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【摘 要】为了保障机房计算机系统的能够有效运行，建设一个现代化的高性能机房需要更高的标准。通过分析传统小型计算机机房存在的问题，结合一体化机构的优势和特点，拓展一体化机柜的应用，形成一体化集成的建设方案，具有一定的实践性和针对性。
【关键词】一体化;机柜;机房;应用
计算机机房设计与施工的优劣，直接关系到机房内计算机系统是否能够稳定可靠地运行，是否能够保证各類信息通畅无阻。计算机机房既要保障机房设备安全可靠地运行，延长计算机系统使用寿命，又能为系统管理员创造一个舒适的环境。能够满足系统管理员对温度，湿度，洁净度，安全防护，电源配电，和防雷接地的要求，所以一个现代化的机房是一个高度可靠性，舒适实用，节能高效和具有可扩展性的机房。
1传统小型计算机机房存在的问题
目前传统小型计算机机房建设存在很多缺陷：
部署凌乱，外观不一致。由于业务量相对较少，没有专门的运维人员，所以，机房内的IT设备摆放不规范，布线凌乱;并且机房设备大部分属于按需采购，有业务需求时，才进行采买，造成设备规格型号不一致，尤其是IT机柜，可能每次采购的外观尺寸都不一致。
集成度低，占地大。采买设备时，由于采购的设备规格型号不一致，导致摆放设备时，随意性增加，浪费了大部分可利用的IT机柜U位，间接的增加了采购成本。
制冷效率低，能耗高。传统小型计算机机房，大多采用家用空调制冷，即无法保证恒温恒湿的机房环境，而且家用空调只要制冷就除湿的特性，导致大量的制冷量浪费，增加电费的支出。
局部热点，冷凝。采用家用空调，制冷效率低，风量小，送风距离近，在机柜内的高密度区域容易产生热点，影响IT设备的运行安全;家用空调蒸发器两端的温差较大，一般为15度，在机房湿度较大时，家用空调的送风温度低于露点温度，会造成机柜及IT设备表面产生冷凝水，有发生发生短路的可能。
无统一管理平台，运维复杂。传统小型计算机机房一般没有安装动环系统，UPS、空调、温度、湿度等没有监控，出现报警或者故障时，无法第一时间通知管理人员，故障的排除往往会滞后，可能造成业务的中断。
2一体化机柜的优势
紧凑型模块式一体柜是为一体柜提供综合配电柜、系统设备监控柜等综合电源柜、系统设备监控柜等设备。[1]为了保证机房IT设备运行的可靠性及业务的连续性，展示良好的企业信息化形象，综合考虑系统功能、系统整合、稳定性、易维护性、易管理性和今后的扩充性等问题。各子系统均采用高可靠性设计标准，充分考虑系统的冗余备份甚至灾难备份的能力，选用具有良好的电磁兼容性和电气隔离性能的设备;建设高可靠性的交流不间断电源系统和空调系统，确保业务7*24小时在线。实现关键业务全保障。一体化机柜由配电系统、制冷系统、机柜和通道系统、监控系统4个部分组成，机柜内设计了照明和布线装置。当需要的蓄电池后备时间较长时，还可选择单独的蓄电池柜。
一体化机柜的优势在于拥有快速灵活、绿色节能、高效节能、智能管理等方面的优点，提高使用感和效率，减少能耗，实现智能化管理模式。它的快速灵活体现在机柜本身就是空调，具有冰箱级制冷效果，降低设备运行温度，机柜是工厂预制，并整体运输的，现场安装仅需一根电缆连接，无室外机和管路连接，调测时间段，仅需2小时，业务快速上线;绿色节能主要是近端制冷，把IT设备放在冰箱里，密闭冷热通道，实现最优制冷效果，一体集成设计节约机房面积;
高效节能主要体现在可靠散热保证无局部热点，提高设备运行可靠性，实现系统产品化，减少现场集成施工导致的故障，提高可用性;智能管理主要是搭建了一体化动环监控平台，能够显示机房温湿度、烟感等，有UPS配电、空调监控设施，发生应急情况时柜门自动弹开，同时还具有短信、电话、邮件、公众号报警等辅助功能，还可以实现IT设备集成监控。
3一体化机柜的应用
3.1总体架构
一体化机柜一般为单柜，根据业务量及IT设备的容量，空调一般选择2.5kW和3.5kW两种制冷量，UPS选择 6kVA，对应的设计IT负载容量分别为2.5kW和3.5kW，分别适用于普通网络场景和有一定计算应用的场景。依据安装现场特点分析一体化柜式机房建设及实际应用中的实用性及可普及性问题。[2]
3.2供配电系统
采用额定电压220V/50Hz单相供电，配置UPS保证供电系统可靠性;配电单元包含了C级防雷、UPS输入输出配电开关、空调配电开关，IT负载配电开关、监控用直流电源等。
3.3 UPS系统
采用机架式UPS，可配置电池包。机架式UPS采用DSP数字信号处理器控制，整流器、逆变器。为数据中心、通信系统、IT网络和关键系统等不受供电缺陷类风险危害其业务和服务的持续性导致重大损失提供理想保护。
3.4制冷系统
数据机房里大量IT设备在工作时释放大量热量，必须要有制冷系统来冷却设备，保证设备的可靠运行。而在网络间或者很小的机房，专门安装空调往往意味着很大的工作量。为此，服务器制冷模块空调，可以实现内外机一体的安装方式，在现场可免于安装空调管路，大大节约施工时间。
对于微型数据中心，空调与冷热通道密封相结合：空调和设备机柜前部为密闭冷通道，设备后方为密闭热通道，实现冷热空气隔离，提高了制冷效果。另一方面，微型数据中心像是一个冰柜，空调设备只需要冷却IT设备部分，而不必关心整个房间，大大提高了制冷效率，节约了能源。服务器制冷模块空调的气流方向为前部上送风方式，后部上回风，它安装在机柜的底部，将服务器排出的热风吸入空调内，热空气经过空调冷却后吹出，再被服务器吸入，如此反复。
3.5监控系统
为了保证整个系统安全、可靠的运行，一体化机柜还需要配置强大的监控系统，用来检测机柜内温/湿度，精密配电电参数，读取空调相关参数，监测UPS相关参数，发出漏水报警、烟雾报警等信息，进行门禁控制等。还需要对内部的IT设备如交换机、网络设备、中间件、操作系统等进行监控。监控方式多种多样，包括短信、电话、邮件、WEB浏览，微型公众号、微型小程序等。
3.6其他
1.消防
一体化机柜属于小场景解决方案，不集成消防系统，可提供传感器和开门选项。在外部安装无管网灭火系统或借用大楼已有的灭火系统，当内部发生火灾触发感温和感烟探测器时，启动模块外部的灭火系统。
一体化机柜冷热通道均封闭，当内部发生火灾时，烟雾传感器给出信号，控制门禁解锁，机柜门打开，消防气体进入内部，达到灭火的目的。
2.防雷接地
一体化机柜主要应用于楼宇机房，整个配电系统在楼宇的配电系统中只是个子系统，电源系统的防雷系统由楼宇低压总配电房/柜提供。所以微型数据中心只在配电单元设置SPD防雷。
总结
微型数据中心采用一体化集成方案，主要具备一体化集成、安全可靠、节省机房占地面积和节约能源、安装省时、省力、省心、架构兼容、快速灵活部署和完善的监控等特点。为解决客户日益增长的新业务需求，满足灵活扩展的需求，一体化机柜定位为智能微模块解决方案，机房面积在10m2左右，主要应用于政府垂直行业乡镇网点，银行网点以及中小企业网络接入等网络间场景，是新一代智能微模块数据中心产品。
参考文献：
[1]陈伯龙.一种紧凑型模块式一体柜研制[J].数字技术与应用，2020，38（11）：154-156.
[2]中国人民银行安康市中心支行课题组，崔玲.一体化机柜在基层央行标准化机房建设中的应用[J].金融科技时代，2019（06）：60-62.
（作者单位：大连天港科技发展有限公司）
【关键词】一体化;机柜;机房;应用
计算机机房设计与施工的优劣，直接关系到机房内计算机系统是否能够稳定可靠地运行，是否能够保证各類信息通畅无阻。计算机机房既要保障机房设备安全可靠地运行，延长计算机系统使用寿命，又能为系统管理员创造一个舒适的环境。能够满足系统管理员对温度，湿度，洁净度，安全防护，电源配电，和防雷接地的要求，所以一个现代化的机房是一个高度可靠性，舒适实用，节能高效和具有可扩展性的机房。
1传统小型计算机机房存在的问题
目前传统小型计算机机房建设存在很多缺陷：
部署凌乱，外观不一致。由于业务量相对较少，没有专门的运维人员，所以，机房内的IT设备摆放不规范，布线凌乱;并且机房设备大部分属于按需采购，有业务需求时，才进行采买，造成设备规格型号不一致，尤其是IT机柜，可能每次采购的外观尺寸都不一致。
集成度低，占地大。采买设备时，由于采购的设备规格型号不一致，导致摆放设备时，随意性增加，浪费了大部分可利用的IT机柜U位，间接的增加了采购成本。
制冷效率低，能耗高。传统小型计算机机房，大多采用家用空调制冷，即无法保证恒温恒湿的机房环境，而且家用空调只要制冷就除湿的特性，导致大量的制冷量浪费，增加电费的支出。
局部热点，冷凝。采用家用空调，制冷效率低，风量小，送风距离近，在机柜内的高密度区域容易产生热点，影响IT设备的运行安全;家用空调蒸发器两端的温差较大，一般为15度，在机房湿度较大时，家用空调的送风温度低于露点温度，会造成机柜及IT设备表面产生冷凝水，有发生发生短路的可能。
无统一管理平台，运维复杂。传统小型计算机机房一般没有安装动环系统，UPS、空调、温度、湿度等没有监控，出现报警或者故障时，无法第一时间通知管理人员，故障的排除往往会滞后，可能造成业务的中断。
2一体化机柜的优势
紧凑型模块式一体柜是为一体柜提供综合配电柜、系统设备监控柜等综合电源柜、系统设备监控柜等设备。[1]为了保证机房IT设备运行的可靠性及业务的连续性，展示良好的企业信息化形象，综合考虑系统功能、系统整合、稳定性、易维护性、易管理性和今后的扩充性等问题。各子系统均采用高可靠性设计标准，充分考虑系统的冗余备份甚至灾难备份的能力，选用具有良好的电磁兼容性和电气隔离性能的设备;建设高可靠性的交流不间断电源系统和空调系统，确保业务7*24小时在线。实现关键业务全保障。一体化机柜由配电系统、制冷系统、机柜和通道系统、监控系统4个部分组成，机柜内设计了照明和布线装置。当需要的蓄电池后备时间较长时，还可选择单独的蓄电池柜。
一体化机柜的优势在于拥有快速灵活、绿色节能、高效节能、智能管理等方面的优点，提高使用感和效率，减少能耗，实现智能化管理模式。它的快速灵活体现在机柜本身就是空调，具有冰箱级制冷效果，降低设备运行温度，机柜是工厂预制，并整体运输的，现场安装仅需一根电缆连接，无室外机和管路连接，调测时间段，仅需2小时，业务快速上线;绿色节能主要是近端制冷，把IT设备放在冰箱里，密闭冷热通道，实现最优制冷效果，一体集成设计节约机房面积;
高效节能主要体现在可靠散热保证无局部热点，提高设备运行可靠性，实现系统产品化，减少现场集成施工导致的故障，提高可用性;智能管理主要是搭建了一体化动环监控平台，能够显示机房温湿度、烟感等，有UPS配电、空调监控设施，发生应急情况时柜门自动弹开，同时还具有短信、电话、邮件、公众号报警等辅助功能，还可以实现IT设备集成监控。
3一体化机柜的应用
3.1总体架构
一体化机柜一般为单柜，根据业务量及IT设备的容量，空调一般选择2.5kW和3.5kW两种制冷量，UPS选择 6kVA，对应的设计IT负载容量分别为2.5kW和3.5kW，分别适用于普通网络场景和有一定计算应用的场景。依据安装现场特点分析一体化柜式机房建设及实际应用中的实用性及可普及性问题。[2]
3.2供配电系统
采用额定电压220V/50Hz单相供电，配置UPS保证供电系统可靠性;配电单元包含了C级防雷、UPS输入输出配电开关、空调配电开关，IT负载配电开关、监控用直流电源等。
3.3 UPS系统
采用机架式UPS，可配置电池包。机架式UPS采用DSP数字信号处理器控制，整流器、逆变器。为数据中心、通信系统、IT网络和关键系统等不受供电缺陷类风险危害其业务和服务的持续性导致重大损失提供理想保护。
3.4制冷系统
数据机房里大量IT设备在工作时释放大量热量，必须要有制冷系统来冷却设备，保证设备的可靠运行。而在网络间或者很小的机房，专门安装空调往往意味着很大的工作量。为此，服务器制冷模块空调，可以实现内外机一体的安装方式，在现场可免于安装空调管路，大大节约施工时间。
对于微型数据中心，空调与冷热通道密封相结合：空调和设备机柜前部为密闭冷通道，设备后方为密闭热通道，实现冷热空气隔离，提高了制冷效果。另一方面，微型数据中心像是一个冰柜，空调设备只需要冷却IT设备部分，而不必关心整个房间，大大提高了制冷效率，节约了能源。服务器制冷模块空调的气流方向为前部上送风方式，后部上回风，它安装在机柜的底部，将服务器排出的热风吸入空调内，热空气经过空调冷却后吹出，再被服务器吸入，如此反复。
3.5监控系统
为了保证整个系统安全、可靠的运行，一体化机柜还需要配置强大的监控系统，用来检测机柜内温/湿度，精密配电电参数，读取空调相关参数，监测UPS相关参数，发出漏水报警、烟雾报警等信息，进行门禁控制等。还需要对内部的IT设备如交换机、网络设备、中间件、操作系统等进行监控。监控方式多种多样，包括短信、电话、邮件、WEB浏览，微型公众号、微型小程序等。
3.6其他
1.消防
一体化机柜属于小场景解决方案，不集成消防系统，可提供传感器和开门选项。在外部安装无管网灭火系统或借用大楼已有的灭火系统，当内部发生火灾触发感温和感烟探测器时，启动模块外部的灭火系统。
一体化机柜冷热通道均封闭，当内部发生火灾时，烟雾传感器给出信号，控制门禁解锁，机柜门打开，消防气体进入内部，达到灭火的目的。
2.防雷接地
一体化机柜主要应用于楼宇机房，整个配电系统在楼宇的配电系统中只是个子系统，电源系统的防雷系统由楼宇低压总配电房/柜提供。所以微型数据中心只在配电单元设置SPD防雷。
总结
微型数据中心采用一体化集成方案，主要具备一体化集成、安全可靠、节省机房占地面积和节约能源、安装省时、省力、省心、架构兼容、快速灵活部署和完善的监控等特点。为解决客户日益增长的新业务需求，满足灵活扩展的需求，一体化机柜定位为智能微模块解决方案，机房面积在10m2左右，主要应用于政府垂直行业乡镇网点，银行网点以及中小企业网络接入等网络间场景，是新一代智能微模块数据中心产品。
参考文献：
[1]陈伯龙.一种紧凑型模块式一体柜研制[J].数字技术与应用，2020，38（11）：154-156.
[2]中国人民银行安康市中心支行课题组，崔玲.一体化机柜在基层央行标准化机房建设中的应用[J].金融科技时代，2019（06）：60-62.
（作者单位：大连天港科技发展有限公司）