：
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（并聯多個額定值相同的 UPS 模塊）；
缺點：
1、可用性有限，UPS 模塊出現故障，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，這意味著系統的可靠性由其最薄弱的環節決定。
（并聯冗余N+1系統結構圖）
優點：
1、可用性要高于N配置；
2、可根據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、并機臺數增多時，需要外部靜態開關和并機控制柜；
6、系統仍需要一個公共的外部維修旁路
（雙總線系統系統結構圖）
優點：
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、冗余組件數量多，成本高；
2、由于未達到滿負荷工作狀態，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，
4、因為這種系統需要對冗余組件進行分開放置
智能監控系統
智能監控系統具有集中管理功能，同時支持對監控系統的遠程管理與維護，遠程操作界面與本地操作界面保持一致。監控系統主要針對模塊化數據中心基礎設施層各組成系統，如配電、制冷、安防及環境等系統，系統內各組成設備或部件的運行狀態進行實時監控。監控系統采用分層式架構，主要分為數據采集層、數據運算及信息處理層、智能管理平臺層。監控系統通過對模塊化數據中心基礎設施層內的各設備、部件、環境運行參數及相關信息的實時采集分析、運算與處理，實現對數據機房運維及業務等全方位的智能化管理，以充分實現模塊化數據中心的可用性、開放性與可擴展性，并確保數據中心的安全性。模塊化數據中心的監控量做為集中監控系統中的一個組成部分，通過交換機，將信號統一上傳至中心機房的服務器上。模塊化數據中心的監控架構如圖所示。
能源管理系統
能源管理包括電源系統監控和機房能效管理。是通過下列方式進行對能源的管理。
1、電源系統監控：系統通過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，對機房供電系統各類電參數信息進行采集、分析，并通過人機交互界面進行實時顯示。電源系統監控架構如圖所示。
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。并通過這些數據進行統計分析，計算出機房PUE值。傳統數據機房的PUE值都高達2，而模塊化數據機房可將數值降至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月份聯合發布的《關于加強綠色數據中心建設的指導意見》中明確指出，新建的數據中心機房的PUE值應當在1.4以下， 模塊化機房是傳統機房的一大進步，模塊化數據中心將極大滿足傳統數據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、靈活擴展和綠色節能等特點，已在數據中心的建設中發揮越來越大的作用。
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