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【摘要】 近些年，数据机房得到了快速发展，因此一个关键的问题就是如何减少数据中心能耗，推进数据中心朝绿色方向发展建设。对于模块化数据中心来说，属于一种新型的数据中心，较之传统的机房建设模式，具有突出的优势。本文就对于绿色节能模块化数据中心的建立的有关内容，作出具体分析，以供参考。
【关键字】 綠色 节能 模块化 数据中心
引言：
在数据中心的发展过程中，高能耗、资源浪费严重是其中的突出问题。数据中心这种产业具有较高的耗电量，随着数据中心的不断进步和发展，也带来了高水平的资源消耗。因此，为了实现能源的综合利用，贯彻节能理念，就要不断提高数据中心的能源利用率，建设绿色节能的模块化数据中心，满足各项建设需求。
一、模块化数据中心的概述
1.1传统数据中心范式
对于我国大多数的数据中心来说，在机房设计时，依然沿用传统的布置方式，采用地板下送风和敞开式机柜，这种下送风的空调系统和固定的地板通风板，基于机柜数量来安排地板通风板数量，在夹层内部，进行各种管线的铺设，将活动地板下面的空间，当做静压送风通道，这样就能够利用活动地板中的风口，进行机房空调中冷风的输送，让其到达主机房和机柜内。但是在这种长距离的送风过程中，空调的冷风会出现沿途冷量损耗。如果在敞开式的机柜内部，进行通道的布置，实现密封隔离的效果，也会导致冷热气流发生混乱，从而造成能量损耗。在施工安装的过程中，一般都会对于高架地板的制作高度，提出较高要求，同时还会严格要求楼层高度，这种机房在建设过程中，总体上的周期比较长，而且后期拓展比较困难。
1.2微模块设计方案
对于模块化机房来说，是由微模块组成，对于传统数据中心中的机房内的各个系统，包括配供电系统、机柜系统、空调系统、消防监控系统、综合布线系统等，对其进行一体化操作所形成的产品，能够将模块化设计的优越性充分发挥出来，在模块化系统中，能够快速的进行分布式部署，这样不仅可以减少机房的建设成本，而且还能够有效地缩短建设周期。在微模块的部署时，并未对机房的空间环境，具有较为特殊的要求，不需要进行地板的抬高以及特殊装修。微模块机房就是实现了数据中心的基础设施的整合，让其能够成为一体式的机房，具有高效性和智能性，对于消防、监控、供电、运维、管理、扩容等多方面的内容，都可以有效应对。微模块数据中心相比较传统的建设方式来说，能够有效解决以往施工周期长、复杂程度高的问题，而且对于质量标准进行了统一，改善了以往机房末端的智能运维问题。微模块不同于传统机房，采用底板下送风的方式，而是利用列间或者是底座式的空调，通过就近制冷的方式，这样也使得送风距离更短，有效地降低了送风过程中所出现的冷量的消耗，而且还能够减少空调风机能耗，防止出现冷热气流混乱的问题[1]。
1.2.1供配电系统
在微模块的供配电系统中，主要成分为精密配电柜系统、UPS系统、PDU和电线电缆、防雷接地附件等等，并且依靠智能数据采集、防雷、电力监测、电网隔离等措施，对于IT设备，进行冗余的智能配电的提供，这样就能够从整体上，提高配电管理的水平。在进行单一的微模块的部署过程中，可以在微模块内放置UPS，如果要开展多个微模块的集中部署，就要利用集中供电的方法，一套UPS由多个模块共享，并且将电池和UPS进行外置，对电池间和UPS单独进行配置。
在供配电的监控系统中，也要利用配电柜中所设置的智能电量分析仪，对于电流、电压、功率、电能消耗量、报警信息等数据，进行实时的采集，之后要进一步检测配电柜中各个设备的开关状态[2]。
对于数据中心的UPS系统而言，在传统的系统设计中，较常出现配置过小或过大的问题，如果配置过大，就容易出现带载率的降低，从而使得UPS效率低下，如果配置过小，就会在后期扩容的阶段加大难度，不能够符合具体的业务需求。在微模块数据中心解决方案中，主要是应用模块化的UPS，这样就能够防止扩容问题的出现[3]。
1.2.2制冷系统
在设备运行的过程中，制冷系统所发挥的作用，就是能够确保设备具有良好的运行环境，对温湿度进行合理的调控，保障设备的持续、安全运行。在传统的系统设计中，主要采用的是精密空调送风系统，通过地板下送风，能够确保均匀出风，同时还能够照顾到一些远距离的区域，而且通过消声箱的设置，能够有效地减小风噪。这种系统具有一定的缺点和不足，比如说在初期阶段，需要进行较大的投资，而且不能够对静压箱进行任意更改，只能够依靠当前的风量展开设计，否则就可能会造成送风不均的问题。这种系统不能够增加末端的负荷，机柜位置也不可以进行调整和改变，后期的可扩容性不理想。
在微模块的方案中，通过底座式空调以及冷通道内列间制冷的方式，让空调和其周围的机柜，当做一个制冷单元，在小范围内进行送风和回风，而且各个气流组织之间，不会出现互相的干扰，大大的提升了制冷的效率。而且这种方式并未对地板高度提出特殊要求，因此就能够更快的进行扩容操作。
对于底座式空调来说，作为一种新型的制冷方式，所采用的是就近制冷，这种空调一般要在机柜的底座下部放置，并且在冷通道的底部设置通风口，空调的结构方式为顶部送风之后回风，在微模块的冷通道内，直接吹入冷风，不仅能够减少送风距离，而且还能够降低输送冷风过程中的损失，让冷空气具有更高的利用率。在一个微模块内，进行多个室内机的配置，这样就能够对于空调进行备份冗余，确保制冷系统能够稳定、安全的运行。
1.2.3 智能管理系统
在智能管理系统中，能够实现实时的采集和监测功能，同时在系统中，还能够集中监控数据中心的动力和环境、对于容量、能效、基础设施进行管理。在管理平台中，数据中心的运维人员能够有效地获得告警和监测信息，并且较为精准的定位异常和故障信息的位置，这样就能够在数据中心运行的过程中，提高安全水平，减轻运维工作的压力。 二、模块化数据中心的优势
2.1 数据中心的节能技术分析
对于数据中心而言，由两部分能耗组成，分别为基础设施用电和IT系统的用电，这二者各占总用电量的50%。在基础设施的总用电中，还下属空调系统、供配电系统、其他辅助系统三部分的用电，其中以空调系统的用电量最多，约占总能耗的32%。因此，为了减少数据中心的能耗，就要针对IT系统、空调系统以及供配电系统的耗电量，进行有效的降低。
在对IT系统的配置进行优化时，可以选择具有较低能耗的服务器，以及节能型的芯片。通过这些高能效的IT设备的应用，能够在提升系统的运行效率的同时，还能够减轻IT系统所带来的能耗。
在优化供配电系统时，可以应用直流供电的方式，通过这种系统的采用，能够在转换的过程中，减少电能的消耗，不仅保障了供配电系统的安全性，而且还能够提高电源的使用率。
在进行气流组织的优化和完善时，要根据实际的需要，对通风地板的数量以及通风量，做出相应的调整，并且要对冷热通道进行封闭处理，就能够实现对风量、冷量的精细化管理。另外，还要在其中引入节能技术的应用，确保其具有较高的实用性，能够有效减少数据中心的能耗，解决能耗过高的问题。
2.2 绿色高能效
在数据中心的生命周期中，最高的成本就是电力成本。在传统的数据中心的设计时，会根据IT的需求，对于基础设施进行计算和配置，这也就会导致在数据中心的运行初始阶段，就造成了电力成本的浪费。因此针对这一问题，模块化的分布式部署就能够实现有效解决。数据中心能够在实际需要的基础上，进行微模块的配置以及增加，同时在部署微模块时，还能匹配数据中心的制冷量、供电量和实际负载需求，不仅能够提升系统的效率，还能够节约电力成本。对于供配电系统来说，电源微模块一般都是用标准化的接口和架构，因此具有较高的电能转化率。在空调系统中，所采用的送风模式具有更高的精准性，这种直接的送风方式，能够有效地改善局部热点问题，同时在很大程度上，减少了冷量的损失，提高了数据中心的制冷效率。
2.3 快速分布部署
在模块化数据中心的建设过程中，呈现出配件统一化、产品模块化、生产标准化的显著特点。对于所用到的组件，都是由工厂提前预制，并进行统一的编码，能够灵活的对组件进行搬运，在空调、机柜、电源、电池等设备进入现场之前，就要开始组装，因此能够让现场的管理工作更加便捷。另外，在微模块的底座中，也具有一个能够自由调节高度的地脚螺丝，可以在一定范围内，进行高度的调整，因此如果所面对的厂房的地面平整度不佳，也无需额外花费成本，进行地面水平的修葺。所以，不管是在旧厂房的改造还是新厂房建设中，这种可调节的底座都具有较大的优势。在完成组装以后，就能够立即的投入使用，这样就能够大大提升工程的交付速度。
2.4 智能管理
在模块化的数据中心中，设置了集中监控运维系统，具有较高的智能性，而且能够实现对于各个部位的集中监控，针对数据中心中的子系统，展开集中管理，掌握不同模块的实时运行状态，这样就能够做到24小时无人值守的工作方式。在每一个模块中，都进行了平板电脑的配置，能够与智能管理系统相连，利用平板电脑，就能够实时的进行运行数据和信息的获取，并开展平日的检修和故障处理工作，这样就能够降低人为操作的失误率，让设备能够更加安全的运行。而且在该系统中，还能够实现多种数据管理方式，具有超强的报表功能，通过各项功能的实现，能够提高机房管理的精细化程度，有效降低运营的成本。
三、结束语
综上所述，对于模块化的数据中心的建立，具有绿色、节能的特点，而且自身具有较高的灵活性，适用于多种规模的数据中心，而且优势明显，不仅能够实现节能高效的目标，同时建设周期较短，能够有效地减少运营成本，因此是当前数据中心在发展过程中，一个主要的发展方向。
参 考 文 献
[1]高書辰，万凯.关于绿色节能模块化数据中心建立的探讨[J].中国能源，2020，42（11）：44-47.
[2]王超.数据中心机房基础设施建设新技术研究[J].中国金融电脑， 2020（08）：60-64.
[3]郭丰.模块化数据中心的设计理念、发展与实践[J].智能建筑， 2020（08）：65-68.
【关键字】 綠色 节能 模块化 数据中心
引言：
在数据中心的发展过程中，高能耗、资源浪费严重是其中的突出问题。数据中心这种产业具有较高的耗电量，随着数据中心的不断进步和发展，也带来了高水平的资源消耗。因此，为了实现能源的综合利用，贯彻节能理念，就要不断提高数据中心的能源利用率，建设绿色节能的模块化数据中心，满足各项建设需求。
一、模块化数据中心的概述
1.1传统数据中心范式
对于我国大多数的数据中心来说，在机房设计时，依然沿用传统的布置方式，采用地板下送风和敞开式机柜，这种下送风的空调系统和固定的地板通风板，基于机柜数量来安排地板通风板数量，在夹层内部，进行各种管线的铺设，将活动地板下面的空间，当做静压送风通道，这样就能够利用活动地板中的风口，进行机房空调中冷风的输送，让其到达主机房和机柜内。但是在这种长距离的送风过程中，空调的冷风会出现沿途冷量损耗。如果在敞开式的机柜内部，进行通道的布置，实现密封隔离的效果，也会导致冷热气流发生混乱，从而造成能量损耗。在施工安装的过程中，一般都会对于高架地板的制作高度，提出较高要求，同时还会严格要求楼层高度，这种机房在建设过程中，总体上的周期比较长，而且后期拓展比较困难。
1.2微模块设计方案
对于模块化机房来说，是由微模块组成，对于传统数据中心中的机房内的各个系统，包括配供电系统、机柜系统、空调系统、消防监控系统、综合布线系统等，对其进行一体化操作所形成的产品，能够将模块化设计的优越性充分发挥出来，在模块化系统中，能够快速的进行分布式部署，这样不仅可以减少机房的建设成本，而且还能够有效地缩短建设周期。在微模块的部署时，并未对机房的空间环境，具有较为特殊的要求，不需要进行地板的抬高以及特殊装修。微模块机房就是实现了数据中心的基础设施的整合，让其能够成为一体式的机房，具有高效性和智能性，对于消防、监控、供电、运维、管理、扩容等多方面的内容，都可以有效应对。微模块数据中心相比较传统的建设方式来说，能够有效解决以往施工周期长、复杂程度高的问题，而且对于质量标准进行了统一，改善了以往机房末端的智能运维问题。微模块不同于传统机房，采用底板下送风的方式，而是利用列间或者是底座式的空调，通过就近制冷的方式，这样也使得送风距离更短，有效地降低了送风过程中所出现的冷量的消耗，而且还能够减少空调风机能耗，防止出现冷热气流混乱的问题[1]。
1.2.1供配电系统
在微模块的供配电系统中，主要成分为精密配电柜系统、UPS系统、PDU和电线电缆、防雷接地附件等等，并且依靠智能数据采集、防雷、电力监测、电网隔离等措施，对于IT设备，进行冗余的智能配电的提供，这样就能够从整体上，提高配电管理的水平。在进行单一的微模块的部署过程中，可以在微模块内放置UPS，如果要开展多个微模块的集中部署，就要利用集中供电的方法，一套UPS由多个模块共享，并且将电池和UPS进行外置，对电池间和UPS单独进行配置。
在供配电的监控系统中，也要利用配电柜中所设置的智能电量分析仪，对于电流、电压、功率、电能消耗量、报警信息等数据，进行实时的采集，之后要进一步检测配电柜中各个设备的开关状态[2]。
对于数据中心的UPS系统而言，在传统的系统设计中，较常出现配置过小或过大的问题，如果配置过大，就容易出现带载率的降低，从而使得UPS效率低下，如果配置过小，就会在后期扩容的阶段加大难度，不能够符合具体的业务需求。在微模块数据中心解决方案中，主要是应用模块化的UPS，这样就能够防止扩容问题的出现[3]。
1.2.2制冷系统
在设备运行的过程中，制冷系统所发挥的作用，就是能够确保设备具有良好的运行环境，对温湿度进行合理的调控，保障设备的持续、安全运行。在传统的系统设计中，主要采用的是精密空调送风系统，通过地板下送风，能够确保均匀出风，同时还能够照顾到一些远距离的区域，而且通过消声箱的设置，能够有效地减小风噪。这种系统具有一定的缺点和不足，比如说在初期阶段，需要进行较大的投资，而且不能够对静压箱进行任意更改，只能够依靠当前的风量展开设计，否则就可能会造成送风不均的问题。这种系统不能够增加末端的负荷，机柜位置也不可以进行调整和改变，后期的可扩容性不理想。
在微模块的方案中，通过底座式空调以及冷通道内列间制冷的方式，让空调和其周围的机柜，当做一个制冷单元，在小范围内进行送风和回风，而且各个气流组织之间，不会出现互相的干扰，大大的提升了制冷的效率。而且这种方式并未对地板高度提出特殊要求，因此就能够更快的进行扩容操作。
对于底座式空调来说，作为一种新型的制冷方式，所采用的是就近制冷，这种空调一般要在机柜的底座下部放置，并且在冷通道的底部设置通风口，空调的结构方式为顶部送风之后回风，在微模块的冷通道内，直接吹入冷风，不仅能够减少送风距离，而且还能够降低输送冷风过程中的损失，让冷空气具有更高的利用率。在一个微模块内，进行多个室内机的配置，这样就能够对于空调进行备份冗余，确保制冷系统能够稳定、安全的运行。
1.2.3 智能管理系统
在智能管理系统中，能够实现实时的采集和监测功能，同时在系统中，还能够集中监控数据中心的动力和环境、对于容量、能效、基础设施进行管理。在管理平台中，数据中心的运维人员能够有效地获得告警和监测信息，并且较为精准的定位异常和故障信息的位置，这样就能够在数据中心运行的过程中，提高安全水平，减轻运维工作的压力。 二、模块化数据中心的优势
2.1 数据中心的节能技术分析
对于数据中心而言，由两部分能耗组成，分别为基础设施用电和IT系统的用电，这二者各占总用电量的50%。在基础设施的总用电中，还下属空调系统、供配电系统、其他辅助系统三部分的用电，其中以空调系统的用电量最多，约占总能耗的32%。因此，为了减少数据中心的能耗，就要针对IT系统、空调系统以及供配电系统的耗电量，进行有效的降低。
在对IT系统的配置进行优化时，可以选择具有较低能耗的服务器，以及节能型的芯片。通过这些高能效的IT设备的应用，能够在提升系统的运行效率的同时，还能够减轻IT系统所带来的能耗。
在优化供配电系统时，可以应用直流供电的方式，通过这种系统的采用，能够在转换的过程中，减少电能的消耗，不仅保障了供配电系统的安全性，而且还能够提高电源的使用率。
在进行气流组织的优化和完善时，要根据实际的需要，对通风地板的数量以及通风量，做出相应的调整，并且要对冷热通道进行封闭处理，就能够实现对风量、冷量的精细化管理。另外，还要在其中引入节能技术的应用，确保其具有较高的实用性，能够有效减少数据中心的能耗，解决能耗过高的问题。
2.2 绿色高能效
在数据中心的生命周期中，最高的成本就是电力成本。在传统的数据中心的设计时，会根据IT的需求，对于基础设施进行计算和配置，这也就会导致在数据中心的运行初始阶段，就造成了电力成本的浪费。因此针对这一问题，模块化的分布式部署就能够实现有效解决。数据中心能够在实际需要的基础上，进行微模块的配置以及增加，同时在部署微模块时，还能匹配数据中心的制冷量、供电量和实际负载需求，不仅能够提升系统的效率，还能够节约电力成本。对于供配电系统来说，电源微模块一般都是用标准化的接口和架构，因此具有较高的电能转化率。在空调系统中，所采用的送风模式具有更高的精准性，这种直接的送风方式，能够有效地改善局部热点问题，同时在很大程度上，减少了冷量的损失，提高了数据中心的制冷效率。
2.3 快速分布部署
在模块化数据中心的建设过程中，呈现出配件统一化、产品模块化、生产标准化的显著特点。对于所用到的组件，都是由工厂提前预制，并进行统一的编码，能够灵活的对组件进行搬运，在空调、机柜、电源、电池等设备进入现场之前，就要开始组装，因此能够让现场的管理工作更加便捷。另外，在微模块的底座中，也具有一个能够自由调节高度的地脚螺丝，可以在一定范围内，进行高度的调整，因此如果所面对的厂房的地面平整度不佳，也无需额外花费成本，进行地面水平的修葺。所以，不管是在旧厂房的改造还是新厂房建设中，这种可调节的底座都具有较大的优势。在完成组装以后，就能够立即的投入使用，这样就能够大大提升工程的交付速度。
2.4 智能管理
在模块化的数据中心中，设置了集中监控运维系统，具有较高的智能性，而且能够实现对于各个部位的集中监控，针对数据中心中的子系统，展开集中管理，掌握不同模块的实时运行状态，这样就能够做到24小时无人值守的工作方式。在每一个模块中，都进行了平板电脑的配置，能够与智能管理系统相连，利用平板电脑，就能够实时的进行运行数据和信息的获取，并开展平日的检修和故障处理工作，这样就能够降低人为操作的失误率，让设备能够更加安全的运行。而且在该系统中，还能够实现多种数据管理方式，具有超强的报表功能，通过各项功能的实现，能够提高机房管理的精细化程度，有效降低运营的成本。
三、结束语
综上所述，对于模块化的数据中心的建立，具有绿色、节能的特点，而且自身具有较高的灵活性，适用于多种规模的数据中心，而且优势明显，不仅能够实现节能高效的目标，同时建设周期较短，能够有效地减少运营成本，因此是当前数据中心在发展过程中，一个主要的发展方向。
参 考 文 献
[1]高書辰，万凯.关于绿色节能模块化数据中心建立的探讨[J].中国能源，2020，42（11）：44-47.
[2]王超.数据中心机房基础设施建设新技术研究[J].中国金融电脑， 2020（08）：60-64.
[3]郭丰.模块化数据中心的设计理念、发展与实践[J].智能建筑， 2020（08）：65-68.