随着机房环境监控行业的高速发展，日趋成熟，企业也越来越重视机房环境的监控。那么，机房环境监控行业的新趋势是什么呢？戴克森机房云管家动环监控专家为您解答。

机房环境最核心的控制系统是机房环境监控系统，机房环境监控系统的最终目标是实现高度智能化，通过“四遥”功能（遥信、遥测、遥控和遥调），对整个系统进行集中监控管理，实现机房24小时无人值守，最大化降低企业运营成本。

系统可实时收集各设备的运行参数、工作状态及告警信息。系统能对智能型和非智能型的设备进行监控，准确的实现遥信、遥调、遥控及遥调等四遥功能。即既能真实的监测被监控现场对象设备的各种工作状态、运行参数，又能根据需要远程地对监控现场对象进行方便的控制操作，还能远程的对具有可配置运行参数的现场对象的参数进行修改。

系统可设置各级控制操作权限。如果需要并得到相应授权，系统管理人员可以对系统监控对象、人员权限等进行配置，对有关设备进行遥控或遥调，以便处理相关事件或调整设备工作状态，确保机房设备等在最佳状态下运行。

但是现阶段的机房环境监控系统的智能化程度还比较低，分析能力和处理能力还不够成熟，简单的场景表现还好，但是一旦出现复杂场景，就非常可能发生误报。因此，现在没有企业能够做到真正实现无人管理机房，完全放心让机房环境监控系统来管理机房，每个机房中都至少都会配备一个人员进行监控维护。

因此，在机房环境监控系统中加入智能分析模块是必然趋势，机房环境监控智能分析可以将被动机房环境监控转化为主动机房环境监控，解放人力资源，提高机房环境监控效率。尽管目前机房环境监控系统分析能力和处理能力还不够成熟，但随着大数据、云计算等技术的兴起，将会极大提升机房环境监控系统的数据挖掘能力，解决智能分析的各项技术难点，因此具备高度智能化的智能分析模块的智慧机房将是机房环境监控行业的新趋势。

概述：当前数据中心产业中各种大数据技术的应用和兴起，数据量呈现出井喷式的增长，以及用户对数据中心业务的可用性要求也提出全新的诉求与变革。在此背景下，数据中心基础设施建设面临着新的挑战与机遇，模块化、智能化、快速扩容、灵活应变、绿色环保。

 

模块化数据中心基础设施解决方案

基础设施与工程配套模块化

目前业界常用的微模块数据中心主要应用于室内场景,主要是由末端的IT设备、列间空调、高压直流、模块化UPS、冷通道等构成微模块产品;集装箱型数据中心主要应用于室外场景,主要有IT箱、配电箱、冷机箱、柴发箱、办公箱等。前者实现了大规模部署,但只用于IDC的末端设备,且缺乏移动性。后者移动方便、搭建灵活,但规模有限,将这两者结合起来可以实现更快速灵活的方式构建大型数据中心。

 

大型一体化智能数据中心

直接/间接多模式自然制冷

　　在气候条件允许的地区,当室外温度低于室内时,常用的推荐方式为采用直接新风自然冷却,该方案初期投资低、系统简单,对自然条件好的地区节能效果明显。但新风直接进入机房,温度和湿度都难以控制,导致大量的冷凝水和加湿能耗过大、除尘效果差、无法除硫化物和磷化物等化学污染物等问题。

　　为解决上述问题,可引入间接风风换热自然冷却方案,间接自然冷却是采用一个空气-空气换热器,使室外低温空气通过换热器传递给室内高温空气,避免外部新风直接进入机房造成污染。与此同时,空气-空气换热效率减低,换热设备尺寸较大节能受到影响。为了进一步提高节能性,可采用间接蒸发和自然蒸发结合直接新风自然冷却、风风换热自然冷却、机械制冷多种功能,在不同场景灵活选择工作模式。

直接新风自然冷却模式

　　在冬季室外温度低且空气质量好的情况下,可将室外新风与室内热空气进行混合过滤后送入机房,可最大程度地降低空调能耗。

间接风风换热自然冷却模式

　　在冬季室外温度低的情况下,为避免直接新风造成的空气质量问题,在热交换器中机房回风热空气和室外冷空气进行热交换。

间接蒸发自然冷却模式

　　在春秋季室外温度较低的情况下,因室外空气温度不够低,需要通过高压微雾喷淋进行绝热蒸发制冷的方式来补充制冷量。

间接蒸发自然冷却+机械冷却模式

　　在夏季室外温度高的情况下,通过高压微雾喷淋进行绝热蒸发制冷来补充制冷,如经过换热器冷却后的室内空气温度仍然未到达送风温度要求,还需要补充机械制冷。

引入间接蒸发制冷方案无压缩机运行模式,利用水分蒸发吸热原理,进行空气与空气的热量交换,带走机房热量,能效比EER最高可达16.0,是机械压缩制冷空调的5倍,相比于常规冷水机组制冷的节能率,全年节能率>50%。采用间接蒸发制冷方案结合直接新风、风风换热、机械制冷功能,在不同场景灵活选择工作模式,提升整体机房能源使用效率。

新能源与不间断电源并网结合直供配电

　　数据中心一直是耗能大户,因此众多科技巨头都在新能源引入与应用技术上尝试创新。在光照充足的城市,太阳能是最可广泛采用的绿色新能源。太阳能光伏发电系统由多晶硅组件组成,为了节省安装场地,可以安装在模块化数据中心顶部,组件全部横向布置,另外支架具有角度可调和间距可调的功能,整体支架简便,安装快速。

　　光伏发电受日照影响存在供电不稳定性,数据中心配电可以同时结合不间断电源、市电并网方式采用多路冗余方案实现昼夜间灵活切换持续保障。根据不同应用场景可灵活选择多种工作模式:

模式一

　　服务器电源按主备定制,市电直供、光伏与不间断电源(UPS)并网后两路电源一主一备;

模式二

　　服务器电源不分主备,光伏与UPS并网与市电直供两路各承担一半负载

模式三

　　服务器电源按主备定制,光伏与市电并网后与UPS两路电源一主一备;

模式四

　　服务器电源不分主备,光伏与市电并网后与UPS两路各承担一半负载。

智能化管理

　　数据中心重建设轻运维是大部分项目的弊病。运维在数据中心长时间运行生命周期对系统节能、可靠性都起着至关重要的作用。为了减少人为操作误差,去手工化和去纸张化,可采用远程智能化监控方案,实现如下功能:

 

 

模块化、智能化、快速扩容、灵活应变、绿色节能始终是引领数据中心变革的主旋律和灵魂。在现有的模块化数据中心基础上，本文提出了基于MDC+构建绿色节能的新一代模块化数据中心的解决方案，提出多项提高能效的创新技术。通过IT与配套(基础设施、工程)模块化产品设计、直接/间接多模式自然冷却制冷技术、能源与不间断电源并网结合市电直供配电技术以及远程可视化智能机房监控技术可望实现全局PUE在1.5以下，为新一代模块化数据中心基础设施建设提供参考。

机房电源系统运行质量的好坏，直接关系到监测网的运行质量。尤其在出现市电中断等突发情况时，UPS电源可以继续为整个系统提供电力保障，避免丢失相关重要监测数据，确保监测任务正常进行。因此对UPS电源系统的管理与维护尤为重要。

 

 

 

 

 

 

 

UPS电源工作原理

市电经在线式UPS整流滤波后，一方面经逆变后变成纯净的50Hz、220V交流电压输出，另一方面经充电器输出直流电给电池组充电；当市电中断时，由电池组经逆变电路逆变成交流电输出，有效地保证输出连续不间断的电源，全面解决市电中存在的电源故障，为监测机房提供高层次的电源保护。

UPS电源逆变器的供电特性，在一定程度上避免了因市电电网电压波动对监测设备产生影响，其次UPS电源可以实现对负载的稳频、稳压供电，并且在电源中断后其转换时间非常短，几乎可以忽略不计，保证了监测正常进行，适用于保护关键系统、重要数据。

 

UPS电源的管理

1、UPS电源安装环境选择

首先需将UPS接到专用的带有过电流保护装置的插座上，所用电源插座应接保护地端。无论输入电源线是否插入市电插座，UPS输出都可能带电。要使UPS无输出，须先关掉UPS开关，再取消市电供应。

其次，UPS安装环境应远离水、可燃性气体和腐蚀剂，环境温度保持在0～25℃之间,避免阳光直射并保持清洁，UPS电源不宜侧放，应保持进风孔与出风孔通畅。再者，负载与UPS电源连接时，须先关闭负载、再接线，然后逐个打开负载，严禁将电动机、复印机等感性负载接入UPS，以免造成伤害。

2、UPS电源开机、关机

持续按开机键1秒以上进行开机，即开启逆变器。开机时不要将所有的负载同时开启，可以先让其处于旁路工作，然后逐个打开负载，让整体处于逆变的工作状态之中；关机顺序一般是先逐个关闭掉负载，然后将UPS面板关机，这样让整个UPS都处于一个旁路工作的状态；其次不能连续不间断的开启或关闭UPS电源，关闭UPS电源后重启要超过6秒，在恢复正常工作或正常关闭后再进行其他操作。

对于UPS电源使用时不要让整个负载量过大，严重时会导致UPS损坏，负载过轻也会导致蓄电池的深度放电不足，降低电池的使用寿命，因此要选择与负载匹配的UPS电源，输出负载控制在65%-75%之间最佳，可靠性最高。

UPS电源的维护

UPS电源蓄电池严禁深度放电，密封免维护蓄电池的使用寿命与蓄电池的放电深度密切相关。放电深度是指用户在蓄电池使用的过程中，电池放出的安时数占它的标称容量安时数的百分比。深度放电会造成蓄电池内部极板表面硫酸盐化，导致蓄电池的内阻增大，严重时会使个别电池出现“反极”现象和电池的永久性损坏。在日常使用过程中，维护人员发现当市电中断时间过长，蓄电池电量耗尽导致UPS关机的情况下，市电恢复后UPS无法自动启动开机，该种情况不仅造成蓄电池过度放电且需人员现场手动重启。可通过软件设定UPS蓄电池剩余电量阈值控制UPS自动保护性关机，利用该种方式可以有效避免蓄电池过度放电，且市电恢复后可自行重启开机。

新购置UPS电源，充电至少12小时以上，以确保电池充电充分。否则蓄电池的实际可供使用容量将大大低于蓄电池标称容量。UPS电源及蓄电池正常使用时，蓄电池每隔3-6个月充、放电一次，放电后的充电时间应不少于10个小时。对于长期闲置不用的UPS电源，也需做到每3-6个月充电一次。在重新开机使用前，让UPS电源利用机内的充电回路充电12小时以后再接负荷。

以上从几个方面对UPS电源使用与维护作了简单介绍。正确地使用UPS电源系统不仅可以对其起到保护作用，也有利于延长蓄电池使用寿命，从而更好的提供动力输出，保障整个监测网络运行稳定。

在数据中心中，交流UPS系统是非常重要的关键基础设施，为负载提供不间断的供电，保障网络的畅通和设备的正常运行。其中，作为电能储存的蓄电池必定是交流UPS系统的重要组成部分。而由于蓄电池本身特性以及种种原因，目前人们对交流UPS系统用蓄电池的认识或多或少存在着误区，应用不尽人意。实际应用中，有许多交流UPS系统的事故或故障是由蓄电池引起。因此，有必要加强对交流UPS系统中蓄电池应用的要求和蓄电池特性的了解，正确选配和使用蓄电池，以保证其能够充分地发挥应有的作用。

 

 

 

1、蓄电池在UPS供电系统中的作用和意义

蓄电池在交流UPS系统中的主要作用是储存电能。在市电正常供电时，蓄电池通过交流UPS系统的整流-充电电路储存电能，同时对直流电路起到平滑滤波的作用，并在逆变器发生过载时，起到缓冲器的作用。一旦市电发生意外而瞬间波动甚至中断时，交流UPS系统则是由蓄电池放电供给逆变器电能，由逆变器将电池释放出的直流电转变为正弦交流电，以维持UPS的电源输出。也就是说，交流UPS系统在输入异常情况下，全靠蓄电池及时补充电能量，以确保供电不中断。

它的作用主要应包括两方面：

①在市电、油机供电发生波动、瞬断甚至中断时，实现供电的连续性。在供电电源的无缝隙切换过程中，保证对设备的供电不出现大于10ms以上的中断，确保设备不出现掉电。

②在市电、油机供电中断后，在有限的时间内作为后备能源，确保负载在一定的时间内正常用电。它是给交流UPS系统紧急供电时的最后能源保障，其所发挥的作用主要取决于蓄电池组的放电电流和容量。

因此，蓄电池组在交流UPS系统中相当于消防队、救火车。“养兵千日，用兵一时”，平常不用甚至长期不用，但紧急情况下就只有完全依赖它。

其产品的质量及运行和维护质量将直接关系着信息通信网络设备供电的安全性和可用性。

另一方面，受种种因素制约，现时阀控密封铅酸蓄电池又是交流UPS系统中最容易出现问题而且问题最不容易提前发现的薄弱环节。

因此，必须树立这样一种理念：交流UPS系统中蓄电池组的应用（包括设计、采购以及运行维护）时关注的重点，首先是它的可靠性和可用性，而不是省钱、节能减排或延长使用寿命！

2、铅酸蓄电池的设计寿命和有效使用年限

据资料记载，我国通信部门应用铅酸蓄电池始于上世纪30年代，从最早的开口式铅酸蓄电池到上世纪60年代的防酸式铅酸蓄电池就有几十年的历程。进入20世纪80年代起，阀控密封铅酸蓄电池（VRLA）作为更新换代产品，成为主流产品并一直使用。而作为交流UPS的储能部件，至今阀控密封铅酸蓄电池（VRLA）仍然是主打和首选。

阀控密封铅酸蓄电池的使用寿命主要分为循环寿命和浮充寿命两种：

①循环寿命是指蓄电池每充电、放电一次，叫做一次充放电循环，蓄电池在保持输出一定的容量的情况下，所能进行的充放电循环次数，叫做蓄电池的循环寿命；

②浮充寿命是指蓄电池在规定的浮充电压和环境温度下，蓄电池可用寿命终止时的运行时长。寿命终止条件设定在低于10h率额定容量的80%.

从理论分析，阀控密封铅酸蓄电池（VRLA）的设计寿命完全可以达到15～20年，在实际使用中都是以此作为依据。例如，在通信行业标准YD/T799-2002《通信用阀控式密封铅酸蓄电池》对蓄电池的寿命规定为：“2V系列的蓄电池的折合浮充寿命不低于8年。6V以上系列的蓄电池的折合浮充寿命不低于8年。”而在新修订的YD/T799-2010中，是从检测试验的角度对蓄电池的寿命进一步进行了细化和规范，如表1所示。

综上所述，并结合实际使用的情况分析，目前标准规范中对蓄电池的寿命的规定是合适和可行的。目前交流UPS中使用的阀控密封铅酸蓄电池（VRLA）的使用寿命之所以达不到要求，并不是技术原理和生产水平的问题。

3、长延时蓄电池与高倍率蓄电池

在数据中心使用的蓄电池按放电类别一般可分三类，即油机发电机组用的“瞬间大电流放电”和通信电源系统用的“长延时、小电流放电”以及交流UPS系统用的“高倍率放电”。

传统通信网络设备的供电中，通信电源系统的后备时间基本上都是按照设计负荷的数个小时进行设计和配置的。例如10h、8h，至少也有3～5h.蓄电池组基本处于“长延时、小电流”充放电工作状态，蓄电池的标称容量也是以10h放电率下的容量来标定的，例如100Ah/12V、200Ah/6V、1000Ah/2V等，都是按照10h率的放电电流可以释放的电能量分别为100Ah、200Ah和1000Ah.

对于大功率的交流UPS系统由于电压较高，多选用6V或12V的蓄电池。受蓄电池容量和并联组数以及投资成本等诸多方面的限制，其后备时间最低甚至只有15min.也就是说，其蓄电池组的放电率已经远小于10h率，而蓄电池组实际放电电流要远大于10h率放电电流。蓄电池的放电方式已经转变为介于传统的通信用后备蓄电池“长延时、小电流”与启动型蓄电池的“瞬间大电流放电”之间的“高倍率”放电方式。从目前的阀控式密封铅酸蓄电池的技术和工艺结构来说，按照“长延时、小电流”设计和生产的通信用后备电池是不能完全满足这种应用要求的。

因此，同样是12V或6V单体的铅酸蓄电池，不同使用场合的选择是完全不一样的。应用在传统的通信局站、*基站等场合，应该继续选用传统的“小电流、长延时”的通信用铅酸蓄电池；而用于数据中心交流UPS系统的蓄电池组，则应选用适合大电流放电的“高倍率”蓄电池组。两者不应混淆和滥用。

4、直流回路短路故障的危害及蓄电池组近端安装过流保护的必要性

在数据中心中的供电电源系统可以分成交流和直流两个回路。与交流回路相比较，直流回路发生故障时的影响会更大。

主要原因有以下几方面：

（1）蓄电池组短路危害性比交流电要大一般情况下，电气短路起火的首要措施是切断电源。对于交流电源而言，由于电能自上而下地来源于市电电网或柴油发电机组，当发生电气短路故障时，总会有一级保护器件产生动作，及时切断短路的电气电路。而当蓄电池组位于电源供电系统的末端，电能是自下而上提供的，只要越过了直流总配电屏的保护熔丝或蓄电池组的保护断路器，则不会再有其他的保护。发生短路故障时，往往无法有效地切断短路的电气电路。加上直流电流不像交流正弦波，没有过零点时的瞬间电动势为零，一旦发生电气短路极易引起蔓延。而发生短路后的阻抗仅取决于导线线阻和蓄电池组内阻，短路电流基本近似为无穷大，因此，蓄电池组直流电气短路的危害程度远大于交流电气短路。

（2）导致网络中断事故

通信电源中的直流供电系统是保证通信网络设备供电不中断的核心系统，后备蓄电池组是通信网络的应急供电能源所在。对于直流供电系统中，蓄电池组是直接并联在整流器输出端的直流供电回路中，正是由于有后备蓄电池组的存在，市电停电或交流侧发生电气短路中断并不会直接导致通信网络的供电中断。同样，对于交流UPS系统，只要逆变器及后续电路正常工作，后备蓄电池组就能够发挥作用。然而，若直流电源系统特别是蓄电池组发生电气短路，必然造成直流电源系统的输出电压瞬间跌落，引起负载设备掉电，导致网络中断故障，严重影响信息通信的畅通。

（3）引发机房火灾

发生蓄电池组电气短路后，若不能及时发现和切断回路，则必然引起火灾。蓄电池组的质量越好、电量越足，危害也越大。

因此，数据中心交流UPS系统中直流回路特别是蓄电池组的过流保护尤为重要。特别要注意必须在靠近蓄电池组侧配置电池保护箱，其内置开关应为直流型（或交直流两用型）断路器或熔断器，如多组蓄电池并联使用，宜设置总输出开关，且对每组蓄电池分别设置开关进行保护和操作。

5、铅酸蓄电池电气短路故障及漏液隐患分析和检测

在交流UPS系统蓄电池组电气短路的起因中，蓄电池漏液造成对电池架短路或绝缘度下降，造成正负极通过电池架间接短路，一直是发生几率较高、最为难以判断和发现，但后果却非常严重的疑难故障。

目前对于这类故障隐患的防范措施或多或少都有一些不足：

①蓄电池底部增加托盘——托盘可燃；

②电池架增加电木板垫片——不能避免电解液的漫延；

③电池架对电气地绝缘——不易实施且不符合安全规范；

④蓄电池室安装甚早期烟雾告警系统——不及时。

现行在用的高于安全电压的直流电源系统（例如电力操作电源、通信用240V直流供电系统等）都要求采用直流回路对地悬浮工作方式，并设置有绝缘监察（Insulation Monitoring）功能系统。

所谓绝缘监察，是指在直流供电系统中，对直流输出与地的绝缘性能进行检测，判断是否发生接地故障或绝缘性能降低。当发生接地故障或绝缘性能劣化时发出告警。

绝缘监察功能主要通过检测直流供电回路中的电压和电流来实现对地绝缘电阻检测的。其中，电压检测技术主要是由绝缘监察来实时监测正、负直流母线的对地电压，通过对地电压计算出正负母线对地绝缘电阻。当绝缘电阻低于设定的报警值时，发送出告警信号。

从本质上说，蓄电池组电气短路也是一种正负极之间绝缘度下降的极端形式，而对于蓄电池漏液造成的电气短路，必然是正负极之间或者其对电池架（接地）的绝缘度下降。

从绝缘监察的工作原理可知，只要蓄电池组是对地悬浮工作，即蓄电池组的正负极回路（包括充放电电路）均不接地。就可以通过平衡桥电阻来检测是否存在蓄电池漏液或对地绝缘度下降的现象，如图1所示。由于这种检测方法的测量对象是蓄电池组正负极对地的电压，而不管在蓄电池组中任何一点发生接地故障或绝缘度下降，都会引起正极对地电压U1或负极对地电压U2的变化，并能够迅速地在绝缘监察系统中反映出来。因此，借助绝缘监察的检测原理，是可以实现对蓄电池组漏液的检测的。

摘要：在传统上，数据中心的运营和管理应该由核心的设施管理团队处理。但是，如果将IT人员整合到数据中心团队中，可让IT人员了解IT设备与数据中心MEP（机械，电气，管道）系统之间的相互作用。通过将IT专业知识整合到数据中心系统中，可以改进IT系统的托架和堆叠的规划和布局，并更有效地利用MEP系统基础设施来提高效率，并更好地管理容量。

 

在传统上，数据中心的运营和管理应该由核心的设施管理团队处理。但是，如果将IT人员整合到数据中心团队中，可让IT人员了解IT设备与数据中心MEP（机械，电气，管道）系统之间的相互作用。通过将IT专业知识整合到数据中心系统中，可以改进IT系统的托架和堆叠的规划和布局，并更有效地利用MEP系统基础设施来提高效率，并更好地管理容量。

数据中心效率提升是由企业的利润和社会责任的需求所推动的。而如今，数据中心的规模和开支已经不成比例地发展和增长，多年来，节能环保已成为数据中心的主要目标之一。去年，美国政府部门发布了一项关于数据中心能源使用的研究报告表明，美国数据中心在2014年消耗了700亿千瓦时的电力，相当于美国能源消费总量的近2％。换句话说，一个数据中心消耗能源和与一个中型城镇一样多。

那么，IT设备和数据中心设施的整合如何取得成功？根据行业专家的经验，IT部门一定是变化最多，但是数据中心设施的工作人员也要适应。首先，IT部门必须研究和学习数据中心的基础设施设计，以及他们的IT系统如何影响MEP生态系统。

IT部门还必须开发或采购工具来模拟IT系统与MEP基础设施之间的相互作用，在现有基础设施中不破坏既定安全阈值的情况下，将系统部署并堆叠到利用现有基础设施的位置。

这就是IT部门面临的巨大变化和挑战，而如果不能方便地选择机架和堆叠位置，IT部门也不能将责任推卸给那些不知道各种IT系统独特要求的工作成员。现在，IT部门必须负责系统的定位，以便高效地利用机械，电气，管道，空间等系统，以及网络和电缆基础设施。

反过来，数据中心设施的工作人员必须协助IT部门选择，部署，以及集成到IT基础架构管理工具的MEP系统中，并学习如何使用这些系统，以便IT人同和设施人员使用和维护相同的数字工具集。

传统的以数据中心设备人员为主的数据中心运营团队必须成为IT专业人员和设备人员共同工作的团队组合，这二者都需要成功。因此将IT和设施人员集成到数据中心工作团队，不仅能够提高能源效率和管理能力，还能使企业在维持正常运行的同时，满足可持续发展的要求。