随着网络演进和数据业务的快速发展,数据中心向各行各业不断扩展,国内数据中心建设如火如荼,大型数据中心屡见不鲜。云计算的应用推广,业务系统不断升级,IT需求也相应增长,要求数据中心的设计必须能够适应不断变化的IT和业务要求,同时能够持续提高效率,优化运营成本。模块化建设具有根据业务按需扩展、在提高数据中心使用率的同时降低能耗、交付迅速、分散投资风险等特点,符合IT产业发展趋势,逐渐成为数据中心建设的发展方向。当前节能性能较好的集中空调系统成为大型数据中心空调系统的首选形式,冷冻站做为空调冷源设备的安装场所,是数据中心空调系统的重要组成部分,冷冻站如何能够符合模块化建设的要求,是数据中心规划设计中需要考虑的问题。
1 数据中心对冷冻站性能的要求
为了适应数据中心模块化建设、灵活部署、按需扩展、快速交付、降低能耗、分散投资的要求,冷冻站需要具备以下性能。
(1)高可靠性、安全性
数据中心是网络、信息、计算技术的中枢,由于其数据集中、处理能力集中,一旦出现问题影响面较大,因此需要设备可靠、安全工作。数据、通信等设备能够长期、稳定正常工作,需要机房必须维持一定的温度、湿度和洁净度,而这些都需要空调系统去完成,冷冻站是空调系统供冷的核心,对其可靠性、安全性的高要求则是不言而喻的。
(2)高可在线扩展性、快速交付能力
数据中心的业务是逐步发展的,对空调供冷的需求也是逐渐增加的,同时冷冻站设备投资较高,在业务需求不饱满的数据中心,冷冻站设备一步安装到位,将增加数据中心投资压力,故冷冻站应该具备一定扩容能力,冷冻站规模应能随着业务的扩展而增加,并保证扩容时不影响当前业务的正常运营,同时不应降低系统的可靠性。对于IDC等托管型数据中心,客户对业务投入使用的时限要求较高,冷冻站还需具备快速交付的能力。
(3)高稳定性、高可维护性
数据中心常年7×24小时运行,空调系统长时间运转,作为空调核心的冷冻站需要具备稳定运行的能力,设备和安装具备通用性和标准性,便于后期维护和修复。
(4)高节能性
数据中心的空调系统的能耗仅次于IT设备,位居数据中心能耗的第二位。而冷源设备的能耗占据空调系统能耗的50%以上,这就要求冷冻站在满足供冷需求的前提下,尽量降低能耗。
(5)高智能化
为了数据中心安全、可靠、高效的运行,冷冻站应设置集中监控管理系统,以实时监测冷冻站设备运行状况,迅速确定故障,协调各设备间运行,提高整体效率,减少人为操作,简化维护工作。综上所述,以模块化为理念建设的数据中心,其对冷冻站在可靠性、安全性、可在线扩展性、快速交付能力、稳定性、可维护性、节能性、智能化等方面均提出了高要求,冷冻站建设也需要响应模块化建设的要求,方能更好地适应数据中心的发展。
2 数据中心冷冻站模块化建设
(1)数据中心冷冻站模块化建设思路
一直以来,冷冻站以整体冷源的形象出现在数据中心,冷冻站内的各种设备、管道一步安装到位,或者仅预留设备的安装位置,冷冻站系统设计没有考虑可在线扩展、快速交付的需要,使得冷冻站设备扩容时,安装、调试难度大,施工周期长,对空调系统可靠运行造成了影响,不能适应数据中心发展的要求。
以模块化理念建设的冷冻站,冷冻站内的设备以模块的形式出现(如每套冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵可以组成一个供冷模块,补水定压等设备可组成辅助设备模块等),各模块在冷冻站整体架构的基础上,可以实现单模块扩容,降低安装、调试难度,缩短施工周期,减小对运行中空调系统的影响,达到可在线扩展、快速交付的目的,同时模块化设计对冷冻站设备的通用性、施工安装的标准性也有促进,便于运行维护、故障修复。