一體化機(jī)柜在小型機(jī)房的應(yīng)用

武俊鵬

【摘? 要】為了保障機(jī)房計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的能夠有效運(yùn)行，建設(shè)一個(gè)現(xiàn)代化的高性能機(jī)房需要更高的標(biāo)準(zhǔn)。通過分析傳統(tǒng)小型計(jì)算機(jī)機(jī)房存在的問題，結(jié)合一體化機(jī)構(gòu)的優(yōu)勢和特點(diǎn)，拓展一體化機(jī)柜的應(yīng)用，形成一體化集成的建設(shè)方案，具有一定的實(shí)踐性和針對(duì)性。

【關(guān)鍵詞】一體化;機(jī)柜;機(jī)房;應(yīng)用

計(jì)算機(jī)機(jī)房設(shè)計(jì)與施工的優(yōu)劣，直接關(guān)系到機(jī)房內(nèi)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是否能夠穩(wěn)定可靠地運(yùn)行，是否能夠保證各類信息通暢無阻。計(jì)算機(jī)機(jī)房既要保障機(jī)房設(shè)備安全可靠地運(yùn)行，延長計(jì)算機(jī)系統(tǒng)使用壽命，又能為系統(tǒng)管理員創(chuàng)造一個(gè)舒適的環(huán)境。能夠滿足系統(tǒng)管理員對(duì)溫度，濕度，潔凈度，安全防護(hù)，電源配電，和防雷接地的要求，所以一個(gè)現(xiàn)代化的機(jī)房是一個(gè)高度可靠性，舒適實(shí)用，節(jié)能高效和具有可擴(kuò)展性的機(jī)房。

1傳統(tǒng)小型計(jì)算機(jī)機(jī)房存在的問題

目前傳統(tǒng)小型計(jì)算機(jī)機(jī)房建設(shè)存在很多缺陷：

部署凌亂，外觀不一致。由于業(yè)務(wù)量相對(duì)較少，沒有專門的運(yùn)維人員，所以，機(jī)房內(nèi)的IT設(shè)備擺放不規(guī)范，布線凌亂;并且機(jī)房設(shè)備大部分屬于按需采購，有業(yè)務(wù)需求時(shí)，才進(jìn)行采買，造成設(shè)備規(guī)格型號(hào)不一致，尤其是IT機(jī)柜，可能每次采購的外觀尺寸都不一致。

集成度低，占地大。采買設(shè)備時(shí)，由于采購的設(shè)備規(guī)格型號(hào)不一致，導(dǎo)致擺放設(shè)備時(shí)，隨意性增加，浪費(fèi)了大部分可利用的IT機(jī)柜U位，間接的增加了采購成本。

制冷效率低，能耗高。傳統(tǒng)小型計(jì)算機(jī)機(jī)房，大多采用家用空調(diào)制冷，即無法保證恒溫恒濕的機(jī)房環(huán)境，而且家用空調(diào)只要制冷就除濕的特性，導(dǎo)致大量的制冷量浪費(fèi)，增加電費(fèi)的支出。

局部熱點(diǎn)，冷凝。采用家用空調(diào)，制冷效率低，風(fēng)量小，送風(fēng)距離近，在機(jī)柜內(nèi)的高密度區(qū)域容易產(chǎn)生熱點(diǎn)，影響IT設(shè)備的運(yùn)行安全;家用空調(diào)蒸發(fā)器兩端的溫差較大，一般為15度，在機(jī)房濕度較大時(shí)，家用空調(diào)的送風(fēng)溫度低于露點(diǎn)溫度，會(huì)造成機(jī)柜及IT設(shè)備表面產(chǎn)生冷凝水，有發(fā)生發(fā)生短路的可能。

無統(tǒng)一管理平臺(tái)，運(yùn)維復(fù)雜。傳統(tǒng)小型計(jì)算機(jī)機(jī)房一般沒有安裝動(dòng)環(huán)系統(tǒng)，UPS、空調(diào)、溫度、濕度等沒有監(jiān)控，出現(xiàn)報(bào)警或者故障時(shí)，無法第一時(shí)間通知管理人員，故障的排除往往會(huì)滯后，可能造成業(yè)務(wù)的中斷。

2一體化機(jī)柜的優(yōu)勢

緊湊型模塊式一體柜是為一體柜提供綜合配電柜、系統(tǒng)設(shè)備監(jiān)控柜等綜合電源柜、系統(tǒng)設(shè)備監(jiān)控柜等設(shè)備。[1]為了保證機(jī)房IT設(shè)備運(yùn)行的可靠性及業(yè)務(wù)的連續(xù)性，展示良好的企業(yè)信息化形象，綜合考慮系統(tǒng)功能、系統(tǒng)整合、穩(wěn)定性、易維護(hù)性、易管理性和今后的擴(kuò)充性等問題。各子系統(tǒng)均采用高可靠性設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，充分考慮系統(tǒng)的冗余備份甚至災(zāi)難備份的能力，選用具有良好的電磁兼容性和電氣隔離性能的設(shè)備;建設(shè)高可靠性的交流不間斷電源系統(tǒng)和空調(diào)系統(tǒng)，確保業(yè)務(wù)7*24小時(shí)在線。實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵業(yè)務(wù)全保障。一體化機(jī)柜由配電系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)、機(jī)柜和通道系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)4個(gè)部分組成，機(jī)柜內(nèi)設(shè)計(jì)了照明和布線裝置。當(dāng)需要的蓄電池后備時(shí)間較長時(shí)，還可選擇單獨(dú)的蓄電池柜。

一體化機(jī)柜的優(yōu)勢在于擁有快速靈活、綠色節(jié)能、高效節(jié)能、智能管理等方面的優(yōu)點(diǎn)，提高使用感和效率，減少能耗，實(shí)現(xiàn)智能化管理模式。它的快速靈活體現(xiàn)在機(jī)柜本身就是空調(diào)，具有冰箱級(jí)制冷效果，降低設(shè)備運(yùn)行溫度，機(jī)柜是工廠預(yù)制，并整體運(yùn)輸?shù)模F(xiàn)場安裝僅需一根電纜連接，無室外機(jī)和管路連接，調(diào)測時(shí)間段，僅需2小時(shí)，業(yè)務(wù)快速上線;綠色節(jié)能主要是近端制冷，把IT設(shè)備放在冰箱里，密閉冷熱通道，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)制冷效果，一體集成設(shè)計(jì)節(jié)約機(jī)房面積;

高效節(jié)能主要體現(xiàn)在可靠散熱保證無局部熱點(diǎn)，提高設(shè)備運(yùn)行可靠性，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)產(chǎn)品化，減少現(xiàn)場集成施工導(dǎo)致的故障，提高可用性;智能管理主要是搭建了一體化動(dòng)環(huán)監(jiān)控平臺(tái)，能夠顯示機(jī)房溫濕度、煙感等，有UPS配電、空調(diào)監(jiān)控設(shè)施，發(fā)生應(yīng)急情況時(shí)柜門自動(dòng)彈開，同時(shí)還具有短信、電話、郵件、公眾號(hào)報(bào)警等輔助功能，還可以實(shí)現(xiàn)IT設(shè)備集成監(jiān)控。

3一體化機(jī)柜的應(yīng)用

3.1總體架構(gòu)

一體化機(jī)柜一般為單柜，根據(jù)業(yè)務(wù)量及IT設(shè)備的容量，空調(diào)一般選擇2.5kW和3.5kW兩種制冷量，UPS選擇 6kVA，對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)IT負(fù)載容量分別為2.5kW和3.5kW，分別適用于普通網(wǎng)絡(luò)場景和有一定計(jì)算應(yīng)用的場景。依據(jù)安裝現(xiàn)場特點(diǎn)分析一體化柜式機(jī)房建設(shè)及實(shí)際應(yīng)用中的實(shí)用性及可普及性問題。[2]

3.2供配電系統(tǒng)

采用額定電壓220V/50Hz單相供電，配置UPS保證供電系統(tǒng)可靠性;配電單元包含了C級(jí)防雷、UPS輸入輸出配電開關(guān)、空調(diào)配電開關(guān)，IT負(fù)載配電開關(guān)、監(jiān)控用直流電源等。

3.3 UPS系統(tǒng)

采用機(jī)架式UPS，可配置電池包。機(jī)架式UPS采用DSP數(shù)字信號(hào)處理器控制，整流器、逆變器。為數(shù)據(jù)中心、通信系統(tǒng)、IT網(wǎng)絡(luò)和關(guān)鍵系統(tǒng)等不受供電缺陷類風(fēng)險(xiǎn)危害其業(yè)務(wù)和服務(wù)的持續(xù)性導(dǎo)致重大損失提供理想保護(hù)。

3.4制冷系統(tǒng)

數(shù)據(jù)機(jī)房里大量IT設(shè)備在工作時(shí)釋放大量熱量，必須要有制冷系統(tǒng)來冷卻設(shè)備，保證設(shè)備的可靠運(yùn)行。而在網(wǎng)絡(luò)間或者很小的機(jī)房，專門安裝空調(diào)往往意味著很大的工作量。為此，服務(wù)器制冷模塊空調(diào)，可以實(shí)現(xiàn)內(nèi)外機(jī)一體的安裝方式，在現(xiàn)場可免于安裝空調(diào)管路，大大節(jié)約施工時(shí)間。

對(duì)于微型數(shù)據(jù)中心，空調(diào)與冷熱通道密封相結(jié)合：空調(diào)和設(shè)備機(jī)柜前部為密閉冷通道，設(shè)備后方為密閉熱通道，實(shí)現(xiàn)冷熱空氣隔離，提高了制冷效果。另一方面，微型數(shù)據(jù)中心像是一個(gè)冰柜，空調(diào)設(shè)備只需要冷卻IT設(shè)備部分，而不必關(guān)心整個(gè)房間，大大提高了制冷效率，節(jié)約了能源。服務(wù)器制冷模塊空調(diào)的氣流方向?yàn)榍安可纤惋L(fēng)方式，后部上回風(fēng)，它安裝在機(jī)柜的底部，將服務(wù)器排出的熱風(fēng)吸入空調(diào)內(nèi)，熱空氣經(jīng)過空調(diào)冷卻后吹出，再被服務(wù)器吸入，如此反復(fù)。

3.5監(jiān)控系統(tǒng)

為了保證整個(gè)系統(tǒng)安全、可靠的運(yùn)行，一體化機(jī)柜還需要配置強(qiáng)大的監(jiān)控系統(tǒng)，用來檢測機(jī)柜內(nèi)溫/濕度，精密配電電參數(shù)，讀取空調(diào)相關(guān)參數(shù)，監(jiān)測UPS相關(guān)參數(shù)，發(fā)出漏水報(bào)警、煙霧報(bào)警等信息，進(jìn)行門禁控制等。還需要對(duì)內(nèi)部的IT設(shè)備如交換機(jī)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、中間件、操作系統(tǒng)等進(jìn)行監(jiān)控。監(jiān)控方式多種多樣，包括短信、電話、郵件、WEB瀏覽，微型公眾號(hào)、微型小程序等。

3.6其他

1.消防

一體化機(jī)柜屬于小場景解決方案，不集成消防系統(tǒng)，可提供傳感器和開門選項(xiàng)。在外部安裝無管網(wǎng)滅火系統(tǒng)或借用大樓已有的滅火系統(tǒng)，當(dāng)內(nèi)部發(fā)生火災(zāi)觸發(fā)感溫和感煙探測器時(shí)，啟動(dòng)模塊外部的滅火系統(tǒng)。

一體化機(jī)柜冷熱通道均封閉，當(dāng)內(nèi)部發(fā)生火災(zāi)時(shí)，煙霧傳感器給出信號(hào)，控制門禁解鎖，機(jī)柜門打開，消防氣體進(jìn)入內(nèi)部，達(dá)到滅火的目的。

2.防雷接地

一體化機(jī)柜主要應(yīng)用于樓宇機(jī)房，整個(gè)配電系統(tǒng)在樓宇的配電系統(tǒng)中只是個(gè)子系統(tǒng)，電源系統(tǒng)的防雷系統(tǒng)由樓宇低壓總配電房/柜提供。所以微型數(shù)據(jù)中心只在配電單元設(shè)置SPD防雷。

總結(jié)

微型數(shù)據(jù)中心采用一體化集成方案，主要具備一體化集成、安全可靠、節(jié)省機(jī)房占地面積和節(jié)約能源、安裝省時(shí)、省力、省心、架構(gòu)兼容、快速靈活部署和完善的監(jiān)控等特點(diǎn)。為解決客戶日益增長的新業(yè)務(wù)需求，滿足靈活擴(kuò)展的需求，一體化機(jī)柜定位為智能微模塊解決方案，機(jī)房面積在10m2左右，主要應(yīng)用于政府垂直行業(yè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)網(wǎng)點(diǎn)，銀行網(wǎng)點(diǎn)以及中小企業(yè)網(wǎng)絡(luò)接入等網(wǎng)絡(luò)間場景，是新一代智能微模塊數(shù)據(jù)中心產(chǎn)品。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳伯龍.一種緊湊型模塊式一體柜研制[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2020，38（11）：154-156.

[2]中國人民銀行安康市中心支行課題組，崔玲.一體化機(jī)柜在基層央行標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)房建設(shè)中的應(yīng)用[J].金融科技時(shí)代，2019（06）：60-62.

（作者單位：大連天港科技發(fā)展有限公司）