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當(dāng)前數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)中各種大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用和興起，數(shù)據(jù)量呈現(xiàn)出井噴式的增長，以及用戶對數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)的可用性要求也提出全新的訴求與變革。在此背景下，數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)面臨著新的挑戰(zhàn)與機遇，模塊化、智能化、快速擴容、靈活應(yīng)變、綠色環(huán)保。

基礎(chǔ)設(shè)施與工程配套模塊化

目前業(yè)界常用的微模塊數(shù)據(jù)中心主要應(yīng)用于室內(nèi)場景，主要是由末端的IT設(shè)備、列間空調(diào)、高壓直流、模塊化UPS、冷通道等構(gòu)成微模塊產(chǎn)品；集裝箱型數(shù)據(jù)中心主要應(yīng)用于室外場景，主要有IT箱、配電箱、冷機箱、柴發(fā)箱、辦公箱等。前者實現(xiàn)了大規(guī)模部署，但只用于IDC的末端設(shè)備，且缺乏移動性。后者移動方便、搭建靈活，但規(guī)模有限，將這兩者結(jié)合起來可以實現(xiàn)更快速靈活的方式構(gòu)建大型數(shù)據(jù)中心。

數(shù)據(jù)中心的主要模塊如IT、基礎(chǔ)設(shè)施配套（電力、空調(diào)、弱電等）、工程配套（建筑、辦公室等）按照最佳模型及建設(shè)方法論制定標(biāo)準(zhǔn)接口進行產(chǎn)品化，以集裝箱產(chǎn)品形式為載體在工廠內(nèi)提前預(yù)制，通過公路貨運可以快速移動到項目現(xiàn)場，并且可靈活拆卸、搭建、移動到其他場地重復(fù)利用。在項目現(xiàn)場，基礎(chǔ)設(shè)施和工程配套如堆積木一樣的靈活建設(shè)和部署模式，大幅度降低現(xiàn)場施工周期和工程建設(shè)成本，實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心工程建設(shè)綠色化。

數(shù)據(jù)中心的主要模塊如IT、基礎(chǔ)設(shè)施配套（電力、空調(diào)、弱電等）、工程配套（建筑、辦公室等）按照最佳模型及建設(shè)方法論制定標(biāo)準(zhǔn)接口進行產(chǎn)品化，以集裝箱產(chǎn)品形式為載體在工廠內(nèi)提前預(yù)制，通過公路貨運可以快速移動到項目現(xiàn)場，并且可靈活拆卸、搭建、移動到其他場地重復(fù)利用。在項目現(xiàn)場，基礎(chǔ)設(shè)施和工程配套如堆積木一樣的靈活建設(shè)和部署模式，大幅度降低現(xiàn)場施工周期和工程建設(shè)成本，實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心工程建設(shè)綠色化。

直接/間接多模式自然制冷

在氣候條件允許的地區(qū)，當(dāng)室外溫度低于室內(nèi)時，常用的推薦方式為采用直接新風(fēng)自然冷卻，該方案初期投資低、系統(tǒng)簡單，對自然條件好的地區(qū)節(jié)能效果明顯。但新風(fēng)直接進入機房，溫度和濕度都難以控制，導(dǎo)致大量的冷凝水和加濕能耗過大、除塵效果差、無法除硫化物和磷化物等化學(xué)污染物等問題。

為解決上述問題，可引入間接風(fēng)風(fēng)換熱自然冷卻方案，間接自然冷卻是采用一個空氣-空氣換熱器，使室外低溫空氣通過換熱器傳遞給室內(nèi)高溫空氣，避免外部新風(fēng)直接進入機房造成污染。與此同時，空氣-空氣換熱效率減低，換熱設(shè)備尺寸較大節(jié)能受到影響。為了進一步提高節(jié)能性，可采用間接蒸發(fā)和自然蒸發(fā)結(jié)合直接新風(fēng)自然冷卻、風(fēng)風(fēng)換熱自然冷卻、機械制冷多種功能，在不同場景靈活選擇工作模式。

直接新風(fēng)自然冷卻模式

在冬季室外溫度低且空氣質(zhì)量好的情況下，可將室外新風(fēng)與室內(nèi)熱空氣進行混合過濾后送入機房，可最大程度地降低空調(diào)能耗。

間接風(fēng)風(fēng)換熱自然冷卻模式

在冬季室外溫度低的情況下，為避免直接新風(fēng)造成的空氣質(zhì)量問題，在熱交換器中機房回風(fēng)熱空氣和室外冷空氣進行熱交換。

間接蒸發(fā)自然冷卻模式

在春秋季室外溫度較低的情況下，因室外空氣溫度不夠低，需要通過高壓微霧噴淋進行絕熱蒸發(fā)制冷的方式來補充制冷量。

間接蒸發(fā)自然冷卻+機械冷卻模式

在夏季室外溫度高的情況下，通過高壓微霧噴淋進行絕熱蒸發(fā)制冷來補充制冷，如經(jīng)過換熱器冷卻后的室內(nèi)空氣溫度仍然未到達送風(fēng)溫度要求，還需要補充機械制冷。

引入間接蒸發(fā)制冷方案無壓縮機運行模式，利用水分蒸發(fā)吸熱原理，進行空氣與空氣的熱量交換，帶走機房熱量，能效比EER最高可達16.0，是機械壓縮制冷空調(diào)的5倍，相比于常規(guī)冷水機組制冷的節(jié)能率，全年節(jié)能率>50%.采用間接蒸發(fā)制冷方案結(jié)合直接新風(fēng)、風(fēng)風(fēng)換熱、機械制冷功能，在不同場景靈活選擇工作模式，提升整體機房能源使用效率。

新能源與不間斷電源并網(wǎng)結(jié)合直供配電

數(shù)據(jù)中心一直是耗能大戶，因此眾多科技巨頭都在新能源引入與應(yīng)用技術(shù)上嘗試創(chuàng)新。在光照充足的城市，太陽能是最可廣泛采用的綠色新能源。太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)由多晶硅組件組成，為了節(jié)省安裝場地，可以安裝在模塊化數(shù)據(jù)中心頂部，組件全部橫向布置，另外支架具有角度可調(diào)和間距可調(diào)的功能，整體支架簡便，安裝快速。

光伏發(fā)電受日照影響存在供電不穩(wěn)定性，數(shù)據(jù)中心配電可以同時結(jié)合不間斷電源、市電并網(wǎng)方式采用多路冗余方案實現(xiàn)晝夜間靈活切換持續(xù)保障。根據(jù)不同應(yīng)用場景可靈活選擇多種工作模式：

模式一

服務(wù)器電源按主備定制，市電直供、光伏與不間斷電源（UPS）并網(wǎng)后兩路電源一主一備；

模式二

服務(wù)器電源不分主備，光伏與UPS并網(wǎng)與市電直供兩路各承擔(dān)一半負(fù)載

模式三

服務(wù)器電源按主備定制，光伏與市電并網(wǎng)后與UPS兩路電源一主一備；

模式四

服務(wù)器電源不分主備，光伏與市電并網(wǎng)后與UPS兩路各承擔(dān)一半負(fù)載。

因高壓直流電源（HVDC）相比交流UPS可靠性與效率更高，優(yōu)選不間斷電源采用HVDC方案。綜合考慮配電系統(tǒng)節(jié)能與可靠性。

該方案配電邏輯為：市電輸入通過整流器，HVDC輸出270Vdc，光伏板輸入通過DC/DC輸出270Vdc，2個直流輸出合路為1路，通過監(jiān)控模塊控制，使交流PDU處于熱備份狀態(tài)。合路后的輸出給機柜供電。白天，光伏板提供100%供電，并為電池充電，交流PDU作0%后備；夜間，HVDC為機柜提供100%供電，并為電池充電，交流PDU作0%后備；當(dāng)光伏板和HVDC同時故障或檢修時，交流PDU作100%供電。為充分利用光伏電能，光伏系統(tǒng)峰瓦值要求與負(fù)載峰值一致。

引入綠色能源光伏發(fā)電，采用光伏新能源與高壓直流的直流并網(wǎng)結(jié)合市電直供主備供電的創(chuàng)新方案，可以在確保系統(tǒng)可靠性基礎(chǔ)上大幅度降低配電能耗。

智能化管理

數(shù)據(jù)中心重建設(shè)輕運維是大部分項目的弊病。運維在數(shù)據(jù)中心長時間運行生命周期對系統(tǒng)節(jié)能、可靠性都起著至關(guān)重要的作用。為了減少人為操作誤差，去手工化和去紙張化，可采用遠程智能化監(jiān)控方案，實現(xiàn)如下功能：

模塊化、智能化、快速擴容、靈活應(yīng)變、綠色節(jié)能始終是引領(lǐng)數(shù)據(jù)中心變革的主旋律和靈魂。在現(xiàn)有的模塊化數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)上，本文提出了基于MDC+構(gòu)建綠色節(jié)能的新一代模塊化數(shù)據(jù)中心的解決方案，提出多項提高能效的創(chuàng)新技術(shù)。通過IT與配套（基礎(chǔ)設(shè)施、工程）模塊化產(chǎn)品設(shè)計、直接/間接多模式自然冷卻制冷技術(shù)、能源與不間斷電源并網(wǎng)結(jié)合市電直供配電技術(shù)以及遠程可視化智能機房監(jiān)控技術(shù)可望實現(xiàn)全局PUE在1.5以下，為新一代模塊化數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)提供參考。

來源：機房360

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