随着计算机技术的高速发展，体积更小、处理能力越快、功能越强的高功率密度机架服务器、刀片服务器、存储服务器、大功率小机等应运而生。有限空间内IT设备的密度和业务量的增大带来的是数据中心电负荷和热密度的增加。目前，单个机柜的散热量达到了5kW以上，有些甚至达到了15kW以上。传统的空调制冷已越来越不能满足服务器的制冷要求。为了降低热密度，人们不得不降低服务器的密度，这样无形中就大大降低了机房面积的使用效率。同时，传统空调制冷方式的高耗能也是数据中心运营者非常头痛的问题。据统计，空调系统的耗电量通常占通信机房总耗电量的45左右。为应对这些挑战，人们在不断探索新的制冷解决方案。
上海贝尔模块化制冷方案为高密度数据中心提供端到端制冷解决方案。相比传统的空调制冷方案，本方案可以降低50的制冷成本。同时，应用本方案可以为数据中心运营者带来以下收益：。制冷效率的提高可以在每个机柜/每个数据中心放置更多的服务器从而提高机房空间使用效率。不再需要划分冷热通道和隔离高热机柜。通过降低碳排放、降低耗能和噪音，满足生态要求
一、阿尔卡特模块化机房制冷方案
上海贝尔模块化机房制冷方案利用制冷剂从液态到气态相变时吸收周围热量的原理进行制冷。在系统设计上，制冷剂发生相变的蒸发器就放在热源处，能高效地把热量直接从热源处带走。本方案把服务器散发的热量吸收到制冷剂里面，通过制冷剂在封闭系统里面的流动把热量交换到机房外。制冷步骤如下：。在机柜上靠近热源处放置蒸发器；。液态制冷剂在低压下被泵送到蒸发器；。液态制冷剂在蒸发器里发生相变，变为气态，吸收服务器散发的热量；。气态的制冷剂回送到泵单元，与室外的制冷循环系统发生热交换，重新冷凝成液态；。热量被室外制冷系统排放到室外。
传统的空调制冷方式，是通过推动冷空气在整个机房的流动达到机房设备降温的目的。冷空气与设备热交换的效率低，为了达到整个机房的降温目的，通常需要对冷空气进行过制冷，制冷系统需要耗费大量的电量。制冷剂相变制冷方式和蒸发器直接把热量从热源处吸走的设计，使模块化机房制冷方案具有其他制冷方案无可比拟的制冷效率。
上海贝尔模块化机房制冷系统由几部分组成：泵、制冷剂输送管道、蒸发器与主管道连接软管、蒸发器、安装附件。室外制冷系统可采用冷水机组或上海贝尔的冷凝器。
1.1泵单元泵单元的作用有三个：1、驱动制冷剂在封闭系统中进行循环；2、完成室内制冷系统与室外制冷系统的热交换，将室内制冷系统的热量传递到室外制冷系统；3、控制制冷剂温度在露点温度2℃以上，以防止结露的发生。泵里面的微处理器不断监控室内的温湿度，根据室内温湿度计算出室内的露点温度，并控制制冷剂的温度在露点温度2℃以上。泵单元的热处理能力为160kW，而其电功率只有800W.
1.2制冷剂制冷剂采用R134a代替氟利昂。R134a制冷剂在制冷业和汽车空调系统已被广泛应用。与氟利昂相比，R134a为环境友好型，它无毒、不易燃、无腐蚀，且对臭氧层无破坏作用。在1个大气压下，R134a的沸点温度为-26.6℃，因此常温下会以气态形式存在。这个特点可以防止一旦发生制冷剂泄漏的情况对机房设备造成损害。
1.3蒸发器单元蒸发器单元安装在服务器机柜的后面，用来吸走服务器排出的废热。它由安装附件、热盘管组件和风扇组成。蒸发器的*大废热处理能力为10kW，而其电功率仅为40W.
模块化结构主要体现在两个方面：1）泵单元的数量可以根据整个机房的热负荷进行配置。2）蒸发器的数量可以根据机柜里面服务器的数量进行配置。一套模块化机房制冷系统包括一个泵单元和若干个蒸发器单元，*多处理160KW废热。*初进行机房制冷设计时，根据机房的热负荷，可以采用一套或几套模块化系统。随着机房的扩容，热负荷发生变化，可以方便地成套增加模块化系统。对单个机柜而言，根据机柜里面服务器的数量，可以配置1-3个蒸发器单元。模块化的系统结构，可以灵活适应机房的扩容，保护机房运营者的投资。
室外制冷系统可以采用冷水机组制冷方式和制冷剂直接制冷方式两种。两种不同制冷方式的制冷原理如图所示。
图2上海贝尔冷水机组模块化机房制冷方案原理
图3上海贝尔无冷水机组模块化机房制冷方案原理
经济收益分析
表1是上海贝尔模块化制冷方案与传统的空调制冷方案的对比。表中第二列和第三列是阿朗冷水机组方案和传统水冷空调方案对比；第四列和第五列是阿朗无冷水机组方案和传统空冷空调方案的对比；第六列和第七列是阿朗冷水机组方案和阿朗无冷水机组方案的对比。假设机房面积600平方米，机柜数量200个，每机柜的产热量为6kW，机房总热量为1200kW.在阿朗冷水机组方案和无冷水方案对比中，冷水机组方案冷却装置单体每小时耗电量增加了冷水机组的耗电量，以239kW计算。通过对比可以看出，相较传统的空调制冷方案，阿朗的模块化机房制冷方案无论占地面积还是耗电量都有明显的优势。
表1不同制冷方案效益对比
结论
（1）传统的空调制冷方案，需要对空气进行致冷，然后将冷空气吹到热源机柜对机柜进行冷却，往往需要过致冷才能保证每个柜的致冷效果。空调设备占用很大的空间，以及较大的噪音。当空调设备靠近设备时还会带来泄露隐患。其非模块化设计也不利于机房扩容。
（2）相比传统空调系统，上海贝尔模块化制冷方案采用制冷剂液体-气体相变冷却理念，将热量直接从机柜的热源处吸走，可以大幅提升致冷效率，降低机房的电耗。
（3）良好的制冷效果可以容许机房更高的设备密度，从而提高机房楼面面积的有效使用率。
（4）采用的制冷剂是安全环保的R134a，常温常压下以气态存在，不会造成因泄露导致设备损坏。
（5）模块化设计理念方便机房扩容，保护机房运营者投资。