隨著機房環境監控行業的高速發展，日趨成熟，企業也越來越重視機房環境的監控。那么，機房環境監控行業的新趨勢是什么呢？戴克森機房云管家動環監控專家為您解答。

機房環境最核心的控制系統是機房環境監控系統，機房環境監控系統的最終目標是實現高度智能化，通過“四遙”功能（遙信、遙測、遙控和遙調），對整個系統進行集中監控管理，實現機房24小時無人值守，最大化降低企業運營成本。

系統可實時收集各設備的運行參數、工作狀態及告警信息。系統能對智能型和非智能型的設備進行監控，準確的實現遙信、遙調、遙控及遙調等四遙功能。即既能真實的監測被監控現場對象設備的各種工作狀態、運行參數，又能根據需要遠程地對監控現場對象進行方便的控制操作，還能遠程的對具有可配置運行參數的現場對象的參數進行修改。

系統可設置各級控制操作權限。如果需要并得到相應授權，系統管理人員可以對系統監控對象、人員權限等進行配置，對有關設備進行遙控或遙調，以便處理相關事件或調整設備工作狀態，確保機房設備等在最佳狀態下運行。

但是現階段的機房環境監控系統的智能化程度還比較低，分析能力和處理能力還不夠成熟，簡單的場景表現還好，但是一旦出現復雜場景，就非常可能發生誤報。因此，現在沒有企業能夠做到真正實現無人管理機房，完全放心讓機房環境監控系統來管理機房，每個機房中都至少都會配備一個人員進行監控維護。

因此，在機房環境監控系統中加入智能分析模塊是必然趨勢，機房環境監控智能分析可以將被動機房環境監控轉化為主動機房環境監控，解放人力資源，提高機房環境監控效率。盡管目前機房環境監控系統分析能力和處理能力還不夠成熟，但隨著大數據、云計算等技術的興起，將會極大提升機房環境監控系統的數據挖掘能力，解決智能分析的各項技術難點，因此具備高度智能化的智能分析模塊的智慧機房將是機房環境監控行業的新趨勢。

概述：當前數據中心產業中各種大數據技術的應用和興起，數據量呈現出井噴式的增長，以及用戶對數據中心業務的可用性要求也提出全新的訴求與變革。在此背景下，數據中心基礎設施建設面臨著新的挑戰與機遇，模塊化、智能化、快速擴容、靈活應變、綠色環保。

 

模塊化數據中心基礎設施解決方案

基礎設施與工程配套模塊化

目前業界常用的微模塊數據中心主要應用于室內場景,主要是由末端的IT設備、列間空調、高壓直流、模塊化UPS、冷通道等構成微模塊產品;集裝箱型數據中心主要應用于室外場景,主要有IT箱、配電箱、冷機箱、柴發箱、辦公箱等。前者實現了大規模部署,但只用于IDC的末端設備,且缺乏移動性。后者移動方便、搭建靈活,但規模有限,將這兩者結合起來可以實現更快速靈活的方式構建大型數據中心。

 

大型一體化智能數據中心

直接/間接多模式自然制冷

　　在氣候條件允許的地區,當室外溫度低于室內時,常用的推薦方式為采用直接新風自然冷卻,該方案初期投資低、系統簡單,對自然條件好的地區節能效果明顯。但新風直接進入機房,溫度和濕度都難以控制,導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污染物等問題。

　　為解決上述問題,可引入間接風風換熱自然冷卻方案,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高溫空氣,避免外部新風直接進入機房造成污染。與此同時,空氣-空氣換熱效率減低,換熱設備尺寸較大節能受到影響。為了進一步提高節能性,可采用間接蒸發和自然蒸發結合直接新風自然冷卻、風風換熱自然冷卻、機械制冷多種功能,在不同場景靈活選擇工作模式。

直接新風自然冷卻模式

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

間接風風換熱自然冷卻模式

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

間接蒸發自然冷卻模式

　　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制冷的方式來補充制冷量。

間接蒸發自然冷卻+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制冷來補充制冷,如經過換熱器冷卻后的室內空氣溫度仍然未到達送風溫度要求,還需要補充機械制冷。

引入間接蒸發制冷方案無壓縮機運行模式,利用水分蒸發吸熱原理,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的5倍,相比于常規冷水機組制冷的節能率,全年節能率>50%。采用間接蒸發制冷方案結合直接新風、風風換熱、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結合直供配電

　　數據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用技術上嘗試創新。在光照充足的城市,太陽能是最可廣泛采用的綠色新能源。太陽能光伏發電系統由多晶硅組件組成,為了節省安裝場地,可以安裝在模塊化數據中心頂部,組件全部橫向布置,另外支架具有角度可調和間距可調的功能,整體支架簡便,安裝快速。

　　光伏發電受日照影響存在供電不穩定性,數據中心配電可以同時結合不間斷電源、市電并網方式采用多路冗余方案實現晝夜間靈活切換持續保障。根據不同應用場景可靈活選擇多種工作模式:

模式一

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

模式二

　　服務器電源不分主備,光伏與UPS并網與市電直供兩路各承擔一半負載

模式三

　　服務器電源按主備定制,光伏與市電并網后與UPS兩路電源一主一備;

模式四

　　服務器電源不分主備,光伏與市電并網后與UPS兩路各承擔一半負載。

智能化管理

　　數據中心重建設輕運維是大部分項目的弊病。運維在數據中心長時間運行生命周期對系統節能、可靠性都起著至關重要的作用。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控方案,實現如下功能:

 

 

模塊化、智能化、快速擴容、靈活應變、綠色節能始終是引領數據中心變革的主旋律和靈魂。在現有的模塊化數據中心基礎上，本文提出了基于MDC+構建綠色節能的新一代模塊化數據中心的解決方案，提出多項提高能效的創新技術。通過IT與配套(基礎設施、工程)模塊化產品設計、直接/間接多模式自然冷卻制冷技術、能源與不間斷電源并網結合市電直供配電技術以及遠程可視化智能機房監控技術可望實現全局PUE在1.5以下，為新一代模塊化數據中心基礎設施建設提供參考。

機房電源系統運行質量的好壞，直接關系到監測網的運行質量。尤其在出現市電中斷等突發情況時，UPS電源可以繼續為整個系統提供電力保障，避免丟失相關重要監測數據，確保監測任務正常進行。因此對UPS電源系統的管理與維護尤為重要。

 

 

 

 

 

 

 

UPS電源工作原理

市電經在線式UPS整流濾波后，一方面經逆變后變成純凈的50Hz、220V交流電壓輸出，另一方面經充電器輸出直流電給電池組充電；當市電中斷時，由電池組經逆變電路逆變成交流電輸出，有效地保證輸出連續不間斷的電源，全面解決市電中存在的電源故障，為監測機房提供高層次的電源保護。

UPS電源逆變器的供電特性，在一定程度上避免了因市電電網電壓波動對監測設備產生影響，其次UPS電源可以實現對負載的穩頻、穩壓供電，并且在電源中斷后其轉換時間非常短，幾乎可以忽略不計，保證了監測正常進行，適用于保護關鍵系統、重要數據。

 

UPS電源的管理

1、UPS電源安裝環境選擇

首先需將UPS接到專用的帶有過電流保護裝置的插座上，所用電源插座應接保護地端。無論輸入電源線是否插入市電插座，UPS輸出都可能帶電。要使UPS無輸出，須先關掉UPS開關，再取消市電供應。

其次，UPS安裝環境應遠離水、可燃性氣體和腐蝕劑，環境溫度保持在0～25℃之間,避免陽光直射并保持清潔，UPS電源不宜側放，應保持進風孔與出風孔通暢。再者，負載與UPS電源連接時，須先關閉負載、再接線，然后逐個打開負載，嚴禁將電動機、復印機等感性負載接入UPS，以免造成傷害。

2、UPS電源開機、關機

持續按開機鍵1秒以上進行開機，即開啟逆變器。開機時不要將所有的負載同時開啟，可以先讓其處于旁路工作，然后逐個打開負載，讓整體處于逆變的工作狀態之中；關機順序一般是先逐個關閉掉負載，然后將UPS面板關機，這樣讓整個UPS都處于一個旁路工作的狀態；其次不能連續不間斷的開啟或關閉UPS電源，關閉UPS電源后重啟要超過6秒，在恢復正常工作或正常關閉后再進行其他操作。

對于UPS電源使用時不要讓整個負載量過大，嚴重時會導致UPS損壞，負載過輕也會導致蓄電池的深度放電不足，降低電池的使用壽命，因此要選擇與負載匹配的UPS電源，輸出負載控制在65%-75%之間最佳，可靠性最高。

UPS電源的維護

UPS電源蓄電池嚴禁深度放電，密封免維護蓄電池的使用壽命與蓄電池的放電深度密切相關。放電深度是指用戶在蓄電池使用的過程中，電池放出的安時數占它的標稱容量安時數的百分比。深度放電會造成蓄電池內部極板表面硫酸鹽化，導致蓄電池的內阻增大，嚴重時會使個別電池出現“反極”現象和電池的永久性損壞。在日常使用過程中，維護人員發現當市電中斷時間過長，蓄電池電量耗盡導致UPS關機的情況下，市電恢復后UPS無法自動啟動開機，該種情況不僅造成蓄電池過度放電且需人員現場手動重啟。可通過軟件設定UPS蓄電池剩余電量閾值控制UPS自動保護性關機，利用該種方式可以有效避免蓄電池過度放電，且市電恢復后可自行重啟開機。

新購置UPS電源，充電至少12小時以上，以確保電池充電充分。否則蓄電池的實際可供使用容量將大大低于蓄電池標稱容量。UPS電源及蓄電池正常使用時，蓄電池每隔3-6個月充、放電一次，放電后的充電時間應不少于10個小時。對于長期閑置不用的UPS電源，也需做到每3-6個月充電一次。在重新開機使用前，讓UPS電源利用機內的充電回路充電12小時以后再接負荷。

以上從幾個方面對UPS電源使用與維護作了簡單介紹。正確地使用UPS電源系統不僅可以對其起到保護作用，也有利于延長蓄電池使用壽命，從而更好的提供動力輸出，保障整個監測網絡運行穩定。

在數據中心中，交流UPS系統是非常重要的關鍵基礎設施，為負載提供不間斷的供電，保障網絡的暢通和設備的正常運行。其中，作為電能儲存的蓄電池必定是交流UPS系統的重要組成部分。而由于蓄電池本身特性以及種種原因，目前人們對交流UPS系統用蓄電池的認識或多或少存在著誤區，應用不盡人意。實際應用中，有許多交流UPS系統的事故或故障是由蓄電池引起。因此，有必要加強對交流UPS系統中蓄電池應用的要求和蓄電池特性的了解，正確選配和使用蓄電池，以保證其能夠充分地發揮應有的作用。

 

 

 

1、蓄電池在UPS供電系統中的作用和意義

蓄電池在交流UPS系統中的主要作用是儲存電能。在市電正常供電時，蓄電池通過交流UPS系統的整流-充電電路儲存電能，同時對直流電路起到平滑濾波的作用，并在逆變器發生過載時，起到緩沖器的作用。一旦市電發生意外而瞬間波動甚至中斷時，交流UPS系統則是由蓄電池放電供給逆變器電能，由逆變器將電池釋放出的直流電轉變為正弦交流電，以維持UPS的電源輸出。也就是說，交流UPS系統在輸入異常情況下，全靠蓄電池及時補充電能量，以確保供電不中斷。

它的作用主要應包括兩方面：

①在市電、油機供電發生波動、瞬斷甚至中斷時，實現供電的連續性。在供電電源的無縫隙切換過程中，保證對設備的供電不出現大于10ms以上的中斷，確保設備不出現掉電。

②在市電、油機供電中斷后，在有限的時間內作為后備能源，確保負載在一定的時間內正常用電。它是給交流UPS系統緊急供電時的最后能源保障，其所發揮的作用主要取決于蓄電池組的放電電流和容量。

因此，蓄電池組在交流UPS系統中相當于消防隊、救火車。“養兵千日，用兵一時”，平常不用甚至長期不用，但緊急情況下就只有完全依賴它。

其產品的質量及運行和維護質量將直接關系著信息通信網絡設備供電的安全性和可用性。

另一方面，受種種因素制約，現時閥控密封鉛酸蓄電池又是交流UPS系統中最容易出現問題而且問題最不容易提前發現的薄弱環節。

因此，必須樹立這樣一種理念：交流UPS系統中蓄電池組的應用（包括設計、采購以及運行維護）時關注的重點，首先是它的可靠性和可用性，而不是省錢、節能減排或延長使用壽命！

2、鉛酸蓄電池的設計壽命和有效使用年限

據資料記載，我國通信部門應用鉛酸蓄電池始于上世紀30年代，從最早的開口式鉛酸蓄電池到上世紀60年代的防酸式鉛酸蓄電池就有幾十年的歷程。進入20世紀80年代起，閥控密封鉛酸蓄電池（VRLA）作為更新換代產品，成為主流產品并一直使用。而作為交流UPS的儲能部件，至今閥控密封鉛酸蓄電池（VRLA）仍然是主打和首選。

閥控密封鉛酸蓄電池的使用壽命主要分為循環壽命和浮充壽命兩種：

①循環壽命是指蓄電池每充電、放電一次，叫做一次充放電循環，蓄電池在保持輸出一定的容量的情況下，所能進行的充放電循環次數，叫做蓄電池的循環壽命；

②浮充壽命是指蓄電池在規定的浮充電壓和環境溫度下，蓄電池可用壽命終止時的運行時長。壽命終止條件設定在低于10h率額定容量的80%.

從理論分析，閥控密封鉛酸蓄電池（VRLA）的設計壽命完全可以達到15～20年，在實際使用中都是以此作為依據。例如，在通信行業標準YD/T799-2002《通信用閥控式密封鉛酸蓄電池》對蓄電池的壽命規定為：“2V系列的蓄電池的折合浮充壽命不低于8年。6V以上系列的蓄電池的折合浮充壽命不低于8年。”而在新修訂的YD/T799-2010中，是從檢測試驗的角度對蓄電池的壽命進一步進行了細化和規范，如表1所示。

綜上所述，并結合實際使用的情況分析，目前標準規范中對蓄電池的壽命的規定是合適和可行的。目前交流UPS中使用的閥控密封鉛酸蓄電池（VRLA）的使用壽命之所以達不到要求，并不是技術原理和生產水平的問題。

3、長延時蓄電池與高倍率蓄電池

在數據中心使用的蓄電池按放電類別一般可分三類，即油機發電機組用的“瞬間大電流放電”和通信電源系統用的“長延時、小電流放電”以及交流UPS系統用的“高倍率放電”。

傳統通信網絡設備的供電中，通信電源系統的后備時間基本上都是按照設計負荷的數個小時進行設計和配置的。例如10h、8h，至少也有3～5h.蓄電池組基本處于“長延時、小電流”充放電工作狀態，蓄電池的標稱容量也是以10h放電率下的容量來標定的，例如100Ah/12V、200Ah/6V、1000Ah/2V等，都是按照10h率的放電電流可以釋放的電能量分別為100Ah、200Ah和1000Ah.

對于大功率的交流UPS系統由于電壓較高，多選用6V或12V的蓄電池。受蓄電池容量和并聯組數以及投資成本等諸多方面的限制，其后備時間最低甚至只有15min.也就是說，其蓄電池組的放電率已經遠小于10h率，而蓄電池組實際放電電流要遠大于10h率放電電流。蓄電池的放電方式已經轉變為介于傳統的通信用后備蓄電池“長延時、小電流”與啟動型蓄電池的“瞬間大電流放電”之間的“高倍率”放電方式。從目前的閥控式密封鉛酸蓄電池的技術和工藝結構來說，按照“長延時、小電流”設計和生產的通信用后備電池是不能完全滿足這種應用要求的。

因此，同樣是12V或6V單體的鉛酸蓄電池，不同使用場合的選擇是完全不一樣的。應用在傳統的通信局站、*基站等場合，應該繼續選用傳統的“小電流、長延時”的通信用鉛酸蓄電池；而用于數據中心交流UPS系統的蓄電池組，則應選用適合大電流放電的“高倍率”蓄電池組。兩者不應混淆和濫用。

4、直流回路短路故障的危害及蓄電池組近端安裝過流保護的必要性

在數據中心中的供電電源系統可以分成交流和直流兩個回路。與交流回路相比較，直流回路發生故障時的影響會更大。

主要原因有以下幾方面：

（1）蓄電池組短路危害性比交流電要大一般情況下，電氣短路起火的首要措施是切斷電源。對于交流電源而言，由于電能自上而下地來源于市電電網或柴油發電機組，當發生電氣短路故障時，總會有一級保護器件產生動作，及時切斷短路的電氣電路。而當蓄電池組位于電源供電系統的末端，電能是自下而上提供的，只要越過了直流總配電屏的保護熔絲或蓄電池組的保護斷路器，則不會再有其他的保護。發生短路故障時，往往無法有效地切斷短路的電氣電路。加上直流電流不像交流正弦波，沒有過零點時的瞬間電動勢為零，一旦發生電氣短路極易引起蔓延。而發生短路后的阻抗僅取決于導線線阻和蓄電池組內阻，短路電流基本近似為無窮大，因此，蓄電池組直流電氣短路的危害程度遠大于交流電氣短路。

（2）導致網絡中斷事故

通信電源中的直流供電系統是保證通信網絡設備供電不中斷的核心系統，后備蓄電池組是通信網絡的應急供電能源所在。對于直流供電系統中，蓄電池組是直接并聯在整流器輸出端的直流供電回路中，正是由于有后備蓄電池組的存在，市電停電或交流側發生電氣短路中斷并不會直接導致通信網絡的供電中斷。同樣，對于交流UPS系統，只要逆變器及后續電路正常工作，后備蓄電池組就能夠發揮作用。然而，若直流電源系統特別是蓄電池組發生電氣短路，必然造成直流電源系統的輸出電壓瞬間跌落，引起負載設備掉電，導致網絡中斷故障，嚴重影響信息通信的暢通。

（3）引發機房火災

發生蓄電池組電氣短路后，若不能及時發現和切斷回路，則必然引起火災。蓄電池組的質量越好、電量越足，危害也越大。

因此，數據中心交流UPS系統中直流回路特別是蓄電池組的過流保護尤為重要。特別要注意必須在靠近蓄電池組側配置電池保護箱，其內置開關應為直流型（或交直流兩用型）斷路器或熔斷器，如多組蓄電池并聯使用，宜設置總輸出開關，且對每組蓄電池分別設置開關進行保護和操作。

5、鉛酸蓄電池電氣短路故障及漏液隱患分析和檢測

在交流UPS系統蓄電池組電氣短路的起因中，蓄電池漏液造成對電池架短路或絕緣度下降，造成正負極通過電池架間接短路，一直是發生幾率較高、最為難以判斷和發現，但后果卻非常嚴重的疑難故障。

目前對于這類故障隱患的防范措施或多或少都有一些不足：

①蓄電池底部增加托盤——托盤可燃；

②電池架增加電木板墊片——不能避免電解液的漫延；

③電池架對電氣地絕緣——不易實施且不符合安全規范；

④蓄電池室安裝甚早期煙霧告警系統——不及時。

現行在用的高于安全電壓的直流電源系統（例如電力操作電源、通信用240V直流供電系統等）都要求采用直流回路對地懸浮工作方式，并設置有絕緣監察（Insulation Monitoring）功能系統。

所謂絕緣監察，是指在直流供電系統中，對直流輸出與地的絕緣性能進行檢測，判斷是否發生接地故障或絕緣性能降低。當發生接地故障或絕緣性能劣化時發出告警。

絕緣監察功能主要通過檢測直流供電回路中的電壓和電流來實現對地絕緣電阻檢測的。其中，電壓檢測技術主要是由絕緣監察來實時監測正、負直流母線的對地電壓，通過對地電壓計算出正負母線對地絕緣電阻。當絕緣電阻低于設定的報警值時，發送出告警信號。

從本質上說，蓄電池組電氣短路也是一種正負極之間絕緣度下降的極端形式，而對于蓄電池漏液造成的電氣短路，必然是正負極之間或者其對電池架（接地）的絕緣度下降。

從絕緣監察的工作原理可知，只要蓄電池組是對地懸浮工作，即蓄電池組的正負極回路（包括充放電電路）均不接地。就可以通過平衡橋電阻來檢測是否存在蓄電池漏液或對地絕緣度下降的現象，如圖1所示。由于這種檢測方法的測量對象是蓄電池組正負極對地的電壓，而不管在蓄電池組中任何一點發生接地故障或絕緣度下降，都會引起正極對地電壓U1或負極對地電壓U2的變化，并能夠迅速地在絕緣監察系統中反映出來。因此，借助絕緣監察的檢測原理，是可以實現對蓄電池組漏液的檢測的。

摘要：在傳統上，數據中心的運營和管理應該由核心的設施管理團隊處理。但是，如果將IT人員整合到數據中心團隊中，可讓IT人員了解IT設備與數據中心MEP（機械，電氣，管道）系統之間的相互作用。通過將IT專業知識整合到數據中心系統中，可以改進IT系統的托架和堆疊的規劃和布局，并更有效地利用MEP系統基礎設施來提高效率，并更好地管理容量。

 

在傳統上，數據中心的運營和管理應該由核心的設施管理團隊處理。但是，如果將IT人員整合到數據中心團隊中，可讓IT人員了解IT設備與數據中心MEP（機械，電氣，管道）系統之間的相互作用。通過將IT專業知識整合到數據中心系統中，可以改進IT系統的托架和堆疊的規劃和布局，并更有效地利用MEP系統基礎設施來提高效率，并更好地管理容量。

數據中心效率提升是由企業的利潤和社會責任的需求所推動的。而如今，數據中心的規模和開支已經不成比例地發展和增長，多年來，節能環保已成為數據中心的主要目標之一。去年，美國政府部門發布了一項關于數據中心能源使用的研究報告表明，美國數據中心在2014年消耗了700億千瓦時的電力，相當于美國能源消費總量的近2％。換句話說，一個數據中心消耗能源和與一個中型城鎮一樣多。

那么，IT設備和數據中心設施的整合如何取得成功？根據行業專家的經驗，IT部門一定是變化最多，但是數據中心設施的工作人員也要適應。首先，IT部門必須研究和學習數據中心的基礎設施設計，以及他們的IT系統如何影響MEP生態系統。

IT部門還必須開發或采購工具來模擬IT系統與MEP基礎設施之間的相互作用，在現有基礎設施中不破壞既定安全閾值的情況下，將系統部署并堆疊到利用現有基礎設施的位置。

這就是IT部門面臨的巨大變化和挑戰，而如果不能方便地選擇機架和堆疊位置，IT部門也不能將責任推卸給那些不知道各種IT系統獨特要求的工作成員。現在，IT部門必須負責系統的定位，以便高效地利用機械，電氣，管道，空間等系統，以及網絡和電纜基礎設施。

反過來，數據中心設施的工作人員必須協助IT部門選擇，部署，以及集成到IT基礎架構管理工具的MEP系統中，并學習如何使用這些系統，以便IT人同和設施人員使用和維護相同的數字工具集。

傳統的以數據中心設備人員為主的數據中心運營團隊必須成為IT專業人員和設備人員共同工作的團隊組合，這二者都需要成功。因此將IT和設施人員集成到數據中心工作團隊，不僅能夠提高能源效率和管理能力，還能使企業在維持正常運行的同時，滿足可持續發展的要求。