數(shù)據(jù)中心機(jī)房環(huán)境及供配電系統(tǒng)解決方案

1、數(shù)據(jù)中心機(jī)房環(huán)境及供配電系統(tǒng)解決方案一、機(jī)房環(huán)境1、以通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的通信設(shè)備（交換設(shè)備、傳輸設(shè)備、數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備）的正常使用環(huán)境要求為基礎(chǔ)，確定數(shù)據(jù)中心機(jī)房的環(huán)境要求。2、機(jī)房環(huán)境溫濕度要求 AA級、A級機(jī)房溫度為2125，B級、C級機(jī)房溫度為1828，相對濕度4070%，溫度變化率小于5/h，且不結(jié)露。 3、機(jī)房潔凈度要求 機(jī)房內(nèi)灰塵粒子應(yīng)為非導(dǎo)電、非導(dǎo)磁及無腐蝕的粒子。 灰塵粒子濃度應(yīng)滿足： （1）直徑大于0.5m的灰塵粒子濃度18000粒/升。 （2） 直徑大于5m的灰塵粒子濃度300粒/升。 3.1.4&

2、#160;樓層凈空高度要求 （1）數(shù)據(jù)中心機(jī)房的有效凈空高度是指設(shè)備機(jī)柜底部至橫梁底部之間高度，不宜小于3200mm。 （2）當(dāng)機(jī)房上方需要安裝風(fēng)管時(shí)，有效凈空高度應(yīng)相應(yīng)增加；采用高度大于2200mm機(jī)柜時(shí)，有效凈空高度也應(yīng)相應(yīng)增加。 4、數(shù)據(jù)中心一般機(jī)房的樓面均布活荷載應(yīng)為610kN/m2；電源電池室機(jī)房的樓面均布活荷載應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。 5、機(jī)房走線架應(yīng)選擇敞開式線架，走線架不設(shè)底板和側(cè)板，寬度應(yīng)不小于400mm，且與機(jī)柜頂端間距應(yīng)不小于300mm。二、機(jī)房供電系統(tǒng)1、電源系統(tǒng)：  選用兩路市電源互為備份，并且機(jī)房設(shè)有專用柴油發(fā)電機(jī)系統(tǒng)作

3、為備用電源系統(tǒng)，市電電源間、市電電源和柴油發(fā)電機(jī)間通過ATS（自動切換開關(guān)）進(jìn)行切換，為數(shù)據(jù)中心內(nèi)UPS電源、機(jī)房空調(diào)、照明等設(shè)備供電。由于數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)的重要性，系統(tǒng)采用雙母線的供電方式供電，滿足數(shù)據(jù)中心服務(wù)器等IT設(shè)備高可靠性用電要求。雙母線供電系統(tǒng)，有兩套獨(dú)立UPS供電系統(tǒng)（包含UPS配電系統(tǒng)），在任一套供電母線（供電系統(tǒng)）需要維護(hù)或故障等無法正常供電的情況下，另一套供電母線仍能承擔(dān)所有負(fù)載，保證機(jī)房業(yè)務(wù)供電，確保數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)不受影響。在UPS輸出到服務(wù)器等IT設(shè)備輸入間，選用PDM（電源列頭柜）進(jìn)行電源分配和供電管理，實(shí)現(xiàn)對每臺機(jī)柜用電監(jiān)控管理，提高供電系統(tǒng)的可靠性和易管理性。對于雙路電

4、源的服務(wù)器等IT設(shè)備，通過PDM直接從雙母線供電系統(tǒng)的兩套母線引人電源，即可保證其用電高可靠性。對于單路電源的服務(wù)器等IT設(shè)備，選用STS（靜態(tài)切換開關(guān)）為其選擇切換一套供電母線供電。在供電母線無法正常供電時(shí)，STS將自動快速切換到另一套供電正常的母線供電，確保服務(wù)器等IT設(shè)備的可靠用電。2、機(jī)房智能配電系統(tǒng)三級結(jié)構(gòu)  數(shù)據(jù)中心三級配電系統(tǒng)是對機(jī)房配電的創(chuàng)新，機(jī)房三級配電系統(tǒng)有利于配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)維管理 n  第一級：機(jī)房配電接入層。主要包括大樓地下配電室到機(jī)房輸入端電纜 的部分及機(jī)房市電配電部分； 第二級：機(jī)房配電管理層。主要包括機(jī)房UPS配電部分。通過使用模

5、塊化配電柜，實(shí)現(xiàn)機(jī)房的模塊化配電，并將設(shè)備用電和輔助設(shè)備用電分開； 第三級：機(jī)柜排及機(jī)柜配電層。主要包括列頭柜PDM配電、STS配電到負(fù)載部分； 3、供配電系統(tǒng)的智能化管理 n  供配電系統(tǒng)的智能化管理：列頭柜的智能監(jiān)控系統(tǒng)可對配電系統(tǒng)開關(guān)狀 態(tài)與負(fù)載情況進(jìn)行監(jiān)測、告警、統(tǒng)計(jì)。 l  監(jiān)控的輸入部分電氣參數(shù)有：電量、有功功率、無功功率、視在功率、 功率因數(shù)、三相電壓、電流、頻率等。 l  監(jiān)控的輸出支路電氣參數(shù)有：額定電流，實(shí)際電流、負(fù)載百分比、負(fù)載電流諧波百分比、負(fù)載電量、功率因數(shù)等。 這些監(jiān)測信息能讓值班人員掌

6、握各設(shè)備的運(yùn)行情況，及時(shí)調(diào)整負(fù)載分布，清楚了解每一個(gè)機(jī)柜的耗電量，對設(shè)備電源部分的潛在故障、對能效管理、降低能耗提供可靠依據(jù)。 n  模塊化設(shè)計(jì)智能管理：本方案配電系統(tǒng)遵循以可靠性設(shè)計(jì)為核心，專門針對數(shù)據(jù)中心內(nèi)不同IT設(shè)備應(yīng)用的特點(diǎn)，結(jié)合配電系統(tǒng)充分協(xié)調(diào)、無縫配合的原則，以及智能化管理、便于操作與維護(hù)，靈活快速部署等需求，實(shí)施模塊化智能配電系統(tǒng)解決方案。 模塊化機(jī)房智能配電系統(tǒng)特點(diǎn)： l  雙母線供電，從配電結(jié)構(gòu)上系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)供電高可靠性； 模塊化產(chǎn)品設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)部署靈活快速；簡化機(jī)房配電； l   配電設(shè)備具有熱插拔功能，提高了系統(tǒng)可靠

7、性、可維護(hù)性和可擴(kuò)展性； l 智能監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)機(jī)房配電的高可管理和安全性；智能配電系統(tǒng)幫助提高負(fù)載可靠性；延長電源保護(hù)設(shè)備的使用壽命；協(xié)助控制業(yè)務(wù)環(huán)境；提供前瞻性的災(zāi)難恢復(fù)方法； 4、模塊化UPS供電系統(tǒng)（易事特EA66） n  模塊化設(shè)計(jì)：EA66UPS采用模塊化設(shè)計(jì),模塊容量為20KVA/16KW,UPS系統(tǒng) 由1至10個(gè)UPS模塊并聯(lián)組成,數(shù)據(jù)中心可以根據(jù)負(fù)載的逐步投入而彈性地增加UPS模塊數(shù)量。 n  彈性的并聯(lián)冗余設(shè)定：EA66UPS可以任意設(shè)定冗余UPS模塊數(shù),冗余UPS模 塊數(shù)可以設(shè)定為零,UP

8、S可以最大容量提供輸出。當(dāng)負(fù)載超出冗余設(shè)定時(shí),只要負(fù)載量沒有超過模塊的總?cè)萘?UPS能夠正常工作,并可以發(fā)出相應(yīng)的警告。控制系統(tǒng)并聯(lián)冗余：EA66 UPS每個(gè)模塊采用獨(dú)立控制系統(tǒng),UPS模塊根據(jù)互享的信息獨(dú)立進(jìn)行控制,模塊失效后可以立即與并機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行脫離,不對并機(jī)系統(tǒng)造成危害。配合“易連接”技術(shù),可以方便地將故障模塊撥出進(jìn)行維修。 5、環(huán)境控制系統(tǒng)： 通常選用機(jī)房精密空調(diào)對數(shù)據(jù)中心的環(huán)境調(diào)節(jié)，確保服務(wù)器等IT設(shè)備的運(yùn)行環(huán)境。對于發(fā)熱量大的服務(wù)器等IT設(shè)備，通常選用高通孔率（一般大于70）網(wǎng)孔門的機(jī)柜，提高機(jī)柜進(jìn)出風(fēng)量；將機(jī)柜面對面、背對背布置，在機(jī)房內(nèi)形成冷熱隔離

9、的風(fēng)道，提高制冷效率；空調(diào)采用下送風(fēng)方式，確保機(jī)房送風(fēng)均勻，提高制冷效率。 6、機(jī)房監(jiān)控管理系統(tǒng) 數(shù)據(jù)中心需要對電源、空調(diào)等設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行管理，同時(shí)還需要對機(jī)房內(nèi)環(huán)境，如溫濕度、漏水、煙感、等參量進(jìn)行監(jiān)控，確保數(shù)據(jù)中心工作在一個(gè)正常的范圍之內(nèi)。并對數(shù)據(jù)中心設(shè)備運(yùn)行參數(shù)和環(huán)境量實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理。 7、機(jī)房空調(diào)、配電、消防設(shè)計(jì)計(jì)算 n  機(jī)房用精密空調(diào)計(jì)算：空調(diào)制冷量是根據(jù)機(jī)房冷負(fù)荷來確定的。  一個(gè)面積為270平米，UPS設(shè)計(jì)容量為120KVA的機(jī)房，其空調(diào)制冷量計(jì)算如下：    依據(jù)經(jīng)驗(yàn)采用“功率及面積法

10、”計(jì)算機(jī)房冷負(fù)荷。  Qt=Q1+Q2 其中，Qt 總制冷量（KW）   Q1 室內(nèi)設(shè)備負(fù)荷（=設(shè)備功率×0.8）  Q2 環(huán)境冷負(fù)荷（=0.120.18kW/m2 ×機(jī)房面積）  因?yàn)樗性O(shè)備均通過UPS供電，所以可根據(jù)UPS的功率來確定整個(gè)機(jī)房的設(shè)備負(fù)荷。設(shè)計(jì)UPS的容量為120KVA，則室內(nèi)設(shè)備冷負(fù)荷為 Q1=120*0.8*0.8*0.8=61.44KW（需要扣除設(shè)計(jì)時(shí)考慮的20%余量） 環(huán)境冷負(fù)荷為Q2=0.1kw/平方米×85平方米27KW&#

11、160;則Qt=Q1+Q2=61.44+27=88.44KW 注：燈具發(fā)熱量和UPS的發(fā)熱量忽略不計(jì)。這樣，使用一個(gè)制冷量90KW左右的空調(diào)就足夠了。為了安全起見，可以使用1+1備份。n  機(jī)房配電負(fù)荷計(jì)算 l 機(jī)房設(shè)備：機(jī)房設(shè)計(jì)機(jī)柜為50臺，預(yù)計(jì)放置27臺服務(wù)器機(jī)柜，2臺刀片服務(wù)器機(jī)柜，2臺存儲設(shè)備機(jī)柜，11臺網(wǎng)絡(luò)機(jī)柜，其余為列頭配電柜、網(wǎng)絡(luò)配線列頭柜； l  機(jī)房設(shè)備負(fù)荷計(jì)算 服務(wù)器機(jī)柜功率=27*3.5KW=94.5KW;刀片服務(wù)器機(jī)柜功率=2*9KW=18KW； 存儲設(shè)備機(jī)柜功率=2臺*5KW/臺=10KW

12、；網(wǎng)絡(luò)機(jī)柜功率=11*2KW=22KW；機(jī)房設(shè)備總功率為：144.5KW；實(shí)際使用功率取功率系數(shù)0.8，為133KW,考慮到機(jī)房設(shè)備近期內(nèi)規(guī)劃UPS總功率可以考慮配120KVA； n  空調(diào)用電負(fù)荷：單臺空調(diào)總功率為27KW，照明消防功率約為10KW 空調(diào)及照明總功率為：64KW；機(jī)房總用電功率為：184KW；考慮50%余量，實(shí)際配電總功率為276KW n  氣體消防七氟丙烷用量計(jì)算   機(jī)房面積為270平米，高度為3米，其體積為810立方米機(jī)房體積*海拔修正系數(shù)*設(shè)計(jì)濃度/七氟丙烷x°（環(huán)境溫度）時(shí)的過熱蒸氣比容*（100-設(shè)計(jì)濃度）得出涉及用量。機(jī)房體積為810m3。正常環(huán)境溫度為25，設(shè)計(jì)濃度為8.3，海拔修正系數(shù)為1那么計(jì)算公式如下： l 七