數(shù)據(jù)中心的測試驗證是新建數(shù)據(jù)中心投產前的一次全面檢查和考驗。通過這個環(huán)節(jié)可以及時發(fā)現(xiàn)問題和規(guī)避風險，所以測試驗證已成為新建數(shù)據(jù)中心不可缺少的關鍵環(huán)節(jié)。

     數(shù)據(jù)中心測試驗證主要是基礎設施部分，涉及建筑、結構、消防、電源、空調、給排水、通信等多個子系統(tǒng)，尤其是電源、空調系統(tǒng)作為數(shù)據(jù)中心的關鍵基礎設施，將直接影響數(shù)據(jù)中心的安全運行。所以作為數(shù)據(jù)中心關鍵基礎設施的空調系統(tǒng)的測試驗證是至關重要的。

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1  數(shù)據(jù)中心空調系統(tǒng)的測試驗證前提條件

  1.1 完成空調系統(tǒng)的建設、調試

    數(shù)據(jù)中心土建、裝修、各機電配套及通信等子系統(tǒng)施工完畢，并按照《通風與空調工程施工質量驗收規(guī)范》要求已完成了空調系統(tǒng)調試工作，即數(shù)據(jù)中心空調系統(tǒng)已經(jīng)達到運行的基本條件。

  1.2 籌備好必要的測試驗證工具

    進行空調系統(tǒng)測試驗證，應配備必要儀器、儀表、工具及測試用假負載。測試工具不僅需性能穩(wěn)定可靠、精度滿足要求，而且對測試工具也要進行嚴格的校核。這是空調系統(tǒng)測試驗證數(shù)據(jù)準確性和可靠性的前提條件。

  1.3 確認測試驗證的技術方案

    空調系統(tǒng)測試驗證需根據(jù)項目建設實際情況，梳理系統(tǒng)框架及設計要求，編制及確認測試驗證的技術方案。這是空調系統(tǒng)測試驗證的技術依據(jù)。

  1.4 建立項目團隊，并做好測試驗證的組織分工

    測試驗證是由測試單位負責，建設、施工、設計、監(jiān)理及設備供應商等各單位配合實施的一項系統(tǒng)工程，需要做好分工及現(xiàn)場組織，這是空調系統(tǒng)測試驗證順利實施的組織條件。

2  數(shù)據(jù)中心空調系統(tǒng)的測試驗證內容

  2.1 設備質量測試驗證

大型數(shù)據(jù)中心一般均采用水冷空調系統(tǒng)，涉及冷水機組、冷卻塔、板換、水泵、蓄冷設施、末端空調等眾多設備，不僅存在運輸、安裝等諸多風險，而且設備是否符合數(shù)據(jù)中心使用要求也需要通過測試驗證來確認。這些設備均顯著影響空調系統(tǒng)運行的安全性與穩(wěn)定性，對今后數(shù)據(jù)中心的運營造成較大的影響，所以設備質量是空調系統(tǒng)測試驗證的基本內容。

  2.2 施工工藝測試驗證

    數(shù)據(jù)中心空調系統(tǒng)建設中，設備及管道的安裝是最為繁重的施工環(huán)節(jié)，數(shù)據(jù)中心自身的特點決定了其對施工工藝的嚴苛要求。施工工藝存在嚴重缺陷可能導致水管道爆管、嚴重威脅數(shù)據(jù)中心的整體安全。因此施工工藝是空調系統(tǒng)測試驗證的關鍵環(huán)節(jié)。

  2.3 系統(tǒng)可用性測試驗證

    可用性是指系統(tǒng)在使用過程中，可以正常使用的時間與總時間之比。系統(tǒng)可用性的測試驗證，是檢驗空調系統(tǒng)是否滿足投入運營的基本要求。

  2.4 系統(tǒng)可靠性測試驗證

    可靠性是指系統(tǒng)在規(guī)定環(huán)境條件下、規(guī)定時間內，完成規(guī)定業(yè)務的能力。系統(tǒng)可靠性的測試驗證，是檢驗空調系統(tǒng)是否滿足投入運營的安全要求。

  2.5 系統(tǒng)可維護性測試驗證

    可維護性是指系統(tǒng)在規(guī)定環(huán)境條件下和規(guī)定的時間內，完成規(guī)定功能的能力以及完成維護的容易程度。系統(tǒng)可維護性測試驗證，是檢驗空調系統(tǒng)是否滿足投入運營的維護要求。

3  數(shù)據(jù)中心空調系統(tǒng)的測試驗證步驟

  3.1 基礎設施關鍵技術點驗證

    關鍵技術點驗證內容包括冷凍水、冷卻水補水池最低蓄水時間，管道、管溝的承重考慮，冷凍水、冷卻水管路系統(tǒng)配置，冷水機組、水泵、冷卻塔、末端空調等設備的冗余情況。

  3.2 安裝驗證

    安裝驗證內容包括核實空調系統(tǒng)設備型號規(guī)格、管道布置及配件安裝是否與設計圖紙一致，并對其外觀、標識、安裝方式、管道連接進行詳細的梳理和排查�？照{系統(tǒng)安裝驗證是對系統(tǒng)單機性能、管路、閥門、運行狀態(tài)的確認過程，通過對空調系統(tǒng)安裝的驗證，確保在測試前系統(tǒng)及設備本身功能正常、性能達標。

  3.3 空載測試

    空載測試是對設備通電開機，空調系統(tǒng)進行無生產負荷的聯(lián)合運轉，確認系統(tǒng)是否具備帶載測試的條件。空載測試目的在于為假負載下的聯(lián)合測試做好準備，確�？照{系統(tǒng)在假負載開啟前可正常運行，保證假負載測試必要的供冷及水力平衡。

  3.4 假負載測試

    假負載測試是指在機架內安裝假負載設備并上電運行，模擬用戶在機房啟用服務器等設備的實際運行及發(fā)熱情況，用以測試空調系統(tǒng)的實際制冷能力。測試驗證內容包含冷水機組、水泵、冷卻塔、末端空調等設備的溫度、壓力、功率、電流、頻率、轉速、帶載率及管道系統(tǒng)的水流量、閥門開度、冷熱通道溫濕度等各項參數(shù)。末端空調通常做滿載測試，空調冷源系統(tǒng)根據(jù)假負載配置數(shù)量，宜做單系統(tǒng)或單臺冷水機組的滿載測試。

  3.5 監(jiān)控驗證

空調系統(tǒng)監(jiān)控主要驗證內容包括停電自保持、來電自啟、加減機、故障跳轉、設備的順序啟動、停機是否按照設計要求自動執(zhí)行，能反映設備和管道系統(tǒng)在啟停、運行及事故處理過程中的安全和經(jīng)濟運行參數(shù)，具備提供用于設備和系統(tǒng)主要性能計算和經(jīng)濟分析所需要的參數(shù)。

  3.6 故障模擬及自動切換功能驗證

    故障模擬及自動切換功能驗證是通過手動模擬數(shù)據(jù)中心局部故障以驗證備份系統(tǒng)自動切換功能是否正�？捎�，目的為檢測單一部件維護或故障時備份系統(tǒng)是否能及時發(fā)揮作用，以及對系統(tǒng)其它部分是否有關聯(lián)影響。此環(huán)節(jié)驗證了發(fā)生常見運維故障時空調系統(tǒng)的冗余性及空調監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性。內容主要包括冷水機組、水泵、冷卻塔、末端空調等設備發(fā)生單機故障的模擬及自動切換功能驗證；任一制冷機房、任一空調機房、任一末端空調供水管道故障的模擬及自動切換功能驗證。

  3.7 重要告警信息驗證

    為了檢測數(shù)據(jù)中心監(jiān)控系統(tǒng)重要故障告警的有效性,可手動操作人工觸發(fā),驗證動環(huán)、管控系統(tǒng)告警及時、準確性。故障告警主要包括冷凍水水溫異常告警、冷凍水流量丟失告警、冷機及水泵故障告警、空調末端故障告警、機房漏水告警、機房高溫告警等。

  3.8 極限溫升測試

    極限溫升測試:主要是模擬滿載運行狀態(tài)下，中斷測試單元制冷，采集測試單元溫升情況及達到極限溫度所需的時長；之后再恢復制冷，采集測試單元內溫度變化以及恢復至正常運行溫度所需的時長。通過此項測試，運維人員可以明確在極端情況下的反應時間，以便進行應急預案的制定及優(yōu)化，提高數(shù)據(jù)中心的可靠性。

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4  某大型數(shù)據(jù)中心空調系統(tǒng)的測試驗證應用實例

  4.1 工程概況

    某大型數(shù)據(jù)中心建筑地上二層，框架結構，建筑面積為12000㎡。主要功能為IDC機房。內設微模塊數(shù)據(jù)機房及網(wǎng)絡機房、核心機房等，另有變配電間、電力電池室、泵房、冷凍站、油機房等設備用房。每個微模塊化機房內含有8~10個微模塊，微模塊有R12、R18兩種規(guī)格，針對R12規(guī)格微模塊，其單微模塊最大通信功耗不超過78kW，配置有4臺列間空調；針對R18規(guī)格微模塊，其單微模塊最大通信功耗不超過117kW，配置有6臺列間空調。兩種規(guī)格微模塊內的單機柜最大功耗不超過10.5kW，二層模塊化機房布置如圖1所示。

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  4.2 測試驗證內容

    根據(jù)用戶要求，在滿負載下需對每個冷源系統(tǒng)及每個微模塊的各項空調參數(shù)進行逐一測試，以驗證空調系統(tǒng)的設備質量、施工工藝及系統(tǒng)可用性、可靠性、可維護性。由于微模塊數(shù)量較多，測試數(shù)據(jù)龐大，為便于分工、節(jié)約測試驗證時間，將空調系統(tǒng)測試驗證分為空調冷源系統(tǒng)測試驗證及微模塊測試驗證兩個部分。

  4.3 測試驗證工具

    6kW直流機架式假負載240個、5kW交流機架式假負載300個，另有紅外線熱成像儀、風速儀、溫度表、濕度表數(shù)個。

  4.4 測試驗證分工

    數(shù)據(jù)中心設計單位原項目組負責方案的制定、技術支撐及數(shù)據(jù)匯總分析。

    數(shù)據(jù)中心施工單位原項目部負責計劃部署及組織。

    測試單位由公開招標產生兩組人員，一組負責空調冷源系統(tǒng)的測試驗證，另一組負責微模塊的測試驗證。

    數(shù)據(jù)中心維護單位、施工單位及各廠商參與配合。

    數(shù)據(jù)中心監(jiān)理單位負責現(xiàn)場監(jiān)督見證測試驗證過程。

    數(shù)據(jù)中心建設方負責召集各方參與測試驗證并組織解決實施過程中發(fā)現(xiàn)的問題。

  4.7 結論

    通過空調系統(tǒng)的測試驗證環(huán)節(jié)，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心可能潛在的問題和風險，進而進行整改，最大限度降低數(shù)據(jù)中心的運行風險，保障數(shù)據(jù)設備的安全運行。

5  數(shù)據(jù)中心空調系統(tǒng)測試驗證的意義

    空調系統(tǒng)測試驗證是數(shù)據(jù)中心空調系統(tǒng)建設項目交付使用前最后把關環(huán)節(jié)，是對整體項目交付質量的最后保障。在這個階段，無論設備、設計、施工等埋下的隱患都可以通過最小的代價實施整改，從而規(guī)避系統(tǒng)性風險。

    對運維人員而言，新建數(shù)據(jù)中心充滿了諸多不穩(wěn)定因素，需要提前排除系統(tǒng)中潛伏的隱患;同時空調系統(tǒng)測試驗證可以幫助運維人員盡早熟悉數(shù)據(jù)中心空調系統(tǒng)的架構，梳理并建立系統(tǒng)運維規(guī)范，開展故障應急演練，從而確保數(shù)據(jù)中心的安全運行,。

    長期以來，數(shù)據(jù)中心空調系統(tǒng)在規(guī)劃、建設、運營一直存在脫節(jié)的問題。當機房投入運營后，前期遺留問題的整改難度顯著增加，甚至由于業(yè)務無法中斷而長期帶病運行，只能期望在下一個新項目中規(guī)避同類問題。當引入空調系統(tǒng)測試驗證環(huán)節(jié)后，便可實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心空調系統(tǒng)各階段的有機統(tǒng)一，該環(huán)節(jié)對于項目建設、運營以及數(shù)據(jù)中心全生命周期管理都具有非常重要的作用。

    隨著數(shù)據(jù)中心的不斷發(fā)展，數(shù)據(jù)中心空調系統(tǒng)的測試驗證必將成為數(shù)據(jù)中心建設的重要組成部分，同時這一業(yè)務將有廣闊的發(fā)展前景。