寸土寸金的商务区，金融数据中心低成本改建可行吗？

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数据中心现状

项目方是地处上海浦东的一家金融公司，上市后随着公司业务量不断增长，对数据中心需求越来越大，2001年建设的数据中心越来越力不从心，并常有宕机危险，因此用户迫切需要改建数据中心以满足日益增长的业务需求。

改建的挑战

项目方所在地的房价非常昂贵，每平方米高达10万以上。需要改建的数据中心位于大型工业园区及5A级商务中心，有来自不同变电所的A、B双路供电线路，并且有统一的柴油发电机系统。

由于地价非常贵，用户希望数据中心实际使用面积越小越好，IT部门初步规划用于改建数据中心机房面积为368平方（不含暖通系统及室外设备面积），长为40米，深为9.2米，IT部门按照服务器数量及将来业务扩展需要，计划改建机房配置100个机柜，每个机柜功率为4.5KW，总IT负载功率达450KW。

用户聘请传统设计院设计的数据中心规划如下：

▪ 消防机房（有管网系统），宽3.5米，深9.2米，面积32.2平方，放置管网消防设备。

▪ 主机房，长25.2米，深9.2米，面积232平方，放置10排机柜，每排有10机柜，单机柜功率为4.5KW，IT机柜总功率450KW，配置9台70KW精密空调（8+1冗余），空调主机采用冷冻水下送风系统，采用450MM高架地板，机柜高度为标准42U。

▪ 输入配电及UPS房，宽6.5米，深9.2米，面积60平方，其中配置了八个输入配电柜，配置二套500KVAUPS系统（共八个机柜位）及四个UPS输出配电柜，配置二台70KW冷冻水空调系统，总共有20个机柜位。

▪ 蓄电池房，宽4.8米，深9.2米，面积44平方，放置二套为UPS系统配置的蓄电池，单机蓄电池后备时间为15分钟。

四个功能区域总面积达到368平方，具体布置如下图：

主机房

用户希望数据中心能使用10年以上，所以不打算租赁机房使用权，而是直接购买机房产权，但根据一平方10万以上的价格，光买房就需要投入3680多万元，上报至集团审批时，主管经理难以接受，也使集团决策非常犹豫。

改建解决方案

项目方决定聘请专业数据中心咨询服务公司（以下称咨询公司）对上述方案进行评审，咨询公司根据客户高房价的特点，给出了更优的中高密度设计规划方案，单机柜功率密度设计为15KW，将来可以升级至单机柜20KW，预留了业务发展的空间。精密空调采用数据中心各大供应商都能供货的高效的机柜式行级冷冻水制冷系统，选择水平送风方式，因此取消了高架地板配置，所以可以使用更高的52U机柜。采用机柜式模块化UPS及机柜式配电柜，机柜式行级精密空调和30个52U机柜组成二排，选择行业内更高效的热通道封闭系统。

主机房（含消防、制冷、UPS、UPS输入输出柜及30个52U高的机柜）,长20米，深5.8米，面积116平方，配置了48个机柜位，其中52U高IT服务器机柜30个（每个机柜15KW，30个机柜满足IT总负载450KW要求，将来可以扩展至单机柜20KW），二套500KVA模块化UPS（每套4个机柜位，含输入输出配电柜、UPS控制柜及2个UPS主机柜，共8个机柜位，可以升级至1000KW），65KW行级冷冻水机柜式精密空调10套（共10个机柜位），每套行级冷冻水机柜式精密空调内含双路电源输入装置，精密空调内机采用市电+UPS供电方式，分别由市电配电及UPS配电供电。

48个机柜位置排成二排，采用热通道封闭系统（热通道宽度为1米）。由于主机房面积仅为116平方（小于150平方），采用二个柜式消防设施。预留长2.6米，深5.8米，22平方作为二期单机柜功率密度升至20KW时，放置扩容模块化UPS。

输入配电系统区域，长7.6米，深3.4米，面积26平方，放置8套输入配电柜及二套30KW行级冷冻水机柜式精密空调，消防设备为二个专用消防钢瓶。

蓄电池房，长12.4米，宽3.4米，面积42平方，放置二套为UPS系统配置的蓄电池，单机蓄电池后备时间为15分钟。消防设备为四个专用消防钢瓶。

取消了管网消防房间，改用无管柜式消防。

结果

经过咨询公司优化规划设计后，新的改建数据中心给用户带来益处：

三个功能区域总面积为184平方，中高密度设计方案和低密度设计方案相比，面积节省184平方，按单价10万多一平方算，省1840多万元。

采用水平送风系统，不再需要高架地板，从下图1可以看出，行级空调水平送风温度为21度，比下送风空调出口温度16度高5度（节能），和下送风空调比较，高送风温度也使空调加湿功率大大降低（节能）。高架地板无论开孔面积多少都会制约地板输出冷量功率，从而影响单机柜功率密度，而高密度=高效率（否则各服务器供应商也不会不遗余力去研发高密度服务器），而行级空调采用水平送风，送风可以不通过高架地板直接将冷能送至机柜进风口（冷通道），送出冷量达65KW(高架地板是绝对送不出如此冷量的)。

图1

另外热通道封闭系统比冷通道封闭系统更加节能。

由于采用冷冻水室外机，在冬季室外机可以采用自然冷却运行功能（节能）。

设计院设计的是二台传统500KVA主机，是2N系统，而咨询公司采用的是可以边成长边投资的模块化UPS，是A路N+1，B路也是N+1，大大增加了可靠性。另外模块化UPS系统比传统UPS要节能，主要表现在保证N+2 情况下，多余功率模块会自动进入休眠状态，从而提高UPS负载率，进而提高整体运行效率，降低了PUE。