一、数据中心备用机组辅助配置的必要性

数据中心的行业特性以及国标建设规范要求，在数据中心应用环境下的柴油发电机组，作为IT系统关键电源整体解决方案中的关键设备，市电失电时应当快速启动供电，而要满足数据中心此类应用需求，不仅需要高品质的发电机组本体，而且需要根据数据中心的具体应用环境给机组配置冷却液加热器等相应的辅助设施，否则高品质的发电机组很难按设计要求工作。可见，数据中心备用发电机组的辅助配置，其重要性不亚于机组的选型、备用电源系统设计、机房设计以及日常维护保养。

二、数据中心备用机组的辅助配置

数据中心备用发电机组辅助配置，主要指为了确保市电失电时机组能够快速启动供电，根据数据中心具体工作环境而给发电机组配置的辅助设施，主要有机组冷却液加热、机油加热、进气加热、燃油加热、控制器空间加热、发电机除湿加热、蓄电池加热等各种加热器，以及蓄电池市电充电器等，也涉及燃油冷却器和机组启动蓄电池的选择。

蓄电池市电充电器的配置。数据中心备用机组只在市电失电时启动供电，大部分时间处于冷备用状态，机组蓄电池的启动电流因而逐渐降低，如果不配市电充电器，将导致机组启动成功率大幅度降低，因此，数据中心的备用机组必须配置市电充电器，以便机组冷备用期间给蓄电池浮充而维持其启动能力，确保备用机组满足数据中心快速启动成功率要求。

冷却液加热器的配置。数据中心的备用机组，市电供电期间处于冷备用状态，而市电失电时必须快速启动供电，而为了确保备用机组在数据中心任何可能的环境温度下，都能以很短的启动时间快速供电，即为了有效消除确环境温度对数据中心备用机组启动时间的影响，就必须使冷却液温度保持在机组快速启动所必需的合理范围，比如说的27℃～37℃，而要使冷却液温度维持在合理温度范围，就必须给备用机组配置冷却液加热器。

机油加热器的配置。环境温度降低增加机油的粘度，给机组配置机油加热器，能有效消除环境温度降低对机油粘度的影响，从而消除温度对机组盘车速度以及发动机内部磨损面有效润滑的负面影响。因此，当数据中心最低可能的环境温度低于0℃时，不仅需要根据最低可能的环境温度选择相应类型的机油，而且需要根据最低可能的环境温度与所选机油的粘度倾点，确定是否给机组配置机油加热器，如果最低可能的环境温度低于机油的粘度倾点，则必须给机组配置机油加热器，如最低可能的环境温度不是远远高于机油的粘度倾点，则为了确保数据中心备用机组能按要求快速启动，应给机组配置机油加热器。

进气加热器的配置。过低的环境温度明显降低发动机汽缸的进气温度，使汽缸到达柴油燃点的时间较长，从而延长机组启动时间，低温环境下给机组配进气加热器，可有效消除环境温度对发动机汽缸进气温度的影响，有助于机组的快速成功启动，因此，数据中心对备用机组的快速启动及启动成功率要求较高时，应考虑给机组配进气加热器。

燃油加热器的配置。环境温度降低同样增加燃油的粘度且使燃油结蜡，故数据中心备用机组应根据其环境温度选择粘度倾点和浊点都合适的燃油，如果数据中心最低可能的环境温度低于燃油的倾点和浊点，则必须给机组的油箱配置燃油加热器，如最低可能的环境温度并不是远远高于燃油的粘度倾点和浊点，则也应考虑给机组油箱配置燃油加热器。

蓄电池加热器的配置。蓄电池的输出电能在其内部由化学能转化而来，环境温度降低使蓄电池的上述化学过程变缓，从而降低蓄电池启动电流的输出能力。因此，备用机组启动用蓄电池，应根据最低可能的环境温度和机组正常启动所需的CCA选型。数据中心的备用机组首先也应当选择CCA恰当的蓄电池，当其最低可能环境温度低于机组启动CCA对应的环境温度时，必须给蓄电池配合适的加热器。

发电机除湿加热器的配置。高压备用发电机组，由于其工作电压高，必须给其发电机配置除湿加热器，低压机组的发电机是否配除湿加热器，取决于备用机组应用环境的湿度。发电机除湿加热器的作用，是维持备用机组在湿度较大的环境中额定的绝缘能力，确保机组市电失电时能正常启动供电。可见，数据中心的备用机组也必须按上述原则配置除湿加热器。

控制器空间加热器的配置。机组控制器决定整个机组的启动、运行和停机，负责机组的监测、控制和保护，影响这种弱电系统正常工作的主要因素主要是湿度，所以地处沿海等湿度较大地区的数据中心，必须给备用机组控制器配置加热器，此外，如果环境温度低于控制器要求的最低应用环境温度，也应考虑给机组控制器配空间加热器。

燃油回油冷却器的配置。数据中心采用的柴油发电机组通常为1600KW以上大容量机组，发动机多为电喷型，其吸入柴油的温度不宜过高。而大容量发动机的进回油量往往较大，加上因消防要求日用油箱的容积受限，高温回油来不及冷却就被发动机重新吸入，引起发动机报警停机，从而影响备用机组的正常运行。因此，数据中心电喷型备用机组必须配置回油冷却器，否则会降低其额定输出能力，其它类型机组可视机组发动机的应用技术要求酌情考虑。

三、数据中心备用机组辅助设施的启动与退出

为确保数据中心市电停电时备用机组快速成功启动供电，备用机组必须配置冷却液加热等各种加热器，必须配置蓄电池市电充电器，以及配置回油冷却器等；同样重要的是，根据应用环境配置相应机组辅助设施后，还必须对这些辅助设施的启动和退出做正确的控制设计，以确保其能真正辅佐机组按要求快速启动供电。

进气加热器的启动与退出。进气加热器通常安装在发动进气歧管上，进气加热器应在机组盘车前提前通电加热一段时间（通常不超过50秒），机组盘车后一旦发动机成功点火，加热器必须断电退出工作；如果机组盘车20秒后启动失败，则加热器也必须断电，等机组电池启动能力恢复（至少2分钟）后再做下一次启动尝试。因进气加热器工作时间较短，其工作电源通常取自机组启动电池，也可根据具体实际应用环境从外部取工作电源。

冷却液加热器的启动与退出。机组冷却液加热器，市电供电机组冷备用期间应启动工作，机组启动运行时应退出工作，而且加热器启动加热后，应以维持冷却液温度在一定合理范围为目标（比如维持在27℃～37℃），即根据冷却液温度进行“恒温”控制。冷却液加热器启动退出控制，可以考虑通过其工作电源取自市电而实现，而冷却液加热的“恒温”控制，则可通过安装在冷却液中的温度传感器实现，当冷却液温度下降到温度下限时，加热器接通电源加热，当冷却液温度上升到温度上限时，加热器断开电源停止加热。

发电机除湿加热器的启动与退出。市电供电机组冷备用期间，发电机除湿加热器应启动工作，而机组启动运行时加热器应停止除湿加热。除湿加热器的启动退出控制，可以考虑通过其工作电源取自市电等措施实现。由于发电机除湿加热器功率不大（2000千瓦的机组通常配400瓦加热器），所以其加热期间不必进行“恒温”控制，即市电供电期间，发电机除湿加热器一直处于通电加热除湿状态。

机油加热器/燃油加热器的启动与退出。机组的机油/燃油加热器，市电供电机组冷备用期间应启动工作，机组启动运行时应停止加热，且机油/燃油加热器启动工作，应以维持机油/燃油在一定合理温度范围为目标，即根据机油/燃油温度进行“恒温”控制。机组的机油/燃油加热器的启动退出控制和“恒温”控制，可分别参考冷却液加热器的相关控制设计；如有必要也可选容量相对较小的机油/燃油加热器，参考发电机除湿加热器，只做加热器的启动退出控制，市电供电期间加热器一直工作加热。

控制器空间加热器的启动与退出。由于市电正常供电与机组备用供电，没有改变机组控制箱内产热机制，且控制器空间加热器容量不大（2000千瓦机组通常配150瓦），所以按数据中心环境给机组配置的控制器空间加热器，无论机组是否开机运行，应一直处于通电加热状态。

蓄电池市电充电器的启动与退出。蓄电池市电充电器，应在市电供电机组备用期间工作，市电失电备用机组供电时停止充电，因此，充电器的工作电源应当取自市电系统，且市电失电机组供电时充电器应与蓄电池断开，市电恢复送电时应接入给蓄电池充电。

蓄电池加热器的启动与退出。蓄电池的作用是机组启动时给启动马达提供足够的盘车电流，所以机组运行期间蓄电池加热器工作的意义不大，而机组冷备用期间必须通电工作，因此，市电停电机组启动运行时，蓄电池加热器应停止加热，市电恢复供电机组停机冷备用时应启动加热。蓄电池加热器的启动与退出控制，可参考发电机除湿加热器的启动与退出控制实现。

燃油回油冷却器的启动与退出。燃油回油冷却器在市电失电备用机组供电期间工作，市电正常供电机组停机时退出。水箱/散热器安装在发电机组房内时，回油冷却器与水箱/散热器安装在一起，靠散热器的冷却风扇驱动空气冷却回油，机组的水箱/散热器远置时，可考虑采用附加风扇冷却回油。
来源：ChinaDCC 微信公众号    （文章摘自《数据中心备用电源技术白皮书柴油发电机组篇》）