数据中心的测试验证是新建数据中心投产前的一次全面检查和考验。通过这个环节可以及时发现问题和规避风险，所以测试验证已成为新建数据中心不可缺少的关键环节。

     数据中心测试验证主要是基础设施部分，涉及建筑、结构、消防、电源、空调、给排水、通信等多个子系统，尤其是电源、空调系统作为数据中心的关键基础设施，将直接影响数据中心的安全运行。所以作为数据中心关键基础设施的空调系统的测试验证是至关重要的。

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1  数据中心空调系统的测试验证前提条件

  1.1 完成空调系统的建设、调试

    数据中心土建、装修、各机电配套及通信等子系统施工完毕，并按照《通风与空调工程施工质量验收规范》要求已完成了空调系统调试工作，即数据中心空调系统已经达到运行的基本条件。

  1.2 筹备好必要的测试验证工具

    进行空调系统测试验证，应配备必要仪器、仪表、工具及测试用假负载。测试工具不仅需性能稳定可靠、精度满足要求，而且对测试工具也要进行严格的校核。这是空调系统测试验证数据准确性和可靠性的前提条件。

  1.3 确认测试验证的技术方案

    空调系统测试验证需根据项目建设实际情况，梳理系统框架及设计要求，编制及确认测试验证的技术方案。这是空调系统测试验证的技术依据。

  1.4 建立项目团队，并做好测试验证的组织分工

    测试验证是由测试单位负责，建设、施工、设计、监理及设备供应商等各单位配合实施的一项系统工程，需要做好分工及现场组织，这是空调系统测试验证顺利实施的组织条件。

2  数据中心空调系统的测试验证内容

  2.1 设备质量测试验证

大型数据中心一般均采用水冷空调系统，涉及冷水机组、冷却塔、板换、水泵、蓄冷设施、末端空调等众多设备，不仅存在运输、安装等诸多风险，而且设备是否符合数据中心使用要求也需要通过测试验证来确认。这些设备均显著影响空调系统运行的安全性与稳定性，对今后数据中心的运营造成较大的影响，所以设备质量是空调系统测试验证的基本内容。

  2.2 施工工艺测试验证

    数据中心空调系统建设中，设备及管道的安装是最为繁重的施工环节，数据中心自身的特点决定了其对施工工艺的严苛要求。施工工艺存在严重缺陷可能导致水管道爆管、严重威胁数据中心的整体安全。因此施工工艺是空调系统测试验证的关键环节。

  2.3 系统可用性测试验证

    可用性是指系统在使用过程中，可以正常使用的时间与总时间之比。系统可用性的测试验证，是检验空调系统是否满足投入运营的基本要求。

  2.4 系统可靠性测试验证

    可靠性是指系统在规定环境条件下、规定时间内，完成规定业务的能力。系统可靠性的测试验证，是检验空调系统是否满足投入运营的安全要求。

  2.5 系统可维护性测试验证

    可维护性是指系统在规定环境条件下和规定的时间内，完成规定功能的能力以及完成维护的容易程度。系统可维护性测试验证，是检验空调系统是否满足投入运营的维护要求。

3  数据中心空调系统的测试验证步骤

  3.1 基础设施关键技术点验证

    关键技术点验证内容包括冷冻水、冷却水补水池最低蓄水时间，管道、管沟的承重考虑，冷冻水、冷却水管路系统配置，冷水机组、水泵、冷却塔、末端空调等设备的冗余情况。

  3.2 安装验证

    安装验证内容包括核实空调系统设备型号规格、管道布置及配件安装是否与设计图纸一致，并对其外观、标识、安装方式、管道连接进行详细的梳理和排查。空调系统安装验证是对系统单机性能、管路、阀门、运行状态的确认过程，通过对空调系统安装的验证，确保在测试前系统及设备本身功能正常、性能达标。

  3.3 空载测试

    空载测试是对设备通电开机，空调系统进行无生产负荷的联合运转，确认系统是否具备带载测试的条件。空载测试目的在于为假负载下的联合测试做好准备，确保空调系统在假负载开启前可正常运行，保证假负载测试必要的供冷及水力平衡。

  3.4 假负载测试

    假负载测试是指在机架内安装假负载设备并上电运行，模拟用户在机房启用服务器等设备的实际运行及发热情况，用以测试空调系统的实际制冷能力。测试验证内容包含冷水机组、水泵、冷却塔、末端空调等设备的温度、压力、功率、电流、频率、转速、带载率及管道系统的水流量、阀门开度、冷热通道温湿度等各项参数。末端空调通常做满载测试，空调冷源系统根据假负载配置数量，宜做单系统或单台冷水机组的满载测试。

  3.5 监控验证

空调系统监控主要验证内容包括停电自保持、来电自启、加减机、故障跳转、设备的顺序启动、停机是否按照设计要求自动执行，能反映设备和管道系统在启停、运行及事故处理过程中的安全和经济运行参数，具备提供用于设备和系统主要性能计算和经济分析所需要的参数。

  3.6 故障模拟及自动切换功能验证

    故障模拟及自动切换功能验证是通过手动模拟数据中心局部故障以验证备份系统自动切换功能是否正常可用，目的为检测单一部件维护或故障时备份系统是否能及时发挥作用，以及对系统其它部分是否有关联影响。此环节验证了发生常见运维故障时空调系统的冗余性及空调监控系统的可靠性。内容主要包括冷水机组、水泵、冷却塔、末端空调等设备发生单机故障的模拟及自动切换功能验证；任一制冷机房、任一空调机房、任一末端空调供水管道故障的模拟及自动切换功能验证。

  3.7 重要告警信息验证

    为了检测数据中心监控系统重要故障告警的有效性,可手动操作人工触发,验证动环、管控系统告警及时、准确性。故障告警主要包括冷冻水水温异常告警、冷冻水流量丢失告警、冷机及水泵故障告警、空调末端故障告警、机房漏水告警、机房高温告警等。

  3.8 极限温升测试

    极限温升测试:主要是模拟满载运行状态下，中断测试单元制冷，采集测试单元温升情况及达到极限温度所需的时长；之后再恢复制冷，采集测试单元内温度变化以及恢复至正常运行温度所需的时长。通过此项测试，运维人员可以明确在极端情况下的反应时间，以便进行应急预案的制定及优化，提高数据中心的可靠性。

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4  某大型数据中心空调系统的测试验证应用实例

  4.1 工程概况

    某大型数据中心建筑地上二层，框架结构，建筑面积为12000㎡。主要功能为IDC机房。内设微模块数据机房及网络机房、核心机房等，另有变配电间、电力电池室、泵房、冷冻站、油机房等设备用房。每个微模块化机房内含有8~10个微模块，微模块有R12、R18两种规格，针对R12规格微模块，其单微模块最大通信功耗不超过78kW，配置有4台列间空调；针对R18规格微模块，其单微模块最大通信功耗不超过117kW，配置有6台列间空调。两种规格微模块内的单机柜最大功耗不超过10.5kW，二层模块化机房布置如图1所示。

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  4.2 测试验证内容

    根据用户要求，在满负载下需对每个冷源系统及每个微模块的各项空调参数进行逐一测试，以验证空调系统的设备质量、施工工艺及系统可用性、可靠性、可维护性。由于微模块数量较多，测试数据庞大，为便于分工、节约测试验证时间，将空调系统测试验证分为空调冷源系统测试验证及微模块测试验证两个部分。

  4.3 测试验证工具

    6kW直流机架式假负载240个、5kW交流机架式假负载300个，另有红外线热成像仪、风速仪、温度表、湿度表数个。

  4.4 测试验证分工

    数据中心设计单位原项目组负责方案的制定、技术支撑及数据汇总分析。

    数据中心施工单位原项目部负责计划部署及组织。

    测试单位由公开招标产生两组人员，一组负责空调冷源系统的测试验证，另一组负责微模块的测试验证。

    数据中心维护单位、施工单位及各厂商参与配合。

    数据中心监理单位负责现场监督见证测试验证过程。

    数据中心建设方负责召集各方参与测试验证并组织解决实施过程中发现的问题。

  4.7 结论

    通过空调系统的测试验证环节，发现数据中心可能潜在的问题和风险，进而进行整改，最大限度降低数据中心的运行风险，保障数据设备的安全运行。

5  数据中心空调系统测试验证的意义

    空调系统测试验证是数据中心空调系统建设项目交付使用前最后把关环节，是对整体项目交付质量的最后保障。在这个阶段，无论设备、设计、施工等埋下的隐患都可以通过最小的代价实施整改，从而规避系统性风险。

    对运维人员而言，新建数据中心充满了诸多不稳定因素，需要提前排除系统中潜伏的隐患;同时空调系统测试验证可以帮助运维人员尽早熟悉数据中心空调系统的架构，梳理并建立系统运维规范，开展故障应急演练，从而确保数据中心的安全运行,。

    长期以来，数据中心空调系统在规划、建设、运营一直存在脱节的问题。当机房投入运营后，前期遗留问题的整改难度显著增加，甚至由于业务无法中断而长期带病运行，只能期望在下一个新项目中规避同类问题。当引入空调系统测试验证环节后，便可实现数据中心空调系统各阶段的有机统一，该环节对于项目建设、运营以及数据中心全生命周期管理都具有非常重要的作用。

    随着数据中心的不断发展，数据中心空调系统的测试验证必将成为数据中心建设的重要组成部分，同时这一业务将有广阔的发展前景。