本文以湖北广电长江云建设为例，简要介绍了模块化数据中心的特点，重点分析了模块化集装箱数据中心制冷解决方案，详细列出了机房制冷系统的负荷计算方法，提出了机房降低能耗、提高效率的有效办法。
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云平台
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2015年12月，国家新闻出版广电总局科技司发布了《电视台融合媒体平台建设技术白皮书》，白皮书的发布正式拉开了广电领域云平台建设的大幕，也标志着广电系统正式走进云时代，北京、上海、江
安能物流快递查询苏、云南也相继构建了自己的私有云平台。目前，广电系统都在规划各自的云平台，云平台已成为广电发展的借力点，它的成功上线离不开硬件系统——数据中心的支持。传统数据中心的建设往往需要较长的建设周期，远远不能满足云平台快速搭建、快速投入的需求。于是，新一代模块化集装箱数据中心成为云平台快速建设的首选。模块化数据中心在工厂预制，现场拼装，可以在短时间内建成，并投入使用。本文以湖北广电长江云建设为例，简要介绍了模块化数据中心的特点，重点分析了模块化集装箱数据中心制冷解决方案，详细列出了机房制冷系统的负荷计算方法，提出了机房降低能耗、提高效率的有效办法。
一 项目简介
1. 模块化数据中心介绍
传统数据中心的建设受基础设施的制约，建设周期通常较长，短则半年，长则1~2年。在云计算技术飞速发展
前业务需要的数据中心是用户面对的难题。将一个大的数据中心模块化，可以有效地解决这个问题，这就是新一代的模块化数据中心。它的设计思路就是将一个大的数据中心按照区域分割成许多小的模块，在每一个模块里集成电源定制一个或多个模块，以满足当前的需要，定制的模块在工厂预制，现场安装，时间周期大幅缩减，成本大幅降低。今后企业发展了，需求增大了，再定制、增加新的模块，
同原有模块实现无缝对接，逐步扩大规模。其主要特点如下：
z 建设周期短。从方案设计、工厂预制、现场安装、软件部署、调试运行、投入使用，工期大幅缩减。往往只需几个月时间，短则几个星期。
z 选址灵活。根据用户的客观环境和需要，可以部署在任何位置。
z 扩展容易。根据今后用户业务发展的需要，可以按需增购。
z 维护方便。
由于整个系统的设计采用模块化的思路，只要预留合理冗余，单个模块的故障及维修，不影响整个系统的运行。
z 管理高效。智能监测系统的设计，使数据中心实现了无人值守，摆脱人工现场管理，提高管理效率，降低运维成本。
z 绿节能。相比传统数据中心，空间、设备利用率高，能耗相对更低。
2. 长江云数据中心简介
湖北广播电视台现有广播频道10个、电视频道9个以及新媒体集团，地处两岸三地。长江云平台的建设是以云
z 资源共享。全台记者，无论身在何地，任意时刻，只要登录云平台，选题策划、采访安排、资源调度、素材搜集、编辑制作、传输发布等都能在云平台完成，从而实现资源共享。
根据湖北广播电视台电视节目制作和播出区域的实际环境，长江云数据中心选用华为公司生产的模块化集装箱数据中心。数据中心位于湖北广播电视台电视大楼东南角原草坪上，占地100平方米。采用集装箱作为机房，在工厂预安装集装箱内部设备，现场直接拼接完成，内部集成IT 设备机架、行间空调、供电系统、消防系统、照明系统、监控管理系统等。其中服务器机柜、网络机柜、配电列头柜、行间空调柜共32台，采用双排面对面布置，每排16台。模块化UPS 电源安装在单独的房间内，既保持了功能上的独立，又降低了相互之间的干扰。
二 制冷系统设计
1. 设计原则
长江云数据中心是全台节目采编、存储、制作、发布的“中央厨房”，是全省政务信息汇聚平台，数据中心的安全运行是湖北广播电视台节目安全生产的重要保障，要求制冷设计满足高质量、高安全、高可靠，并遵循以下原则：
z 不间断。制冷系统要求24小时不间断运行。 z 冗余。留足冗余，确保其中一台空调故障时，不影响系统整体制冷需求。
z 管理方便。集装箱数据中心建成之后将实行无人职守，设计时需充分考虑后期的管理与维护。
z 节能高效。采用合理的气流组织手段，提高供冷效率，达到节约能耗的目的。
2. 温度、湿度
数据中心设备以服务器、存储器、交换机为主，都属于精密的电子设备，功率密度大，耗电量大，发热量大。由
的漂移，影响设备的稳定性。当空气潮湿，湿度过大时，线路绝缘降低，易发生短路故障，也会造成设备损坏。因此，本项目机房设备工作环境设计为：温度在22℃~24℃之间，湿度在40%~50%之间。
3. 末端设计
（1）气流组织
机柜布置采用“面对面、背对背”的排列方式，相邻两列设备的吸风面
（正面）安装在冷通道上，排风面（背面）安装在热通道上，热通道上方设置透明的软隔断。密封冷
通道的端门采用双开旋转门，端门整体与机柜通过螺钉连接，门板中间镶嵌钢化玻璃，保证通道的可
视性，门板下部安装密封毛刷，将冷热通道完全隔离，实现分隔冷热气流，形成良好的气流组织。如图1所示。
封闭系统像一个物理屏障一样，将热通道与冷通道分开，以便于更好地控制气流，阻止冷热气流的混合，不会导致冷却资源的浪费。
冷通道密封后，热空气在冷通道内形成资源池，实现了冷热气流的充分隔离，可有效解决局部大功耗设备散热问题；实现冷热气流高效隔离，提升冷气利用效率；由于冷热气流高效隔离（无混合），可通过提升送风温度进一步节省制冷能耗。
送风方式采用行式空调近端制冷，水平送风，送风距离大大缩短，有效减少气流沿程压力损失和冷空气的泄漏量，提高制冷效率。
积。设备配置采用n+1备份，实现冗余，当其中一台空调发生故障，不对系统制冷效果产生影响。空调通过组控制，运行机与备机轮流启用，保证空调组合理的工作模式，提高精密空调工作效率。
三热负荷
1. 负荷分析
数据中心热量主要分为显热量和潜热量。显热量的主要来源有：机房内设备的散热、机房照明、太阳辐射、建筑围护结构。潜热量的主要来源有：渗透的空气和新风、工作人员的散热等。本项目采用集装箱做机房，全封闭，平常没有人员出入，它的热负荷主要来源是服务器、存储器、交换机等电子信息设备的散热。根据以上分析，本项目只计算设备热负荷和照明热负荷，其他热负荷可忽略不计算。
2. 负荷计算
（1）设备热负荷
本项目共24台机柜，每台机柜功率7kW，总功率：P=247=168kW。
设备热负荷计算公式如（1）所示：
Q
1
＝P×η1×η2×η3 （1）
Q
1
-设备热负荷；P-机房内各种设备总功耗；η1-同时使用系数；η2-利用系数；η3-负荷工作均匀系数。通常，η1η2η3取0.6~0.8之间，本项目取0.8。
计算结果：Q＝168×0.8＝134（kW）
（2）照明设备热负荷
照明设备热负荷计算公式如（2）所示：
Q
2
＝C×P （2）
增资扩股Q
2
-照明热负荷；P-照明设备额定功率；C-每W放热量（白炽灯0.86，日光灯1）。
根据国家标准《计算站场地技术要求》要求，机房照度应大于2001x，其功耗大约为20W/m2。
机房面积100平方米，计算结果：
Q2＝（10020）/1000＝2（kW）
（3）机房总热负荷
机房总热负荷计算公式如（3）所示，其他热负荷不考虑：
Q＝Q
1×Q
2
（3）
统机房设计规范》和《数据中心用恒温恒湿空调系统》中
关于空调系统配置原则，本项目空调系统冗余备份的设计
原则为：机房所需总制冷量采用N+1方式配置。
根据前述计算结果选用6台行式变频精密空调，每台
制冷量为35kW，总制冷量210kW，实现n+1配置。
四空调供电方案
1. 负荷分析
伴随着云服务业务的迅猛发展，支撑云计算的数据中心
IT设备机柜的功率密度也不断提高，一旦IT机房制冷系统
停运，IT设备在短时间内，温度将迅速提升，从而发生设
备宕机现象。我们曾经对湖北台新闻演播室网络核心机房做
过专门实验，网络核心机房每机架功率密度设计为5kW，
当全部空调停止运行后，温度很快上升，5分钟后，部分设
备开始出现死机。15分钟后，系统不能再正常运行。因此，
长江云数据中心机房空调供电与机柜设备供电同等重要。
2. 负荷计算
6台行式精密空调，每台额定电功率13kW，合计
78kW。计算电流如下：
根据计算结果，查《电气工程常用数据速查手册》，从
中心配电房至UPS电源室动力配电柜输入电缆选用：ZR-
YJV-4*120+1*70。
3. 供电结构
依据《民用建筑电气设计规范》和长江云的重要性，
本项目空调供电按一级负荷设计，如图2所示。
两路市电一主一备分别送至中心配电房10kV的两段
母线，经过2台1600kVA的变压器变压后，分别送至两段
380V母线。10kV和380V都采用单母线分段运行，母线通
过开关联络。
UPS电源室安装有一台动力柜，内装两台独立的输入
断路器，从380V两段母线上的2台馈线柜各引出2回低压
线路至2
个断路器的输入端。
在集装箱内部安装有3个配电箱，配电箱内部装了3
2012龙年个AST切换开关，每个配电箱控制两台精密空调。从UPS 电源室动力配电柜引出6回路线路分别送至3个配电箱的ATS切换开关的输入端。
每台空调配电箱的两路进线取自不同的变压器，不同的母线段，完全独立，互为备用，当其中一回线路出现故障时，ATS切换开关自动切换到另一回线路，切换时间100ms左右。响设备正常运行。因此，制冷系统设计是否合理，直接关系到数据中心的运行安全。在进行制冷设计时，应对现场环境、负荷情况进行认真分析，对设备、机架合理布局，隔离冷热通道，使冷热空气互不影响，从而提高供冷效率。空调配置留足冗余，空调电源引入两条完全独立的回路，一主一备互为备用，以提高供电可
靠性。
山西旅游景点参考文献
[1] 张广明，陈冰，张彦和.数据中心基础设施设计与建设，电子工业出版社，2012.
[2] 国家广播电影电视总局
.广播电视安全播出管理规定[Z].2009-12-16.5.2级地震严重吗?
[3] 中华人民共和国住房和城乡建设部
.《电子信息系统机房设计规范》2009-6-1.
2. 云平台建设
目前各电视台都在积极推进广电云平台的建设。对县市台而言，节目制作量和存储量规模都不大，不宜建设大规模的私有云和专属云平台，一方面前期投入和运营成本很高，另一方面资源利用率比较低。我们的设计思路是在台内搭建小型的私有云平台，满足节目制作、存储等需求。专属云的建设以省级台为核心，各县市级台资源共享。部分广电业务可以部署在公有云平台。
3. 全媒体应急指挥中心
媒体融合还体现在应急指挥体系上，我们在璧山台项目中设计了一套全媒体应急指挥中心。指挥中心内部引入公安、交通等部门信号，遇到突发事件时政府领导、台领导可以进行指挥。通过前线记者实时信号回传以及视频会议系统，实现远程指挥操作，为重大事件活动提供指挥保障。
四结束语
重庆市璧山广电中心是璧山文化中心建设项目的一部分，建筑面积为5000平米左右，共四层。其原设计为图书馆，本次改造为广电中心。与新建项目相比，改造项目的难度更大，需根据场地的客观条件对大楼重新规划，实现电视台制播业务的功能。一层为对外开放区、新闻演播室；二层为电视台行政办公区；三层为300平米演播室及后期制作用房；四层为总控播出用房、广播业务用房、媒资用房以及核心数据机房。从建筑流线上保障电视台播出的安全，符合总局62号令的要求。
对于电视台在“融合媒体”时代的建设思路，我们也处在探索的过程中。融合媒体建设不是一蹴而就的事，需要各方面共同努力，是电视台长期积累的过程。我们在璧山广电中心的设计过程中提出了很多新的想法，也做了大胆尝试，采用了不同于以往的设计思路。希望通过这个项目形成一套有特点、有代表性的电视台建设模式，为县市级广电中心建设提供新的思路。
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