數(shù)據(jù)中心機房規(guī)劃與建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)入門學(xué)習(xí)材料講課文檔

數(shù)據(jù)中心機房規(guī)劃與建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)入門學(xué)習(xí)材料文檔ppt第一頁，共422頁。目錄數(shù)據(jù)中心發(fā)展回顧基礎(chǔ)建筑電源系統(tǒng)制冷系統(tǒng)數(shù)據(jù)中心服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)其它系統(tǒng)數(shù)據(jù)中心節(jié)能設(shè)計第二頁，共422頁。數(shù)據(jù)中心歷史（1/2）數(shù)據(jù)中心的根源來自早期計算機領(lǐng)域巨大的計算機房早期計算機系統(tǒng)體積非常大，本身占用很大的空間，運行和維護也都很復(fù)雜，需要在一個特殊的環(huán)境中運行，因此需要許多電纜連接所有的組件，如標(biāo)準(zhǔn)機架安裝設(shè)備，高架地板和電纜盤。過去的計算機也需要大量的電力，會產(chǎn)生大量的熱量，通過專用的計算機房和冷卻系統(tǒng)可以對散熱效果進行較好的控制。安全也很重要——那時計算機是很貴的，主要用于軍事目的或重要的經(jīng)濟科研領(lǐng)域，因此對計算機的訪問受到了嚴(yán)格的控制，美國為防止早期從美國進口的計算機被用于軍事用途，往往派美國人來管控計算機房，外人上機還需要得到批準(zhǔn)才行。因此，專用的計算機房是必須的，這就是數(shù)據(jù)中心早期機房的雛形。微機時代出現(xiàn)設(shè)計的“數(shù)據(jù)中心”到了上世紀(jì)80年代，微機市場一片繁榮，大量計算機被部署到世界各個角落，但很多時候很少有人關(guān)心過對這些計算機的運維要求。隨著IT運維變得越來越復(fù)雜，數(shù)據(jù)丟失現(xiàn)象越來越普遍，所有公司開始意識到需要控制IT資源。隨著90年代客戶端/服務(wù)器計算模式的普及，微機（服務(wù)器）開始在過去的機房中尋找它們的位置，使用廉價的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，加上標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)布線，人們開始采用分層設(shè)計，將服務(wù)器單獨放在公司的一間特殊的房間中，于是就使用“數(shù)據(jù)中心”一詞表示特殊設(shè)計過的機房，大約就是這個時候“數(shù)據(jù)中心”這個詞開始流行開來。第三頁，共422頁。數(shù)據(jù)中心歷史（2/2）互聯(lián)網(wǎng)泡沫時期出現(xiàn)IDC公司在互聯(lián)網(wǎng)泡沫期間，數(shù)據(jù)中心得到了蓬勃發(fā)展，公司需要在互聯(lián)網(wǎng)上建立可以不間斷訪問的網(wǎng)站，而這要求具有快速和可靠的互聯(lián)網(wǎng)連接。于是出現(xiàn)了許多互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心（IDC）公司，這種IDC的建設(shè)是非常昂貴的——物理房屋、設(shè)備、訓(xùn)練有素的管理人員使得這些大型的數(shù)據(jù)中心成本非常高。IDC采用了大量的新技術(shù)和手段為運維提供了可伸縮的能力，這些做法最后成功遷移到企業(yè)的私有數(shù)據(jù)中心里。數(shù)據(jù)中心逐步成熟截至2007年，數(shù)據(jù)中心的設(shè)計、建造和運維已經(jīng)形成了非常規(guī)范的規(guī)程，如電信行業(yè)協(xié)會（TIA）等專業(yè)機構(gòu)推出了被行業(yè)認(rèn)可的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。同時，數(shù)據(jù)中心的一些運行指標(biāo)也被開發(fā)出來，用于評估中斷對業(yè)務(wù)的影響。目前，仍然有大量的操作規(guī)程正在開發(fā)，而且綠色、節(jié)能、環(huán)保的數(shù)據(jù)中心也開始受到大家的廣泛關(guān)注。。第四頁，共422頁。機房IT設(shè)備的發(fā)展決定了數(shù)據(jù)中心的設(shè)計需求（1/2）國內(nèi)機房的發(fā)展歷程：1960~1990大型機、小型機時代1990~2000服務(wù)器時代2000~2010機架化時代2010~未來一代第五頁，共422頁。機房IT設(shè)備的發(fā)展決定了數(shù)據(jù)中心的設(shè)計需求（1/2）大型主機時代科學(xué)計算為主為某臺計算機（大、中、小型機）建設(shè)無統(tǒng)一建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范供電由穩(wěn)壓器到UPS引進制冷由普通空調(diào)到精密空調(diào)潔凈度控制由防塵到新風(fēng)除塵系統(tǒng)穩(wěn)定工作時間，幾個小時到幾周服務(wù)器時代IT技術(shù)應(yīng)用普及服務(wù)器-客戶端的網(wǎng)絡(luò)模式網(wǎng)絡(luò)通訊設(shè)備、數(shù)據(jù)存儲設(shè)備的使用國家標(biāo)準(zhǔn)的制訂供電系統(tǒng)的完善空調(diào)系統(tǒng)的完善防雷標(biāo)準(zhǔn)的完善綜合監(jiān)控系統(tǒng)的出現(xiàn)專門機房裝修設(shè)計的出現(xiàn)IT穩(wěn)定工作時間為幾個月周服務(wù)器時代IT設(shè)備的進一步小型化所有IT設(shè)備上架業(yè)務(wù)對IT系統(tǒng)依賴性急增可靠性可用性（連續(xù)性）可擴展性可管理性可維護性部門內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)化系統(tǒng)穩(wěn)定幾個月或連續(xù)穩(wěn)定第六頁，共422頁。數(shù)據(jù)中心總體構(gòu)架數(shù)據(jù)中心涉及范圍很廣，包含土建、電氣、消防、網(wǎng)絡(luò)、運營等系統(tǒng)，從IDC的邏輯功能上來劃分，IDC可分為物理層、網(wǎng)絡(luò)層、資源層、業(yè)務(wù)層、運維管理層5大邏輯功能模塊。第七頁，共422頁。數(shù)據(jù)中心等級與分類按服務(wù)對象分類企業(yè)數(shù)據(jù)中心企業(yè)數(shù)據(jù)中心指由企業(yè)或機構(gòu)構(gòu)建并所有，服務(wù)于企業(yè)或機構(gòu)自身業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)中心，它為企業(yè)、客戶及合作伙伴提供數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)訪問等信息服務(wù)?；ヂ?lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心?；ヂ?lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心由服務(wù)提供商所有，通過互聯(lián)網(wǎng)向客戶提供有償信息服務(wù)。相對于企業(yè)數(shù)據(jù)中心來講，互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心的服務(wù)對象更廣，規(guī)模更大，設(shè)備與管理更為專業(yè)。按數(shù)據(jù)中心服務(wù)級別分類單級數(shù)據(jù)中心單級數(shù)據(jù)中心即指企業(yè)或機構(gòu)以大集中方式進行數(shù)據(jù)中心建設(shè)，整個企業(yè)或機構(gòu)只設(shè)立一個數(shù)據(jù)中心。多級數(shù)據(jù)中心企業(yè)或機構(gòu)以多層次、分布式建設(shè)的數(shù)據(jù)中心是多級數(shù)據(jù)中心，總部級成為一級數(shù)據(jù)中心，直接下級單位為二級數(shù)據(jù)中心，再下級單位為三級數(shù)據(jù)中心，以此類推。目前，企業(yè)(機構(gòu))數(shù)據(jù)中心部署以單級和兩級數(shù)據(jù)中心為主。第八頁，共422頁。數(shù)據(jù)中心等級與分類按安全等級分類GB50174-2008《電子信息系統(tǒng)機房設(shè)計規(guī)范》GB50174-2008《電子信息系統(tǒng)機房設(shè)計規(guī)范》將機房劃分為A、B、C三個等級，三個等級從高到低的排列順序為A、B、CGB50462-2008《電子信息系統(tǒng)機房施工及驗收規(guī)范》《電子信息系統(tǒng)機房環(huán)境檢測標(biāo)準(zhǔn)》正在編制過程中09DX009國家標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計圖集《電子信息系統(tǒng)機房工程設(shè)計與安裝》TIA-942《數(shù)據(jù)中心電信基礎(chǔ)設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)》由美國電信產(chǎn)業(yè)協(xié)會和TIA技術(shù)工程委員會(TR42)編寫、美國國家標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會(ANSI)2005年批準(zhǔn)頒布的《數(shù)據(jù)中心電信基礎(chǔ)設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)》(即TIA-942標(biāo)準(zhǔn))根據(jù)數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施的實用性和安全性的不同要求把數(shù)據(jù)中心分為Tier1、Tier2，Tier3，Tier4四個等級。第九頁，共422頁。數(shù)據(jù)中心等級與分類第十頁，共422頁。幾個重要行業(yè)組織TIA：電信工業(yè)協(xié)會（TelecommunicationsIndustryAssociation，TIA）是全球通訊與信息技術(shù)工業(yè)中重要的同業(yè)協(xié)會。TIA是一個全方位的服務(wù)性國家貿(mào)易組織，有一個分支機構(gòu)——多媒體通信協(xié)會（MMTA）。TIA也是經(jīng)過ANSI認(rèn)可的指定標(biāo)準(zhǔn)的組織，但其屬于行會性質(zhì)，除了標(biāo)準(zhǔn)工作外，其職責(zé)還包括為保護和促進會員廠家利益而影響政策、促進市場和組織交流。ASHRAE：AmericanSocietyofHeating,RefrigeratingandAir-ConditioningEngineers,Inc.，美國采暖、制冷與空調(diào)工程師學(xué)會。國際性組織。該學(xué)會唯一目的是造福社會公眾，通過開展科學(xué)研究，提供標(biāo)準(zhǔn)、準(zhǔn)則、繼續(xù)教育和出版物，促進加熱、通風(fēng)、空調(diào)和制冷方面的科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。GreenGrid：綠色格子聯(lián)盟成立于2006年，是一個致力于節(jié)能、能效事業(yè)的非營利性組織，致力于在規(guī)劃并推廣數(shù)據(jù)中心在營運、建構(gòu)以及設(shè)計等領(lǐng)域的最佳策略的同時，還能夠有效降低數(shù)據(jù)中心與IT設(shè)施的耗電量。其成員包括AMD、APC、戴爾、惠普、IBM、英特爾、微軟、Sun、VMware等IT巨頭。UptimeInstitute：國際正常運行時間協(xié)會是一家主要著重于信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)研究（研究對象主要是“數(shù)據(jù)中心”datacenter）的會員組織，為企業(yè)提供信息環(huán)境的能源效率等相關(guān)的業(yè)務(wù)及技術(shù)咨詢，成員主要為全球200強企業(yè)。LEED：LeadershipinEnergyandEnvironmentalDesign，是一個評價綠色建筑的工具。宗旨是：在設(shè)計中有效地減少環(huán)境和住戶的負(fù)面影響。目的是：規(guī)范一個完整、準(zhǔn)確的綠色建筑概念，防止建筑的濫綠色化。LEED由美國綠色建筑協(xié)會建立并于2003年開始推行，在美國部分州和一些國家已被列為法定強制標(biāo)準(zhǔn)。第十一頁，共422頁。數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)等級各等級的劃分條件和特點（參考）（1）五星級IDC代表最高服務(wù)水平，通過嚴(yán)格的專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證，提供全業(yè)務(wù)服務(wù)，價格及服務(wù)體系在國內(nèi)處于領(lǐng)先水平?？勺鳛閷?shù)據(jù)安全有嚴(yán)格要求的政府部門、金融企業(yè)、外資企業(yè)等重點客戶的數(shù)據(jù)（災(zāi)備）中心。（2）四星級IDC主要面向政府機關(guān)、大型企業(yè)、知名ISP/ICP，提供高質(zhì)量的服務(wù)和優(yōu)先保證的資源，價格高于市場平均水平。（3）三星級IDC主要面向中小型企業(yè)、ISP/ICP，提供較好的產(chǎn)品服務(wù)，價格處于市場平均水平。（4）二星級IDC提供基礎(chǔ)業(yè)務(wù)和一般性服務(wù)，能夠滿足客戶的一般業(yè)務(wù)需求，價格可略低于市場平均水平。（5）一星級IDC主要面向零散客戶，價格較低。其中，承載全國重點客戶的五星級、四星級IDC原則上應(yīng)位于運營商骨干網(wǎng)或骨干網(wǎng)省內(nèi)匯聚節(jié)點所在城市。不同等級的IDC對應(yīng)相應(yīng)地區(qū)的資費檔次標(biāo)準(zhǔn)。第十二頁，共422頁。數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)發(fā)展階段數(shù)據(jù)中心（DataCenter）的發(fā)展可以粗略劃分為三個階段。每一階段服務(wù)形態(tài)有所不同，但都體現(xiàn)基礎(chǔ)設(shè)施的特性。第一階段主要是場地、電源、網(wǎng)絡(luò)線路、通信設(shè)備等基礎(chǔ)電信資源和設(shè)施的托管和線路維護服務(wù)，多由電信企業(yè)提供，客戶包括行業(yè)、大型企業(yè)等。這個階段被廣泛稱為外包業(yè)務(wù)。第二階段是90年代中互聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展帶動了網(wǎng)站數(shù)量的激增之后，各種互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備如服務(wù)器、主機、出口帶寬等設(shè)備和資源的集中放置和維護需求提高，主機托管、網(wǎng)站托管是主要業(yè)務(wù)類型，這個階段互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心（IDC）被廣泛認(rèn)可，IDC企業(yè)圍繞主機托管服務(wù)也提供包括數(shù)據(jù)存儲管理、安全管理、網(wǎng)絡(luò)互連、出口帶寬的網(wǎng)絡(luò)選擇等服務(wù)，IDC成為企業(yè)IT基礎(chǔ)設(shè)施的核心。第三階段的數(shù)據(jù)中心概念被擴展，大型化、虛擬化、綜合化數(shù)據(jù)中心服務(wù)是主要特征，尤其是云計算技術(shù)引入后，數(shù)據(jù)中心突破了原有的場地出租、線路帶寬共享、主機托管維護、應(yīng)用托管等服務(wù)，更注重數(shù)據(jù)的存儲和計算能力的虛擬化、設(shè)備維護管理的綜合化。新型數(shù)據(jù)中心采用高性能基礎(chǔ)架構(gòu),實現(xiàn)資源按需提供服務(wù)，并通過規(guī)模運營降低能耗。云計算數(shù)據(jù)中心概念被提出，由此我們認(rèn)為，云計算數(shù)據(jù)中心本質(zhì)上還是在數(shù)據(jù)中心的物理基礎(chǔ)設(shè)施上，采用虛擬化等云計算技術(shù)，提供傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)和各種新型網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用服務(wù)。當(dāng)前數(shù)據(jù)中心處于從第二階段向第三階段的轉(zhuǎn)型期，傳統(tǒng)電信企業(yè)和IDC企業(yè)基于數(shù)據(jù)中心進行升級。多家領(lǐng)先互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)則采用新技術(shù)建設(shè)大規(guī)模的新型數(shù)據(jù)中心。第十三頁，共422頁。全球IDC市場穩(wěn)步增長2010-2011年，全球IDC市場保持穩(wěn)步增長，Gartner預(yù)計市場規(guī)模會從2010年的20億美元提高到2015年的44.6億美元，年復(fù)合增長率為14.3%。另據(jù)中國IDC圈估計，2010年全球IDC整體市場規(guī)模超過160億美元，較2009年增速為18%，亞太地區(qū)是增長的主要貢獻者。主機托管等基礎(chǔ)IDC業(yè)務(wù)產(chǎn)品還是主要業(yè)務(wù)，但網(wǎng)頁加速、網(wǎng)站安全管理等新型業(yè)務(wù)收入比例在擴大。2005-2010年全球IDC市場規(guī)模第十四頁，共422頁。全球數(shù)據(jù)中心規(guī)模情況據(jù)Gartner統(tǒng)計，截止2010年底，全球的數(shù)據(jù)中心總量為339萬個，這個數(shù)字包括了為第三方服務(wù)的IDC數(shù)據(jù)中心、行業(yè)和企業(yè)自建的數(shù)據(jù)中心，還包括大量企業(yè)自用的機房，其中美國和西歐的數(shù)量分別達到了96和68萬，占全球總量接近一半。中國約有45.6萬個，占全球總量8%。但從數(shù)字結(jié)構(gòu)看，中國和發(fā)達國家，尤其是美國和日本有較大的差距。在中國，超過500個機架的大型數(shù)據(jù)中心有47個，占中國數(shù)據(jù)中心總量的萬分之一，占全球大型數(shù)據(jù)中心的4%。低于日本的85個（占日本總量的萬分之2.7），更遠低于美國的571個，美國大型數(shù)據(jù)中心占全球大型數(shù)據(jù)中心總量的50%。從服務(wù)器數(shù)量看，2010年全球數(shù)據(jù)中心的x86服務(wù)器總量達到了3900萬臺，其中美國占了1560萬臺，日本有276萬，中國約為316萬臺。美、日、中三個地區(qū)的服務(wù)器數(shù)量：數(shù)據(jù)中心的比值分別為：16、8.7和6.9。第十五頁，共422頁。中國數(shù)據(jù)中心建設(shè)與發(fā)展情況IDC的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，目前國內(nèi)大概有55萬個數(shù)據(jù)中心。其中低于500平米的中小型數(shù)據(jù)中心占據(jù)了超過80%。面積超過2000平米的大中型數(shù)據(jù)中心數(shù)量占比不足5%。工信部電信研究院數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)前我國各類數(shù)據(jù)中心總量約43萬個，可容納服務(wù)器共約500萬臺。其中經(jīng)營性數(shù)據(jù)中心機房921個，面積約88萬平米，機柜數(shù)月17.7萬個，可容納服務(wù)器約200萬臺。由于網(wǎng)絡(luò)用戶主要集中在北京、上海、廣東等地，最初大型數(shù)據(jù)中心主要集中在北、上、廣、深。由于云計算的推進，二線城市青島、西安、成都、天津、鄂爾多斯等也開始了新一輪的數(shù)據(jù)中心建設(shè)。截至2012年3月，全國已有13個省市自治區(qū)規(guī)劃了約30個左右的10萬臺服務(wù)器以上規(guī)模的大型數(shù)據(jù)中心建設(shè)項目，項目總投資達2700億元。建成后可容納服務(wù)器數(shù)量超過1000萬臺，5倍于當(dāng)前的數(shù)據(jù)中心總?cè)萘?。第十六頁，?22頁。各國政府對數(shù)據(jù)中心建設(shè)的支持情況美國2011年初發(fā)布《聯(lián)邦云計算策略》白皮書,包括云計算定義、云計算轉(zhuǎn)移IT基本構(gòu)架、云計算改變公共信息部門等方面內(nèi)容。在這個策略發(fā)布后，美國政府主導(dǎo)下主要有幾個動作。一是引導(dǎo)關(guān)閉部分低效率的政府?dāng)?shù)據(jù)中心，以提升美國政府IT基礎(chǔ)設(shè)施的效率，并減少開支。二是鼓勵建設(shè)新型的政府?dāng)?shù)據(jù)中心。三是資金的直接支持。歐盟歐洲的IDC起步較早，估計2010年市場規(guī)模約為33億歐元。但由于土地租賃費用等固定成本的昂貴，數(shù)據(jù)中心進一步擴張的動力不足。歐盟于2010年正式開始啟動下一代IDC研究項目框架租，并積極倡導(dǎo)面向未來互聯(lián)網(wǎng)的IDC研究。第十七頁，共422頁。各國政府對數(shù)據(jù)中心建設(shè)的支持情況亞洲韓國政府于09年12月公布《云計算全面振興計劃》，旨在14年前使韓國成為世界最高水準(zhǔn)的云計算強國。一方面在政務(wù)辦公方面推進云計算升級，另外一方面避免企業(yè)為開發(fā)環(huán)境進行投資造成浪費日本經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)省于2010年8月發(fā)布了《云計算與日本競爭力研究》報告，報告稱將從完善基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、改善制度、鼓勵創(chuàng)新這三方面來推進云計算技術(shù)的發(fā)展。新加坡沒有專門針對云計算的計劃，但政府也在推進云計算技術(shù)的運用。2011年初，新加坡制定了一整套綠色數(shù)據(jù)中心標(biāo)準(zhǔn)，以幫助數(shù)據(jù)中心制定必要政策、體系和程序，來提升其能效、降低對環(huán)境的影響。中國《國家“十二五”規(guī)劃綱要》和《國務(wù)院關(guān)于加快培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的決定》均把云計算列為重點發(fā)展的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)；許多省市開展了以云計算產(chǎn)業(yè)園區(qū)為主要形式的數(shù)據(jù)中心的建設(shè)。據(jù)不完全統(tǒng)計，截至2011年底全國已有至少13個城市明確提出建設(shè)云計算數(shù)據(jù)中心園區(qū)的計劃，各地園區(qū)規(guī)劃總面積超過150平方公里，其中哈爾濱“中國云谷”規(guī)劃到50平方公里，重慶云計算產(chǎn)業(yè)基地規(guī)劃66平方公里，鄂爾多斯“草原硅谷”規(guī)劃面積10平方公里。第十八頁，共422頁。數(shù)據(jù)中心建設(shè)與發(fā)展趨勢數(shù)據(jù)集中IT成本過高、復(fù)雜性過大、資源利用率過低……，IT資源進行整合和集中，集中化的數(shù)據(jù)更便于備份、冗余和控制。安全與可信初始階段就應(yīng)該構(gòu)建可靠的災(zāi)難恢復(fù)方案，或建立異地的災(zāi)難備份中心，計算與存儲虛擬化通過虛擬化進行數(shù)據(jù)中心資源整合是數(shù)據(jù)中心的發(fā)展趨勢，改善IT資源的再利用和提高靈活性綠色低碳在機械、照明、用電和計算機系統(tǒng)等方面的設(shè)計為的是最大程度提升能源利用效率和最小程度造成對環(huán)境的污染和影響流程自動化實現(xiàn)IT管理流程自動化，是降低數(shù)據(jù)中心IT操作成本和復(fù)雜性快速部署快速部署應(yīng)用軟件，為業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供支持，提升行業(yè)/企業(yè)的競爭實力第十九頁，共422頁。目錄數(shù)據(jù)中心發(fā)展回顧基礎(chǔ)建筑電源系統(tǒng)制冷系統(tǒng)數(shù)據(jù)中心服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)其它系統(tǒng)數(shù)據(jù)中心節(jié)能設(shè)計數(shù)據(jù)中心選址建筑參數(shù)要求第二十頁，共422頁。數(shù)據(jù)中心的業(yè)務(wù)與規(guī)模數(shù)據(jù)中心的含義本身是很廣義的，從幾萬幾十萬平的大型云計算數(shù)據(jù)中心，到幾十平米的企業(yè)數(shù)據(jù)機房，都屬于數(shù)據(jù)中心的范疇。不同規(guī)模與業(yè)務(wù)需求的數(shù)據(jù)中心對于數(shù)據(jù)中心的建設(shè)要求也會有絕大的差別。對于企業(yè)級的小型數(shù)據(jù)中心，便于維護管理、安全等方面往往是最多考慮的因素。對于大型IDC業(yè)務(wù)公司建設(shè)的數(shù)據(jù)中心，政策支持情況、環(huán)境影響、能源供給、網(wǎng)絡(luò)接入等方面往往是考慮最多的因素。因此，在考慮數(shù)據(jù)中心的基礎(chǔ)建筑要求之前，應(yīng)該合理規(guī)劃數(shù)據(jù)中心的建設(shè)規(guī)模。第二十一頁，共422頁。數(shù)據(jù)中心選址關(guān)鍵因素過去單位和企業(yè)在數(shù)據(jù)中心選址時，更多的考慮企業(yè)自身一些便利條件，往往忽略了數(shù)據(jù)中心是一項成本較大、人才密集、技術(shù)集中、要求高度可用性的系統(tǒng)工程。從選址的角度，一般認(rèn)為數(shù)據(jù)中心的可用性會受到以下7個方面要素的影響：社會經(jīng)濟人文環(huán)境的優(yōu)越性(包括：經(jīng)濟發(fā)展水平，人文發(fā)展水平)當(dāng)?shù)氐淖匀坏乩項l件(包括：地震、臺風(fēng)、洪水等自然災(zāi)害記錄，政治和軍事地域安全性)高科技人才資源條件(包括：高校數(shù)據(jù)、IT人員數(shù)量，其他科技教育機構(gòu)數(shù)量)配套設(shè)施條件(包括：交通、水電氣供應(yīng)、消防等)成本因素(包括：人力成本、水電氣資源成本、土地成本、各種個人消費成本)周邊環(huán)境(包括：粉塵、油煙、有害氣體特，有腐蝕性、易燃、易爆物品的工廠，遠離強振源和強噪聲源、避開強電磁場干擾)政策環(huán)境(包括：土地政策、人才政策、稅收政策)第二十二頁，共422頁。數(shù)據(jù)中心選址關(guān)鍵因素分析通過結(jié)合德爾菲方法，業(yè)內(nèi)專家對數(shù)據(jù)中心選址的7大要求按重要性排序為：自然地理條件、配套設(shè)施、周邊環(huán)境、成本因素、政策環(huán)境、高科技人才資源環(huán)境、社會經(jīng)濟人文環(huán)境。按照上述7大要素再去評估傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心選址，會發(fā)現(xiàn)以下問題：選擇北京、上海會直接導(dǎo)致成本顯著提高；選擇成都可能會沒有認(rèn)真評估成都地區(qū)的地震斷裂帶的影響；一些小型城市，人力資源可能會成為瓶勁。除這些比較明顯的問題，比過這些要素，我們會發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有數(shù)據(jù)中心選址中還存在大量的不足和潛在問題。如：自然地理條件較差、數(shù)據(jù)中心將面臨較高的地震等自然災(zāi)害風(fēng)險;配套設(shè)施條件不足，將導(dǎo)致水電等關(guān)聯(lián)成本的提升;周邊環(huán)境的惡化有可能導(dǎo)致高科技設(shè)備的可用性降低，以及危及運維人員的安全。選擇成本較高的區(qū)域，將導(dǎo)致本來就投資大、效益小的數(shù)據(jù)中心投入產(chǎn)出予盾更為突出。從目前國內(nèi)大多數(shù)數(shù)據(jù)中心的選扯條件看，上述問題都或多或少存在，這對數(shù)據(jù)中心而言，蘊藏著巨大的投資風(fēng)險。第二十三頁，共422頁。相關(guān)規(guī)范對數(shù)據(jù)中心選址的要求GB501742008《電子信息系統(tǒng)機房設(shè)計規(guī)范》對選址的要求：1電力供給應(yīng)穩(wěn)定可靠，交通通信應(yīng)便捷，自然環(huán)境應(yīng)清潔；2應(yīng)遠離產(chǎn)生粉塵、油煙、有害氣體以及生產(chǎn)或貯存具有腐蝕性、易燃、易爆物品的場所；3遠離水災(zāi)火災(zāi)隱患區(qū)域；4遠離強振源和強噪聲源；5避開強電磁場干擾。項目技術(shù)要求備注A級B級C級機房位置選擇距離停車場的距離不應(yīng)小于20m不宜小于20m沒有要求

距離鐵路或高速公路的距離不應(yīng)小于800m不宜小于800m沒有要求

距離機場、有危險的實驗室、化學(xué)工廠中的危險區(qū)域、掩埋式垃圾處理場、河岸、海岸或水壩的距離不應(yīng)小于400m不應(yīng)小于400m不宜小于400m不包括各場所自身使用的機房距離軍火庫不應(yīng)小于1600m不應(yīng)小于1600m不宜小于1600m不包括軍火庫自身使用的機房距離核電站的危險區(qū)域不應(yīng)小于1600m不應(yīng)小于1600m不宜小于1600m不包括核電站自身使用的機房有可能發(fā)生洪水的地區(qū)不應(yīng)設(shè)置機房不應(yīng)設(shè)置機房不宜設(shè)置機房

地震斷層附近或有滑坡危險區(qū)域不應(yīng)設(shè)置機房不應(yīng)設(shè)置機房不宜設(shè)置機房

機場航道不應(yīng)靠近不宜靠近沒有要求

高犯罪率的地區(qū)不應(yīng)設(shè)置機房不應(yīng)設(shè)置機房沒有要求

第二十四頁，共422頁。相關(guān)規(guī)范對數(shù)據(jù)中心選址的要求國際ANSI/TIA-942-2005標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于數(shù)據(jù)中心選址的有關(guān)參考：1.數(shù)據(jù)中心不應(yīng)靠近附近機場的飛行航線2.與鐵路及高速公路距離大于800m，以保證降低化學(xué)物質(zhì)濺落危險3.與軍事基地距離大于800m，與核設(shè)施、國際設(shè)施大于1600m序號選址注意事項T3級標(biāo)準(zhǔn)T4級標(biāo)準(zhǔn)1接近洪水危險區(qū)域不在百年一遇的水災(zāi)危險區(qū)域內(nèi)，或者離五十年一遇的水災(zāi)危險區(qū)域的距離不小于90m離百年一遇的水災(zāi)危險區(qū)域的距離不小于90m2接近海岸或者內(nèi)陸水路距離不小于90m距離不小于800m3接近主要交通要道距離不小于90m距離不小于800m4接近機場距離在1.8km～48km之間。距離在1.8km～48km之間。5接近主要大城市不超過48km不超過48km第二十五頁，共422頁。Google數(shù)據(jù)中心選址Google芬蘭數(shù)據(jù)中心2億7千3百萬的數(shù)據(jù)中心，將芬蘭的一處老舊的造紙廠改造成了一處巨型的數(shù)據(jù)處理中心；坐落于哈米納(Hamina)，開創(chuàng)了互聯(lián)網(wǎng)公司因所在地屬高寒地帶而建設(shè)數(shù)據(jù)中心的先河，共斥資2億歐元（約2.73億美元）的資料中心已開始啟用。當(dāng)?shù)貧夂蚝渑c電價低廉，透過當(dāng)?shù)靥烊坏牡蜏嘏c海水以調(diào)降資料中心溫度，具有環(huán)保與節(jié)電的效果，是吸引Google的主要原因。Google數(shù)據(jù)中心選址標(biāo)準(zhǔn)：大量廉價的電力綠色能源，更注重可再生能源；靠近河流或湖泊（設(shè)備冷卻需大量水）用地廣闊（隱秘、安全）和其他數(shù)據(jù)中心的距離稅收優(yōu)惠第二十六頁，共422頁。Facebook數(shù)據(jù)中心選址Facebook瑞典數(shù)據(jù)中心：瑞典的呂勒奧(Lulea)，這是一個只有5萬名居民的小城。與其處于同一緯度的城市還有美國阿拉斯加的費爾班克斯市。這里的常年平均氣溫僅為華氏36度(約2攝氏度)。而在過去的50年里，呂勒奧超過華氏86度(約攝氏30度)的時間總共只有短短的24個小時。充沛的水力發(fā)電資源以及為造紙廠供電的完善的電網(wǎng)；政府的大力支持欲吸引更多跨國公司前來。Facebook選址標(biāo)準(zhǔn)Facebook的數(shù)據(jù)中心目前比Google少，但是其選址同樣首先考慮的能源；有效利用自然冷源為設(shè)備散熱等。第二十七頁，共422頁。中國目前數(shù)據(jù)中心選址熱點哈爾濱“中國云谷”2010年11月正式啟動，總規(guī)劃面積50平方公里，計劃到2015年，建成百萬平方米規(guī)模的云計算中心集群，培育形成產(chǎn)值1000億元以上的云計算產(chǎn)業(yè)形態(tài)。中國移動哈爾濱數(shù)據(jù)中心：總投資120億元以上，占地1000畝，預(yù)計提供4萬個機架的服務(wù)能力，為互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、信息化等業(yè)務(wù)提供云計算支撐平臺。除中國移動全國云計算中心外，國際金融數(shù)據(jù)中心、互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心、神碼思特奇信息產(chǎn)業(yè)園、曙光哈爾濱云計算中心、Intel宇光信息產(chǎn)業(yè)園、蘇寧物聯(lián)網(wǎng)基地、省移動信息產(chǎn)業(yè)園、光明云媒等云計算項目已簽約入駐“中國云谷”鄂爾多斯：鄂爾多斯國際綠色IDC基地項目總投資200億元。根據(jù)合作協(xié)議，中國電信集團公司內(nèi)蒙古分公司與中興能源有限公司就IDC項目一期業(yè)務(wù)運營開展合作。鄂爾多斯市智慧互聯(lián)科技有限公司投資建設(shè)的鄂爾多斯超級云計算數(shù)據(jù)中心在迅邁城投公司投資開發(fā)的云計算信息產(chǎn)業(yè)園區(qū)；國內(nèi)第三方中立數(shù)據(jù)中心世紀(jì)互聯(lián)，在全國33個城市運營51個數(shù)據(jù)中心，鄂爾多斯大型云計算數(shù)據(jù)中心將成世紀(jì)互聯(lián)的第52個數(shù)據(jù)中心。規(guī)劃30萬平方米，整個項目采用先進的的模塊化數(shù)據(jù)中心技術(shù)、大規(guī)模FreeCooling技術(shù)，總計12個模塊化數(shù)據(jù)中心運營，可支持超過100萬臺服務(wù)器同時工作。發(fā)揮得天獨厚的地理位置和氣候特點、電力和水資源豐富、科技研發(fā)人才充裕、人力能源成本鄂爾多斯鮮有洪災(zāi)、地震等嚴(yán)重自然災(zāi)害。當(dāng)?shù)仉娏?、風(fēng)能、太陽能等能源產(chǎn)業(yè)豐富。低廉的電價及適宜氣候（年均平均溫度3.5度）也為數(shù)據(jù)中心運營提供了成本優(yōu)勢。第二十八頁，共422頁?！对朴嬎惆灼?012》中的選址建議對于全國云計算數(shù)據(jù)中心的建設(shè)布局，要統(tǒng)籌兼顧多種因素，既要考慮用戶體驗和產(chǎn)業(yè)支撐要求，也要考慮能源供應(yīng)和綠色節(jié)能要求。對主要用于在線交互和緩存分發(fā)的中小型數(shù)據(jù)中心，一般應(yīng)根據(jù)市場情況，由企業(yè)在帶寬充裕和用戶集中的地區(qū)分散建設(shè)，布局優(yōu)化主要靠市場調(diào)節(jié)。對于大規(guī)模云計算數(shù)據(jù)中心，由于其規(guī)模龐大，能源消耗問題非常突出，因此應(yīng)由國家統(tǒng)籌規(guī)劃指導(dǎo)，在布局時應(yīng)重點考慮在氣候適宜和能源富集地區(qū)建設(shè)。氣候地理條件：全球最大的12家數(shù)據(jù)中心中，在北緯35～45度的有6家，所處地區(qū)大多平均氣溫在-5°C～28°C之間。研究顯示，一般的數(shù)據(jù)中心約有30%～40%電能用于設(shè)備和機房散熱，如果能夠利用當(dāng)?shù)剌^低的溫度實現(xiàn)自然冷卻，可以節(jié)省大量能源。例如對于同樣規(guī)模和配置的數(shù)據(jù)中心，在廣州比在哈爾濱全年空調(diào)制冷耗電量多79.3%，總能耗多出24%～32%。能源供應(yīng)情況：數(shù)據(jù)中心能源消耗巨大，一個10萬臺服務(wù)器規(guī)模的數(shù)據(jù)中心的功率4.5萬KW，年耗電約4億度。如此巨大的電力需求，對一些能源短缺省市提出了巨大挑戰(zhàn)。即便能夠通過外地送電得以滿足，也要消耗10%的長距離電力配送損耗。因此，考慮到能源供應(yīng)和減少輸電損耗的要求，應(yīng)盡可能將大型數(shù)據(jù)中心建設(shè)在能源富集地區(qū)。第二十九頁，共422頁。目錄數(shù)據(jù)中心發(fā)展回顧基礎(chǔ)建筑電源系統(tǒng)制冷系統(tǒng)數(shù)據(jù)中心服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)其它系統(tǒng)數(shù)據(jù)中心節(jié)能設(shè)計數(shù)據(jù)中心選址建筑參數(shù)要求第三十頁，共422頁。數(shù)據(jù)中心機房建筑要求主機房凈高應(yīng)根據(jù)機柜高度及通風(fēng)要求確定，且不宜小于2.6m。主機房宜設(shè)置單獨出入口，當(dāng)與其它功能用房共用出入口時，應(yīng)避免人流、物流的交叉。電子信息系統(tǒng)機房內(nèi)通道的寬度及門的尺寸應(yīng)滿足設(shè)備和材料運輸要求，建筑的入口至主機房應(yīng)設(shè)通道，通道凈寬不應(yīng)小于1.5m。面積大于100m2的主機房，安全出口應(yīng)不少于兩個，且應(yīng)分散布置。主機房內(nèi)的裝修，應(yīng)選用氣密性好、不起塵、易清潔，符合環(huán)保要求、在溫、濕度變化作用下變形小、具有表面靜電耗散性能的材料。不得使用強吸濕性材料及未經(jīng)表面改性處理的高分子絕緣材料作為面層。門窗、墻壁、頂棚、地（樓）面的構(gòu)造和施工縫隙，均應(yīng)采取密閉措施。主機房、UPS室荷載：8-10kN/m2電池室荷載：16kN/m2第三十一頁，共422頁。機房面積需求（GB50174-2008）主機房的使用面積應(yīng)根據(jù)設(shè)備的數(shù)量、外形尺寸和布置方式確定，并預(yù)留今后業(yè)務(wù)發(fā)展需要的使用面積。在設(shè)備外形尺寸不完全掌握的情況下，主機房的使用面積可按下列方法確定：當(dāng)電子信息設(shè)備已確定規(guī)格時，可按下式計算：A=K∑SA―電子信息系統(tǒng)主機房使用面積（㎡）;K―系數(shù)，取值為5～7;S―電子設(shè)備的投影面積（㎡）。當(dāng)電子信息設(shè)備尚未確定規(guī)格時，可按下式計算：A=KNK―單臺設(shè)備占用面積，可取3.5－5.5(㎡/臺）;N—計算機主機房內(nèi)所有設(shè)備的總臺數(shù)。輔助區(qū)的面積宜為主機房面積的0.2~1倍。用戶工作室可按每人3.5－4㎡計算。硬件及軟件人員辦公室等有人長期工作的房間，可按每人5~7㎡計算。第三十二頁，共422頁。設(shè)備布置需求（GB50174-2008）當(dāng)機柜或機架上的設(shè)備為前進風(fēng)/后出風(fēng)方式冷卻時，機柜和機架的布置宜采用面對面和背對背的方式。主機房內(nèi)和設(shè)備間的的距離應(yīng)符合下列規(guī)定：用于搬運設(shè)備的通道凈寬不應(yīng)小于1.5m。面對面布置的機柜或機架正面之間的距離不應(yīng)小于1.2m；背對背布置的機柜或機架背面之間的距離不應(yīng)小于lm；當(dāng)需要在機柜側(cè)面維修測試時，機柜與機柜、機柜與墻之間的距離不應(yīng)小于1.2m。成行排列的機柜，其長度超過6m時，兩端應(yīng)設(shè)有出口通道；當(dāng)兩個出口通道之間的距離超過15m時，在兩個出口通道之間還應(yīng)增加出口通道；出口通道的寬度不應(yīng)小于lm，局部可為0.8m第三十三頁，共422頁。建筑設(shè)計中需要關(guān)注的主要問題設(shè)備區(qū)層高數(shù)據(jù)中心設(shè)備區(qū)的層高需求主要收機柜高度，走線架規(guī)劃，是否采用空調(diào)風(fēng)管，是否采用活動地板等因素的影響。在機房功率密度較低時層高問題并不是十分突出，但是隨著單機架功耗的不斷提升，層高將直接影響通風(fēng)散熱方式的設(shè)計。目前一般建議主設(shè)備去層高在4.5m以上；電力、制冷區(qū)根據(jù)實際的建設(shè)方案確定，一般要求更高?；顒拥匕宓挠绊懟顒拥匕甯叨纫蟠笥?00mm，有些設(shè)置達到1m，建議地板區(qū)的高度預(yù)先設(shè)計下沉，避免在機房中修建斜坡通道。電池室的面積電池室的承重要求更高，因此必須預(yù)留充足。貨梯規(guī)格需考慮可能運輸?shù)臋C柜/設(shè)備高度和重量，建議門高>2.6m，載重>2T。第三十四頁，共422頁。關(guān)于活動地板的兩種觀點活動地板是實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心綠色節(jié)能的必要手段活動地板形成靜壓室冷氣分配系統(tǒng)活動地板下送風(fēng)方式可以靈活的調(diào)整送風(fēng)的具體位置，比風(fēng)管靈活如有水管鋪設(shè)需求，地板下是想對最好的位置活動地板已不適應(yīng)新時代數(shù)據(jù)中心需求地震等重大災(zāi)害時，活動地板的破壞性更強現(xiàn)在的布線經(jīng)常變換調(diào)整，不適合鋪設(shè)在地板下增加了樓層凈高需求安全性不好，地板本身質(zhì)量問題以及可能的藏身問題成本高、難清潔實踐中需根據(jù)總體設(shè)計，尤其是所選擇的制冷方式，來決定是否應(yīng)該采用活動地板。第三十五頁，共422頁。防靜電地板CapacityPerforatedGrateAireDirectAireCFM(nodamper)74620962594CFM(w/damper)*90–664252–1865311–2309TAC50%50%93%CFMtoRack45–332126–933292–2167Kw/Rack0–31–72–17*DamperClosed-Open第三十六頁，共422頁。防靜電地板第三十七頁，共422頁。小結(jié)數(shù)據(jù)中心選址，由于基礎(chǔ)設(shè)施的集中化、大型化趨勢，數(shù)據(jù)中心的選址考慮時，對于能源、氣候條件等方面的考慮權(quán)重越來越大；同時政府的政策影響也不看忽視；基礎(chǔ)設(shè)施的具體規(guī)劃建設(shè)方面，機房建筑的凈層高、空調(diào)送風(fēng)方式、電池室面積等是很重要的因素；其它方面在標(biāo)準(zhǔn)要求的基礎(chǔ)上，可根據(jù)具體需求進行規(guī)劃。第三十八頁，共422頁。目錄數(shù)據(jù)中心發(fā)展回顧基礎(chǔ)建筑電源系統(tǒng)制冷系統(tǒng)數(shù)據(jù)中心服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)其它系統(tǒng)數(shù)據(jù)中心節(jié)能設(shè)計電源容量規(guī)劃設(shè)計總體配電方案傳統(tǒng)交流UPS模塊化UPS飛輪UPS高壓直流油機電力布線防雷與接地第三十九頁，共422頁。電力需求如何提出？數(shù)據(jù)中心的電是如何消耗的？在總的電力消耗中，IT設(shè)備用電以及制冷散熱用電是居于絕對主導(dǎo)；其它如照明、監(jiān)控等用電站總體的比例一般不超過2%。第四十頁，共422頁。IT設(shè)備的耗電需求估算（1/2）對于數(shù)據(jù)中心建成后，所需安裝的設(shè)備比較明確的情況，可以根據(jù)具體設(shè)備的功耗情況，進行IT設(shè)備總體功耗需求的測算。比如Facebook的數(shù)據(jù)中心，數(shù)據(jù)中心內(nèi)需要安裝的服務(wù)器基本上都是定制的，每臺服務(wù)器哦的平均功耗約300W，每個機架可安裝30臺服務(wù)器，假定一個新的數(shù)據(jù)中心的設(shè)計規(guī)模為5000個機柜容量，則服務(wù)器部分的總功耗為300*30*5000=45000KW；除了服務(wù)器之外，其它的設(shè)備，如組網(wǎng)設(shè)備、存儲等，在有明確的規(guī)劃的前提下，同樣可根據(jù)具體的設(shè)備參數(shù)以及數(shù)量，經(jīng)過計算得出其功耗。各類設(shè)備總的功耗之和及為主設(shè)備功耗。第四十一頁，共422頁。IT設(shè)備的耗電需求測算方法（2/2）很多時候在數(shù)據(jù)中心規(guī)劃建設(shè)初期，并不能準(zhǔn)確知道后續(xù)里面會安裝什么類型的設(shè)備，數(shù)量是多少，甚至具體多少個機柜都沒有提出，在這種情況下一般根據(jù)總建筑面積-〉機柜數(shù)量-〉機柜功率密度估算-〉設(shè)備功耗的方法進行測算。例如一個新建的數(shù)據(jù)中心，規(guī)劃的設(shè)備區(qū)建筑面積為1萬平米；平均每機柜占用約4平米，如果按4平米計算，則總共可安裝10000/4=2500個標(biāo)準(zhǔn)機柜；2500個機柜按高中低功率密度分別為8KW、5KW、3KW，數(shù)量比例為20%、30%、50%，則設(shè)備功耗需求為2500*20%*8+2500*30%*5+2500*50%*3=11500KW；實際上在以前的機房設(shè)備功耗估算中，即直接按每建筑平米功率密度*建筑平米數(shù)，如功率密度根據(jù)具體項目情況，一般在300W~1000W之間，比如對于1萬平米數(shù)據(jù)中心，若規(guī)劃功率密度為100W/m2，功耗需求為10000*100=10000KW。以前的功率密度參考值中國機房在單層建筑內(nèi)290～350w/m2[250～300kcal/h·m2]

機房在多層建筑內(nèi)175～290w/m2[150～250kcal/h·m2]

前蘇聯(lián)450～565w/m2[390～485kcal/h·m2]

美國350～405w/m2[300～350kcal/h·m2]

日本407～525w/m2[350～450kcal/h·m2]第四十二頁，共422頁。空調(diào)能耗估算空調(diào)能效比概念能效比是在額定工況和規(guī)定條件下，空調(diào)進行制冷運行時實際制冷量與實際輸入功率之比。這是一個綜合性指標(biāo)，反映了單位輸入功率在空調(diào)運行過程中轉(zhuǎn)換成的制冷量?？照{(diào)能效比越大，在制冷量相等時節(jié)省的電能就越多。(1)EER是空調(diào)器的制冷性能系數(shù)，也稱能效比，表示空調(diào)器的單位功率制冷量。(2)COP是空調(diào)器的制熱性能系數(shù)，表示空調(diào)器的單位功率制熱量。(3)數(shù)學(xué)表達式為：EER=制冷量/制冷消耗功率COP=制熱量/制熱消耗功率(4)EER和COP越高，空調(diào)器能耗越小，性能比越高。我國空調(diào)能效等級劃定2.6～2.8五級2.8～3.0四級3.0～3.2三級3.2～3.4二級3.4及以上一級歐洲的能效標(biāo)準(zhǔn)，空調(diào)能效水平分為A、B、C、D、E、F、G共7個級別。其中A級最高，能效比為3.2以上；D級居中，介于2.8～2.6之間；E級以下屬于低能效空調(diào)。目前我國絕大多數(shù)空調(diào)處于歐洲E級水平。而在日本國內(nèi)的空調(diào)器的能效比現(xiàn)在一般都在4.0～5.0左右。而能效比低于2.8,不準(zhǔn)在美國市場銷售。第四十三頁，共422頁。機房專用空調(diào)能效比機房空調(diào)，顧名思義其是一種專供機房使用的高精度空調(diào)，因其不但可以控制機房溫度，也可以同時控制濕度，因此也叫恒溫恒濕空調(diào)機房專用空調(diào)機，另因其對溫度、濕度控制的精度很高，亦稱機房精密空調(diào)。風(fēng)冷型機房精密空調(diào)水冷型機房專用空調(diào)機房精密空調(diào)的特點包括：高顯熱比、高能效比、高可靠性、高精度等。項目機房空調(diào)舒適性空調(diào)服務(wù)對象計算機人恒溫恒濕有無顯熱比0.9-1.00.6-0.7能效比>3.0>2.6空氣過濾中高效低效換氣次數(shù)30次/h5-15次/h風(fēng)速高低運行費用低高自動監(jiān)控有無自動管理有無使用壽命10年以上3-5年第四十四頁，共422頁?？照{(diào)的功耗估算IT設(shè)備是數(shù)據(jù)中心的主要熱源，而且IT設(shè)備的耗能幾乎接近100%轉(zhuǎn)換為熱能。其它的環(huán)境熱源、燈光照明、人的活動等也是熱源，但是與IT設(shè)備相比占比很小，在粗略的估算中可忽略或按很小比例估算。按之前的IT設(shè)備功耗估算，假定最后計算的結(jié)果是IT設(shè)備功耗為10000KW，空調(diào)的能效比按3.0，則空調(diào)的功耗需求至少為10000KW/3.0=3333KW。在實際項目中為了保險起見，空調(diào)的容量設(shè)計一般會考慮一定的冗余系數(shù)。第四十五頁，共422頁。其它配套能耗估算辦公區(qū)：按目前的用電習(xí)慣，辦公區(qū)用電需求的可按100W/m2估算；環(huán)境監(jiān)控、門禁系統(tǒng)：與IT設(shè)備功耗相比，占比很小，估算時可忽略；其它：如餐廳可按70W/m2、廚房設(shè)備等可按用電可以取300W/M2；

以上只是部分常規(guī)通用的估算方法，在有明確的特殊需求時，則需按特定的需求進行功耗需求計算。比如特定的大功率設(shè)備，特定的空調(diào)，指定的照明系統(tǒng)，或者特殊的辦公區(qū)要求等等。第四十六頁，共422頁。目錄數(shù)據(jù)中心發(fā)展回顧基礎(chǔ)建筑電源系統(tǒng)制冷系統(tǒng)數(shù)據(jù)中心服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)其它系統(tǒng)數(shù)據(jù)中心節(jié)能設(shè)計電源容量規(guī)劃設(shè)計總體配電方案傳統(tǒng)交流UPS模塊化UPS飛輪UPS高壓直流油機電力布線防雷與接地第四十七頁，共422頁。數(shù)據(jù)中心配電系統(tǒng)總覽市電油機轉(zhuǎn)換屏低壓配電屏高壓市電(a)－－不間斷(b)－－可短時間中斷(c)－－允許中斷變壓器備用發(fā)電機組移動電站監(jiān)控接地交流配電屏交流配電屏交流配電屏其他直流供電系統(tǒng)蓄電池蓄電池整流器直流配電屏通信設(shè)備通信設(shè)備通信設(shè)備保證建筑負(fù)荷一般建筑負(fù)荷UPS通信用空調(diào)通信用空調(diào)整流器直流配電屏AC380V(b)AC380V(b)AC380V(b)AC220/380V(b)AC220/380(b)AC220/380V(c)AC220/380V(b)AC220/380蓄電池V(a)DC-48V(a)DC-48V(a)低壓配電屏第四十八頁，共422頁。市電分類第四十九頁，共422頁。數(shù)據(jù)中心發(fā)展回顧基礎(chǔ)建筑電源系統(tǒng)制冷系統(tǒng)數(shù)據(jù)中心服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)其它系統(tǒng)數(shù)據(jù)中心節(jié)能設(shè)計目錄電源容量規(guī)劃設(shè)計總體配電方案傳統(tǒng)交流UPS模塊化UPS飛輪UPS高壓直流油機電力布線防雷與接地UPS基礎(chǔ)概念UPS分類UPS關(guān)鍵器件UPS工作模式UPS設(shè)計蓄電池第五十頁，共422頁。UPS概念（1）定義：UPS是英文UninterruptablePowerSupply的縮寫，中文譯為“不間斷電源”，它是能夠?qū)崿F(xiàn)兩路電源之間不間斷地相互切換的電氣裝置。它的功能是保證向負(fù)載提供持續(xù)不間斷高質(zhì)量的交流電源。（2）原理：AC-DC-AC，輸出的交流電更干凈；（3）作用：無間斷切換、電壓變換(穩(wěn)壓)、頻率變換(穩(wěn)頻/濾波)、提供一定后備時間；（4）按工作方式分：在線式和后備式；（5）并機方式一般為雙機冗余功率均分熱備份；第五十一頁，共422頁。電網(wǎng)中存在的干擾分析1)噪聲(Noise)：在正弦電壓波形上疊加的一些尖脈沖（毛刺）；2)電壓變化(VoltageVariation)：正弦電壓的幅值過高、過低或波動；3)頻率變化(FrequencyVariation)：正弦波的頻率不是標(biāo)準(zhǔn)50Hz，過高、過低或波動；4)瞬間間斷(Micro-break)：正弦波的短暫不連續(xù)，一般指小于300毫秒的間斷；5)停電(Outage)：正弦波的長時間不連續(xù),一般指大于300毫秒的間斷；6)諧波(Harmonics)：在50Hz電網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)頻率上疊加了50Hz整數(shù)倍或非整數(shù)倍的成分，使正弦波形嚴(yán)重失真。第五十二頁，共422頁。我國電網(wǎng)和發(fā)達國家電網(wǎng)比較第五十三頁，共422頁。對UPS的基本要求（1/2）1)UPS的容量、規(guī)格:a)輸出容量宜按實際負(fù)荷的1.3～1.5倍配置；b)規(guī)格包括電壓、頻率、配電需求（單進單出、三進單出、三進三出）；2)UPS對電網(wǎng)的適應(yīng)能力：主要指輸入電壓幅值的變化范圍，一般在15％之內(nèi)，但超過10％時不能轉(zhuǎn)旁路，如遇到電壓變化較大的區(qū)域，可在前端加一級同容量的穩(wěn)壓器；3)輸入電壓頻率變化范圍和UPS的頻率跟蹤及同步鎖相能力，不僅在電網(wǎng)輸入也在柴油機輸入、及前端有頻率特性不穩(wěn)定的穩(wěn)壓設(shè)備時發(fā)揮作用；4)不對電網(wǎng)產(chǎn)生污染；5)UPS的輸出性能指標(biāo)能滿足負(fù)載的基本要求：應(yīng)注意不是超出需要的最高要求。第五十四頁，共422頁。對UPS的基本要求（2/2）UPS的輸出能力和可靠性指標(biāo)：輸出功率因素輸出電流的峰值系數(shù)過載能力MTBF工作效率及各種保護功能UPS的系統(tǒng)配置能力冗余并機能力可擴充能力長延時后備供電能力UPS對機房物理環(huán)境的適應(yīng)能力溫度濕度海拔高度UPS的智能管理和通信能力第五十五頁，共422頁。UPS的性能指標(biāo)—輸入特性輸入特性（表示UPS對輸入電網(wǎng)的具體要求），主要有：輸入電壓：輸入電壓指標(biāo)表示UPS正常運行時所要求的電網(wǎng)電壓范圍，該指標(biāo)實際上可分為兩部分：整流側(cè)和旁路輸入電壓范圍。為保證UPS發(fā)揮其最大的效能，UPS輸入電壓應(yīng)在額定電壓的±10%內(nèi)。有些產(chǎn)品僅標(biāo)輸入電壓達±20%以上，實際上只是一個不確切的數(shù)值。輸入頻率：輸入頻率指標(biāo)表示UPS正常運行時所要求的電網(wǎng)頻率范圍，該指標(biāo)實際上同上述輸入電壓一樣，同樣存在著旁路切換所要求的頻率范圍，超過該范圍，將禁止旁路切換。因而一般UPS均給出適合旁路切換要求的頻率范圍(一般為±5%左右)。輸入功率因數(shù)和輸入電流諧波含量：大的諧波含量和低的功率因數(shù)將產(chǎn)生大的無功功率，嚴(yán)重的還會影響其它用電設(shè)備的正常運行，因而歐洲已于九十年代初，制定了有關(guān)電氣設(shè)備輸入因數(shù)和諧波含量的標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)要求功率因數(shù)在0.95以上才能使用。輸入保護：輸入電源發(fā)生故障或輸入電壓、頻率超過規(guī)定范圍，能立即轉(zhuǎn)為蓄電池供電，轉(zhuǎn)換時間是：后備式UPS一般必須小于4ms，在線式UPS，在同步情況下不應(yīng)該出現(xiàn)間斷。第五十六頁，共422頁。UPS的性能指標(biāo)—輸出特性（1/2）輸出電壓：UPS輸出電壓通常有兩個指標(biāo)，一個表示UPS輸出電壓的穩(wěn)定度，一般其變化范圍為220V的±1％～±5％；另外一個表示UPS輸出電壓的瞬變特性，即負(fù)載從0到100％（或100％到0）階躍變化時輸出電壓的變化量以及恢復(fù)正常電壓所需的時間。輸出容量：UPS的輸出容量指其輸出電壓有效值U與輸出電流有效值I的乘積，稱為視在功率S，即S=UI。輸出頻率：UPS的輸出頻率表示當(dāng)市電中斷時，逆變器由蓄電池提供直流電能工作時的輸出頻率，一般后備式UPS的輸出頻率為50Hz±5％，在線式UPS的輸出頻率為50Hz±0.5％輸出波形與波形失真度：UPS的輸出波形一般有準(zhǔn)方波和正弦波兩種，后備式UPS的輸出波形多為準(zhǔn)方波，在線式UPS的輸出一般為正弦波。失真度表示當(dāng)負(fù)載為線性負(fù)載時，輸出波形中諧波含量與正弦波含量之比，由于準(zhǔn)方波的諧波含量很大，一般不給出失真度指標(biāo)，而正弦波輸出的UPS其失真度為3％左右。額定負(fù)載功率因數(shù)：功率因數(shù)cosφ為UPS輸出的有功功率P與其標(biāo)稱功率即視在功率S之比，表示為cosφ=P/S，cosφ一般為0.8或0.85，以0.8最為普遍。在功率因數(shù)為0.8時，電壓與電流之間的夾角為φ=cos－10.8≈36.9°，這時有無功電流在線路中來回流動，這時無功功率Q=UIsinφ。第五十七頁，共422頁。UPS的性能指標(biāo)—輸出特性（2/2）額定輸出功率：UPS輸出功率通常以VA數(shù)表示，是輸出電壓和額定輸出電流的乘積，稱為視在功率，包含兩個部分：在功功率和無功功率。一般在選擇UPS的輸出功率時，要留一定的余量，不要使UPS滿負(fù)荷運行。過載能力：指逆變器承受輸出過流的能力，通常有過載125%時的能承受過載的時間和過載150%左右時的能承受過載的時間。整機效率：UPS的輸出功率（含蓄電池充電功率）與輸入功率的比值稱為整機效率，效率是UPS的一個關(guān)鍵指標(biāo)，尤其是大功率電源設(shè)備。若UPS的效率為86％，這意味著14％的功率轉(zhuǎn)變成熱能，提高了機房的環(huán)境溫度，而且為了將這些持續(xù)不斷的熱量排出去以保持溫度不過限，必須購置足夠的空調(diào)設(shè)備，這就加大了設(shè)備的投資和耗能費用。后備時間：后備時間表示交流市電斷電后UPS還能繼續(xù)工作多長時間，是UPS的關(guān)鍵指標(biāo)，一般中小型UPS滿載時后備時間為10～15min，半載時后備時間為30min。工作噪音：它表示UPS在市電正常、負(fù)載為線性滿載、逆變器工作時，以UPS為中心，以1m為半徑，高度為1.3m處所測量出的噪音分貝數(shù)。一般來說，UPS的噪聲在55dB左右就可以直接放在計算機機房內(nèi)使用環(huán)境條件、輻射干擾第五十八頁，共422頁。數(shù)據(jù)中心發(fā)展回顧基礎(chǔ)建筑電源系統(tǒng)制冷系統(tǒng)數(shù)據(jù)中心服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)其它系統(tǒng)數(shù)據(jù)中心節(jié)能設(shè)計目錄電源容量規(guī)劃設(shè)計總體配電方案傳統(tǒng)交流UPS模塊化UPS飛輪UPS高壓直流油機電力布線防雷與接地UPS基礎(chǔ)概念UPS分類UPS關(guān)鍵器件UPS工作模式UPS設(shè)計蓄電池第五十九頁，共422頁。UPS基本構(gòu)成．整流器/充電器．逆變器．電池．靜態(tài)開關(guān)．手動維修旁路開關(guān)．主電源輸入開關(guān)．靜態(tài)旁路開關(guān)逆變器輸出開關(guān)．電池電路開關(guān)．旁路輸入隔離變壓器．輸出隔離變壓器．輸入諧波濾波器．計算機通訊接口．調(diào)制解調(diào)器接口．輸入配電柜和保護開關(guān)．輸出配電柜和保護開關(guān)維修旁路通訊接口板整流器/充電器電池主電源輸入旁路電源輸入逆變器靜態(tài)開關(guān)市電電網(wǎng)監(jiān)控用機

濾波器選件輸入配電和保護開關(guān)輸出配電和保護開關(guān)Modem板旁路隔離變壓器選件第六十頁，共422頁。UPS分類按動靜分類：旋轉(zhuǎn)式(飛輪)、靜止型按功率分類：小功率(<3KW)、中功率、大功率（>10KW）按輸出波形分類：方波、準(zhǔn)正弦波、正弦波按輸出電壓的相數(shù)分類：單相、三相按不停電時間分類：標(biāo)準(zhǔn)機型（10～15min）、長延時機型按功率器件分類：可控硅、功率晶體管、MOS場效應(yīng)管、IGBT（絕緣柵場效應(yīng)晶體管）按逆變器工作頻率分類：工頻機、高頻機按不停電供電方式分類：在線式、后備式、在線互動式按輸入輸出的相數(shù)分類：單進單出、三進單出、三進三出第六十一頁，共422頁。后備式UPS的性能特點市電正常時工作效率極高，98%以上本身不附加對電網(wǎng)的干擾輸出能力特強抗高頻干擾的能力主要取決于輸入輸出端的高頻濾波器輸出切換時間取決于繼電轉(zhuǎn)換開關(guān)的動作時間，一般4～10ms由于開關(guān)受容量限制和動作時間限制，一般用于小容量的場合，多在2kVA以下；市電掉電后，逆變器輸出多為方波或準(zhǔn)正弦波，對計算機負(fù)荷多是可用的；電路簡單，可靠性高，價格低廉缺點：頻率不可調(diào)，對市電的要求較高充電器電池負(fù)載交流輸入濾波器或調(diào)節(jié)器逆變器正常供電方式電池供電方式逆變器不工作逆變器工作第六十二頁，共422頁。在線互動式UPS的性能特點市電正常時工作效率極高，98％以上本身不附加對電網(wǎng)的干擾輸出能力強輸出電壓精度和穩(wěn)定性均差，但滿足一般負(fù)荷要求逆變器直接連接在UPS輸出端，處于熱備份狀態(tài)，對輸出電壓的尖峰干擾有抑制作用電路簡單，可靠性高，價格低廉逆變器是雙向的，充電能力強輸出切換時間一般4～6ms缺點：頻率不可調(diào)，對市電的要求較高電池負(fù)載主電源輸入旁路電源輸入也可能只有一路輸入

逆變器

旁路開關(guān)靜態(tài)開關(guān)正常供電方電池供電方式旁路供電方雙向逆變整流工作雙向逆變逆變工作第六十三頁，共422頁。雙變換在線式UPS的性能特點一般情況下，負(fù)荷由逆變器全部提供，電源輸出質(zhì)量高切換時間為0輸出能力有限制，指對負(fù)荷有限制條件，如負(fù)荷電流的峰值因素、過載能力和輸出功率因素輸入功率因素較低，一般為0.7~0.8無功損耗大，一般30％以上整機效率低，一般80％～90％如果只有一路供電,則聯(lián)接主/旁路電手動維修旁路開關(guān)正常供電方式電池供電方式旁路供電方式整流器/充電器電池負(fù)載主電源輸入旁路電源輸入逆變器靜態(tài)旁路整流器工作逆變器工作第六十四頁，共422頁。DELTA變換在線式UPS的性能特點DELTA變換器等同于雙向變換器，工作頻率10～15kHZ主逆變器也是雙向的DELTA變換器和主變換器均對電池充電切換時間為0正常情況下只補充輸出電壓差值和輸入電壓波形失真，逆變回路只承擔(dān)20％的有功功率輸出能力強，遠優(yōu)于傳統(tǒng)雙變換DELTA變換器等效于一個典型的正弦波源輸入功率因素高，99％輸入?yún)f(xié)波成份低，3％市電正常時，整機效率高達96％對輸入端進行功率因數(shù)補償，抑制輸入電流諧波；吸收或輸出功率補償電壓；與主變換器一起電池充電。主變換器整流，監(jiān)視輸出端，并與Dleta變換器參與主電路電壓的調(diào)整，可向負(fù)載提供高質(zhì)量的電能；電池充電。第六十五頁，共422頁。不同結(jié)構(gòu)UPS比較（1/2）不同結(jié)構(gòu)的UPS的輸出能力和可靠性不同結(jié)構(gòu)UPS對電網(wǎng)污染比較

第六十六頁，共422頁。不同結(jié)構(gòu)UPS比較（2/2）不同結(jié)構(gòu)UPS輸出電性能指標(biāo)

第六十七頁，共422頁。數(shù)據(jù)中心發(fā)展回顧基礎(chǔ)建筑電源系統(tǒng)制冷系統(tǒng)數(shù)據(jù)中心服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)其它系統(tǒng)數(shù)據(jù)中心節(jié)能設(shè)計目錄電源容量規(guī)劃設(shè)計總體配電方案傳統(tǒng)交流UPS模塊化UPS飛輪UPS高壓直流油機電力布線防雷與接地UPS基礎(chǔ)概念UPS分類UPS關(guān)鍵器件UPS工作模式UPS設(shè)計蓄電池第六十八頁，共422頁。UPS主要元器件—整流器半波整流全波整流第六十九頁，共422頁。UPS主要元器件—三相整流器三相半波整流三相全波整流三相半波整流的脈動周期是120°，而三相全波的周期是60°三相半波輸出電壓平均值374V，三相全波平均值514VUPS整流電路中都采用三相全波整流。第七十頁，共422頁。UPS主要元器件—6脈沖整流器6脈沖整流電路采用二極管的三相全波是不穩(wěn)壓的，因此在UPS中都采用晶閘管整流器（可控硅），代替二極管整流器。晶閘管的導(dǎo)通是有條件的，只有晶閘管的觸發(fā)信號加載才導(dǎo)通；通過每個脈沖周期中導(dǎo)通的時間就能實現(xiàn)穩(wěn)壓，就是所謂的相控整流。第七十一頁，共422頁。UPS主要元器件—12脈沖整流器12脈沖整流電路兩個整流器結(jié)構(gòu)一樣，都是三相6脈沖整流。整流器的輸入變壓器結(jié)構(gòu)不同，一個是Y型，一個Δ型，兩者的相位相差30°。6脈沖的脈動周期是60°，因此12脈沖整流的脈動周期是30°，18脈沖是20°……脈動周期越小，輸出電壓越高，均值越接近峰值。第七十二頁，共422頁。UPS主要元器件—IGBT整流IGBT整流電路在固定（或自由）開關(guān)頻率的脈寬內(nèi)控制IGBT的導(dǎo)通和關(guān)閉時間正弦波覆蓋的面積等于方波脈沖的面積開關(guān)頻率越高擬合的直流波形間斷越少，效果越理想IGBT整流電路單相波形變化增加整流脈沖數(shù)可以減少高次諧波的次數(shù)及數(shù)值，若采用6脈沖疊加的方式，6脈沖、12脈沖、18脈沖、24脈沖，隨著脈沖數(shù)增加電源側(cè)輸入諧波電流也隨之降低，但會導(dǎo)致整流結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本增加，可靠性降低。一般大于12脈沖的情況很少使用。傳統(tǒng)UPS的基本結(jié)構(gòu)(工頻機)：可控硅整流電池直接直流母線IGBT逆變器升壓變壓器全IGBTUPS結(jié)構(gòu)(高頻機)：不控整流DC/DC倍壓環(huán)節(jié)獨立充電器逆變器工頻機與高頻機的概念主要是對整流部分而言，工頻機是可控整流，傳統(tǒng)技術(shù)最好可做到12拍整流；而高頻機的整流是二極管不控整流+IGBT的高頻直流升壓環(huán)節(jié)。對逆變器而言都是IGBT的SPWM高頻逆變工作方式。第七十三頁，共422頁。三種整流方式比較目前主流廠商都已經(jīng)有IGBT產(chǎn)品，但是目前采用IGBT整流技術(shù)的UPS還存在著價格高、大功率元件生產(chǎn)困難、成品率低等缺點。隨著生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，這種技術(shù)先進、環(huán)保節(jié)能的UPS會越來越普及。--《UPS的IGBT整流技術(shù)》王力堅第七十四頁，共422頁。UPS主要元器件—逆變器整流器已將交流輸入電壓變成直流電壓，而負(fù)載所需的是交流電壓，就必須有一種電路再將該直流電壓變回交流，執(zhí)行這個任務(wù)的裝置就叫逆變器。逆變器電路的種類很多，在有推挽變換器、半橋逆變器、全橋逆變器、雙向變換器等。目前應(yīng)用最多的是采用IGBT的SPWM逆變器。三相全橋逆變器第七十五頁，共422頁。UPS主要元器件—靜態(tài)開關(guān)為了進一步提高UPS電源的可靠性，UPS上均裝有靜態(tài)開關(guān)，將市電作為UPS的后備電源，在UPS發(fā)生故障或維護檢修時，無間斷地將負(fù)載切換到市電上，由市電直接供電。靜態(tài)開關(guān)的主電路一般由兩只晶閘管開關(guān)反并聯(lián)組成，一只晶閘管用于通過正半周電流，另一只晶閘管則用于通過負(fù)半周電流。同步切換：先通后斷；能保證在切換的過程中供電不間斷；但在切換的過程中，逆變器必須跟蹤市電的頻率、相位和幅值，防止產(chǎn)生環(huán)流，燒壞逆變器。非同步切換：先斷后通，會造成負(fù)載短時間斷電。觸發(fā)電壓觸發(fā)電壓阻斷阻斷觸發(fā)電壓觸發(fā)電壓第七十六頁，共422頁。數(shù)據(jù)中心發(fā)展回顧基礎(chǔ)建筑電源系統(tǒng)制冷系統(tǒng)數(shù)據(jù)中心服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)其它系統(tǒng)數(shù)據(jù)中心節(jié)能設(shè)計目錄電源容量規(guī)劃設(shè)計總體配電方案傳統(tǒng)交流UPS模塊化UPS飛輪UPS高壓直流油機電力布線防雷與接地UPS基礎(chǔ)概念UPS分類UPS關(guān)鍵器件UPS工作模式UPS設(shè)計蓄電池第七十七頁，共422頁。UPS并機模式（1/3）主從串聯(lián)熱備份供電模式不存在要求兩臺UPS均分負(fù)荷的問題。對UPS單機頻率同步跟蹤特性要求不高。主從機之間互換較困難，造成從機電池長期空載。從機要有帶階躍性負(fù)載的能力，否則主機切從機，從機切旁路連續(xù)動作，可能造成時間過長。從連接的角度，擴機較為困難。阻斷觸發(fā)導(dǎo)通第七十八頁，共422頁。UPS并機模式（2/3）并聯(lián)熱備份供電模式也分主從機，但主從機可互換。正常情況下，主機帶100％負(fù)荷，從機不帶負(fù)荷。在極端情況下，可以主機整流，從機逆變或主機逆變，從機整流，結(jié)構(gòu)較靈活。從機要有帶階躍性負(fù)載的能力，否則主機切從機，從機切旁路連續(xù)動作，可能造成時間過長。具有可擴容能力。第七十九頁，共422頁。UPS并機模式（3/3）功率均分供電模式不分主從機。正常情況下，兩臺機器各帶50％負(fù)荷。對UPS單機帶階躍性負(fù)載的能力要求遠低于前兩種。具有可擴容能力。過載能力強，但也存在過載較難預(yù)知的危險。部分廠家要求并機柜，可能會是故障瓶頸和擴容瓶頸。第八十頁，共422頁。UPS冗余供電模式（1/4）單機滿載冗余方式UPS接在電網(wǎng)與負(fù)載之間對負(fù)載進行保護，是最基本、最簡單的保護模式。如果UPS出故障，或者負(fù)載過載，UPS就會切換到旁路方式運行。負(fù)載就在市電直通方式下運行，為了對UPS進行維修，盡快排除故障，一般采用外部旁路（維修旁路盤）對UPS進行隔離，以便在負(fù)載不斷電的方式下進行UPS的維修。但是這種方式有其局限性，主要是當(dāng)負(fù)載在UPS工作在旁路方式下時，缺乏可靠的電源保護。第八十一頁，共422頁。UPS冗余供電模式（2/4）隔離冗余方式隔離冗余方式是指一臺或者多臺UPS作為第一級電源保護設(shè)備，另外一臺機器作為二級電源，備用使用。一級電源有各自的負(fù)載總線,二級電源為所有一級電源設(shè)備提供旁路電源。工作時二級電源空載運行，但是，在一個周波的時間內(nèi)要求它可以承擔(dān)從0%到100%的負(fù)載。當(dāng)一級電源從市電模式切換到旁路模式時，轉(zhuǎn)換開關(guān)會自動將其與二級電源斷開。前面在UPS并機模式中提到的主從串聯(lián)熱備份供電模式、并聯(lián)熱備份供電模式均屬于隔離冗余模式第八十二頁，共422頁。UPS冗余供電模式（3/4）并聯(lián)冗余方式并聯(lián)冗余方式一般由2臺或者多臺相同功率的UPS組成，負(fù)載均分，這種方式也被稱為N+1冗余方式，為負(fù)載提供的電源總?cè)萘渴菃闻_電源容量的2倍或N倍。這種工作方式與單機工作方式及并機滿載冗余方式相比更加可靠，如果其中一臺UPS出現(xiàn)故障，它即自動退出并機隊列，剩下機器則繼續(xù)為負(fù)載供電。前面在UPS并機模式中提到的功率均分供電模式就屬于并聯(lián)冗余方式。第八十三頁，共422頁。UPS冗余供電模式（4/4）分布式冗余方式分布式冗余方式是目前業(yè)內(nèi)公認(rèn)的最可靠及可行的工作方式，整個系統(tǒng)內(nèi)部的UPS各自獨立，適用的負(fù)載例如：機房內(nèi)的雙電源服務(wù)器、精密儀器等。此種冗余方式最基本的配置是2臺UPS，獨立輸入，不共享數(shù)據(jù)，但是因為均分負(fù)載，因此仍然是并聯(lián)運行。注意：此冗余方式發(fā)揮作用前提是負(fù)載設(shè)備配備雙電源模塊，且兩個電源模塊式負(fù)載分擔(dān)模式工作。第八十四頁，共422頁。數(shù)據(jù)中心發(fā)展回顧基礎(chǔ)建筑電源系統(tǒng)制冷系統(tǒng)數(shù)據(jù)中心服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)其它系統(tǒng)數(shù)據(jù)中心節(jié)能設(shè)計目錄電源容量規(guī)劃設(shè)計總體配電方案傳統(tǒng)交流UPS模塊化UPS飛輪UPS高壓直流油機電力布線防雷與接地UPS基礎(chǔ)概念UPS分類UPS關(guān)鍵器件UPS工作模式UPS設(shè)計蓄電池第八十五頁，共422頁。UPS工程設(shè)計UPS工程設(shè)計需要了解那些信息？前端的低壓系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)確定本系統(tǒng)輸入配電屏是否需引兩路低壓輸入（同時考慮原系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、用電設(shè)備要求的可靠性、引入距離等）如是兩路輸入，是否需裝ATS（注意ATS與STS的區(qū)別）前端的低壓系統(tǒng)的穩(wěn)定程度考慮是否需加穩(wěn)壓器前端的柴油發(fā)電機系統(tǒng)的容量，UPS系統(tǒng)產(chǎn)生的諧波將對原系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響考慮是否加裝濾波器如需加裝，用何種濾波器第八十六頁，共422頁。UPS工程設(shè)計UPS工程設(shè)計需要了解那些信息？（續(xù)）后端的設(shè)備用電量統(tǒng)計出總的用電容量（一般按中期考慮）統(tǒng)計出總的負(fù)荷功率因素后端設(shè)備的配電路數(shù)要求需要分樓層、分機房（或區(qū)域）統(tǒng)計哪些是不需要冗余備份的單輸入負(fù)荷哪些是需要冗余備份的單輸入負(fù)荷后端設(shè)備需要的冗余時間第八十七頁，共422頁。UPS工程設(shè)計然后可以開始計算了你需要構(gòu)造什么樣的UPS冗余系統(tǒng)？1＋1冗余備份（容量不太大的較集中系統(tǒng)）2＋1或3＋1冗余備份（容量較大的負(fù)荷分布較集中系統(tǒng)）分布式系統(tǒng)（容量大，負(fù)荷分散，擴容可能性大的系統(tǒng)，如IDC）如何計算UPS系統(tǒng)的容量？假設(shè)UPS輸出功率因素為0.8，負(fù)荷中期的耗電量為800kW，負(fù)荷中期的功率因素為0.6，不考慮預(yù)留，2＋1冗余備份的最小單機容量是多少？第八十八頁，共422頁。UPS工程設(shè)計然后可以開始計算了UPS輸出的有功功率和無功功率均要滿足負(fù)荷的要求。設(shè)UPS的輸出視在功率為P視在UPS、輸出有功功率為P有功UPS、輸出無功功率為P無功UPS設(shè)負(fù)載的視在功率為P視在負(fù)載、有功功率為P有功負(fù)載、無功功率為P無功負(fù)載

P有功UPS≥P有功負(fù)載＝800kW，此時P視在UPS＝P有功UPS÷COSφUPS≥800÷0.8=1000(kVA)同時要求P無功UPS≥P無功負(fù)載＝（P有功負(fù)載÷COSφ負(fù)載）×SINφ負(fù)載P無功UPS≥（800÷0.6）×0.8=1066.67(kVar)P視在UPS＝P無功UPS÷SINφUPS≥1066.67÷0.6=1777.78(kVA)比較兩次計算的P視在UPS，取較大的數(shù)值即：UPS輸出的視在功率不應(yīng)小于1777.78kVA按2＋1冗余備份，UPS單機的視在功率不小于1777.78÷2=888.89(kVA)

第八十九頁，共422頁。數(shù)據(jù)中心發(fā)展回顧基礎(chǔ)建筑電源系統(tǒng)制冷系統(tǒng)數(shù)據(jù)中心服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)其它系統(tǒng)數(shù)據(jù)中心節(jié)能設(shè)計目錄電源容量規(guī)劃設(shè)計總體配電方案傳統(tǒng)交流UPS模塊化UPS飛輪UPS高壓直流油機電力布線防雷與接地UPS基礎(chǔ)概念UPS分類UPS關(guān)鍵器件UPS工作模式UPS設(shè)計蓄電池第九十頁，共422頁。蓄電池基礎(chǔ)在配置蓄電池之前先了解一下蓄電池①電池槽、蓋——選用超強阻燃ABS塑料；②提手——便于搬運；③正負(fù)極群——板柵采用特殊的鉛鈣錫鋁四元合金，抗伸延，耐腐蝕，析氫過電位高；④微細(xì)玻璃纖維隔板——優(yōu)選美國AGM隔板；⑤匯流排——耐大電流沖擊；⑥端