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数据中心机房改造数据中心机房改造数据中心机房改造 解决方案解决方案解决方案 SdhdshangSdhdshangSdhdshang 作品作品作品 二 一 年三月 数据中心机房改造 解决方案 第 2 页 第一章 项目概述 一 工程概述 本次数据中心机房改造项目主要建设内容有 机房装修 机房供配电系统 包括 机房内的主设备用电 辅助设备用电 机房 UPS 电源及蓄电池系统 机房综合布线 及机柜系统 机房监控系统 视频监控 场地环境监控系统和机房消防报警及灭火系 统等几部分 二 设计依据 本设计依据 1 以下规范和标准 GB T2887 2000 计算站场地技术要求 GB 9361 88 计算站场地安全要求 GB 50174 93 电子计算机机房设计规范 GB6650 86 计算机机房活动地板技术条件 ST T30003 93 电子计算机机房工程施工及验收规范 GB 1838 93 室内装饰工程质量规定 ITU TS K20 1990 电信交换设备耐过电压和过电流能力 ITU TS K21 1998 用户终端耐过电压和过电流能力 GB 50150 91 电气装置安装工程电气设备交接试验标准 GB 50236 98 现场设备 工业管道焊接工程施工及验收规范 JGJ 73 91 建筑装饰工程施工及验收规范 GB 50243 97 通风与空调工程施工及验收规范 GB 50054 95 低压配电设计规范 三 设计原则 根据数据中心的现状 此次所做的设计必须满足当前单位的各项业务应用需求 尤其是作为行业专业应用 同时又面向未来快速增长的发展需求 因此应是高质量的 灵活的 开放的 设计时考虑避免下列外界因素 电磁场 易燃物 易燃性气体 磁 场 爆炸物品 电力杂波 潮气 灰尘等影响 实用性和先进性 采用先进成熟的技术和设备 尽可能采用先进的技术 设备和材料 以适应高速 数据中心机房改造 解决方案 第 3 页 的数据与需要 使整个系统在一段时期内保证技术的先进性 并具有良好的发展潜力 以适应未来业务的发展和技术升级的需要 安全可靠性 为保证各项业务应用 网络必须具有高可靠性 决不能出现单点故障 要对机房 布局 结构设计 设备选型 日常维护等各个方面进行高可靠性的设计和建设 在关 键设备采用硬件备份 冗余等可靠性技术的基础上 采用相关的软件技术提供较强的 管理机制控制手段和事故监控与安全保密等技术措施提高电脑机房的安全可靠性 灵活性与可扩展性 数据中心机房必须具有良好的灵活性与可扩展性 能够根据机房业务不断深入发 展的需要 扩大设备容量和提高用户数量和质量的功能 应具备支持多种网络传输 多种物理接口的能力 提供技术升级设备更新的灵活性 标准化 数据中心机房系统整体设计 要基于国际标准和国家颁布的有关标准 包括各种 建筑 机房设计标准 电力电气保障标准以及计算机局域网 广域网标准 坚持统一 规范的原则 从而为未来的业务发展 设备增容奠定基础 经济性 随着 IT 泡沫的破灭 全球的经济环境变得越来越不可预测 越来越多的用户开 始摈弃 一次到位 的投资方式 而趋向于 边成长 边投资 的投资方式 通过分 阶段投资 随市场变化扩充电力基础设施容量 规避投资风险 减少因不确定性而产 生的投资浪费 保证企业的优化投资和不断发展 以较高的性能价格比构建机房 使 资金的产出投入比达到最大值 能以较低的成本 较少的人员投入来维持系统运转 提供高效能与高效益 尽可能保留并延长已有系统的投资 充分利用以往在资金与技 术方面的投入 可管理性 由于数据中心机房具有一定复杂性 随着业务的不断发展 管理的任务必定会日 益繁重 所以在机房的设计中 必须建立一套全面 完善的机房管理和监控系统 所 选用的设备应具有智能化 可管理的功能 同时采用先进的管理监控系统设备及软件 实现先进的集中管理监控 实时监控 监测整个机房的运行状况 实时灯光 语音报 警 实时事件记录 这样可以迅速确定故障 简化机房管理人员的维护工作 从而为 计算机机房的安全 可靠运行提供最有力的保障 数据中心机房改造 解决方案 第 4 页 四 机房建设标准 该机房按高级别 A 级机房建设标准进行设计 其中机房主要工程技术指标为 编号项目设计指标 1温度 20 2 2湿度45 65 3温度变化率 5 不结露 4制冷量 300Kcal m3 另加 10 15 的备份 或参考设备标称的发热量 做出估算 5尘埃 静态条件下 每升空气中大于或等于 0 5 m 的尘粒数应少于 18000 粒 6噪音 60dB 7照度机房 400lx 及现场布局排列 应急 50lx 8接地接地 1 接地电位差 1V 9 供电系统可 用性 由市 电至机柜计 算 99 99 第二章 机房装修方案设计 在机房装修方案设计过程中 考虑并围绕以下几个方面进行设计 1 整个机房的设计严格按照国家相关标准执行 要求达到国家计算机机房 A 级 标准 2 整个机房必须具有调试可靠性 安全性和稳定性 3 机房装修以清新 淡雅为主 提倡外观优美 内部装修简洁实用 4 机房所选设备要求技术先进 具有可扩充性 5 突出环保 追求人性化和智能化的完美统一和最佳的性能价格比 数据中心机房改造 解决方案 第 5 页 一 材料选择与做法 装修效果要做到舒适 明快 简洁 从材料的选择上要选用吸音效果好 不易 变色 变形 易清洁 防静电 防磁干扰的耐用材料 此外 所有装饰材料必须采用 非燃烧材料或难燃烧材料 并充分考虑环保因素 颜色应以淡雅 柔和的格调为主调 机房吊顶 机房吊顶 吊顶是机房中重要的组成部分 吊顶上部安装着强电 弱电线槽和管线 同时安 装着消防灭火的气体管路及新风系统风管等 在吊顶面层上安装着嵌入式灯具 风口 消防报警探测器等 考虑机房吊顶必须防尘 防火 吸音性能好 无有害气体释放 抗腐蚀不变形 降低电磁干扰 美观和易于拆装 一般选择金属吊顶板材 金属吊顶板按材料一般可分为铝合金金属板钢 与钢制金属板 按形状分又可分为条形板 方形板 格栅 铝合金挂片等多种形式 本次设计为用户提 供了是浦飞尔铝合金系列产品 本产品均能满足用 户计算机房的需要 机房采用上海浦飞尔 300 1200 条型微孔板 主 机房及空调配电室为精密空调制冷区 铝合金吊顶 上做保温处理 微孔铝板产品特点是 机械强度高 耐弯曲不变形 耐潮湿及盐渍 附着力强 耐划擦 不起尘 易清洁 有吸音效果 色调柔和 不产生眩光等特点 长期使用不 出现色差现象 经过严格测试 不易燃 符合 CGB 50174 93 规范要求及 GB 50222 95 的防火要求 为保证吊顶上部防火 洁净无尘 需在结构真顶下面 微孔吊顶上方及墙侧面涂 刷防火涂料 2 3 遍 吊顶吊杆均用胀栓固定于结构真顶上 吊杆表面均刷涂防锈漆 墙柱面 墙柱面 为了体现幽雅的办公环境 墙面以象牙白铝塑板为主题 选用 吉祥 铝塑板做 饰面墙 数据中心机房改造 解决方案 第 6 页 因该机房采用专用空调 为保障机房的温度环境 降低空调负荷 防止机房墙面 结露 对机房区域的精密空调送风区墙面采用填充防火保温隔音岩棉进行保温处理 墙面装修材料 铝塑板 铝塑板属国际新型装饰材料 设计新颖 色彩丰富 技术精湛 质理可靠 具有重量轻 易造型 易安装 抗老化 无污染 不脱落 等优点及具有良好的防火 防潮 隔音功能 广泛应用于内外墙面 隔间壁材料及箱 体的装饰 特别适合建筑物的翻新改造工程 铝塑板是由经表面处理并涂装烤漆的铝板作为表层 聚乙稀塑料作为芯层 经过 一系列工艺处理 选用进口高分子膜热压复合而成的新型建材 铝塑板所采用的铝板和聚乙稀塑料 均为无毒副作用的建材 表面涂层使用环保 涂料 经高温烘烤 不含有害的挥发物质和重金属 用这些材料制造的铝塑板 是目 前建材市场最优良的绿色装饰材料之一 可以广泛用于各种装饰环境中 机房地面机房地面 主机房 监控室及空调配电室均铺设防静电活动地板 因机房采用精密空调 考 虑到精密空调的送风效果 全钢抗静电地板要求架高 300mm 另外 为保证机房的洁 净度 地板下刷漆 做防静电地网 地板上的防静电贴面应能有效防止机房内产生静 电干扰 另外从节省能源和防止楼层下结露的角度考虑 原地面还需铺设优质保温材 料 活动地板应符合 SJ T10796 20XX 电子计算机房用活动地板技术条件 的要求 其导电性能达到 A 级标准 支座稳定可靠 地板安装要求 应选用防静电性能稳定 尺寸精度高的防静电地板 才能确保地板拼缝的密闭性 地板与支撑横梁的连接应用螺栓固定 地板与地板之间不能有明显缝隙和突起 应十分平稳 不晃动 人走在上面无响 声 地板安装时要有接地线 安装完毕后应进行接地测试 在安装地板的过程中 地板与墙面交界处 需精确切割下料 切割边需封胶处理后安装 地板安装后 用不锈钢踢脚板压边装饰 该设计中 选用国产知名品牌 沈飞 牌全钢防静电地板 规格 600 600 数据中心机房改造 解决方案 第 7 页 产品简介 沈飞 牌抗静电全钢通路地板严格按沈飞企标 Q43 95 标准生产的 该标准是 参照美国 CISCA 标准 英国 MOB 标准和国标 GB6650 86 标准制定的 部分 技术指标要超过上述标准 所有制造全钢地板 的材料均无公害物质 保证安全使用 其地板基体采用进口冷轧板经拉深焊接而 成 地板的上板为超硬质钢板 下板为深 拉深级钢板 地板表面经过导电环氧树脂 喷塑处理 中间填充美国进口泡沫水泥 且表面可粘贴各种地板覆盖物所装饰 地 板配套附件 支座 托架 支架均为全 钢组件 表面经镀锌防腐处理 标准支架 标准支架 沈飞 牌抗静电全钢通路地板按承载能力分轻型 HD800 中型 HD1000 重型 HD1250 超重型 HD1500 四类 按表面状态分裸板和装饰板 装饰板是 在裸板表面粘贴 HPL PVC 地板砖 大理石等各种贴面的地板 装饰地板装饰地板裸板裸板网络地板网络地板 数据中心机房改造 解决方案 第 8 页 通风板通风板通风板背面通风板背面六角杯地板六角杯地板 技术性能参数 技术性能参数 平面度平面度尺寸公差尺寸公差电性能电性能 支架承载能支架承载能 力力 防火指标防火指标 通风地板通通风地板通 风量风量 0 3mm0 0 25mm 2 5 104 106 PVC 1 106 2 109 HPL 2500kg 氧指数 32 0 22 0 40 地板型号地板型号 规格规格地板系统重量地板系统重量滚动载荷滚动载荷集中载荷集中载荷 极限载荷极限载荷 HD800 610 610 35 600 600 35 500 500 30 38kg m2136kg364kg1090kg HD1000 610 610 35 600 600 35 400 600 35 41kg m2181kg454kg1360 kg 地板安装工艺地板安装工艺 二 防尘 保温处理 在安装天花板之前 将原楼板底清理干净并进行防尘处理 地板下 地面要刷防 尘漆 避免机房在今后的运行过程中产生灰尘 保证机房的洁净度 并对机房六面体 进行保温处理 三 机房门窗处理 根据消防安全设计要求 机房入口处门采用钢质防火防盗门 门开启方向应向外 数据中心机房改造 解决方案 第 9 页 第三章 机房供配电系统 数据中心机房的供配电系统是机房工程中的关键项目 是一个综合性供配电系统 建设数据中心机房必须建设一个优质 稳定 可靠的供配电系统 一 机房供配电设计 电气配电及照明部分依据 民用建筑电气设计规范 JGJ T16 92 计算机机房 设计规范 GB50174 93 计算站场地技术要求 GB2887 89 等相关规范和标准 进行设计 本工程用电系统分为 UPS 用电系统及辅助用电系统 空调 照明 新风等用电 两部分 计算机设备及交换机设备由 UPS 供电 辅助设备由市电直接供电 该机房供电系统 本工程所有用电均为一级负荷 机房内现用电负荷约为 40KW 其中 UPS 用电约为 20KW 其他辅助设备用电约为 20KW 考虑到机房内 用电负荷及以后机房扩展 现机房引入线缆按 60KW 负荷来敷设 机房用电应考虑部 分冗余 机房用电保证措施 为保证机房用电的安全可靠性 在机房市电配电柜前端加装消防脱扣 机房发生 火灾时自动切换市电电源 防止火灾蔓延 机房内重要信息设备采用双回路供电的方式 从配电柜 UPS 输出端及市电输出 端的不同开关分别引一路电源至机柜附近的地板下 在地板下的地面安装计算机专用 插座 每个机柜两路 每服务器针对两个电源插座 机房内电线 电缆均穿阻燃镀锌钢管 墙壁走线 开关 插座等均采用暗敷设或 暗装 机房设备用电全部采用阻燃电缆 其他用设备电用也均采用阻燃塑铜线 所用 市电一 市电二 市 电 配 电 柜 辅助用电设备 空调 新风 照明等 UPSUPS 配电柜 计 算 机 信 息 设 备 计算机信息设备 数据中心机房改造 解决方案 第 10 页 铜线均符合国标准 二 机房照明系统 机房内照明灯具采用南京 史福特 2 40W 300 1200 双管机房专用格栅灯 该 灯具质量好 亮度高 无眩光 光线散布均匀 同时该灯具能耗低 无噪音 是机房 照明的首选灯具 机房的照度大于 400Lx 完全满足机房标准照度 300Lx 以上的要求 机房内应急照明是当前适当位置的格栅灯 正常照明由市电供给 当市电断电后 自动转到照明应急电源装置上 同时 保证在机房发生火灾 总配电电源被切断时 机房发生火灾时所有电源将被切断 这是消防要求 机房内的应急照明仍起作用 机房内应急照明照度在 50Lx 以上 主设备用电网络机柜 服务器机柜均两路回路 以确保满足供电高可靠性要求 第四章 机房 UPS 及蓄电池系统 一 方案设计原则 1 可靠性原则 应具有可靠稳定的电力 空调供应 确保电力及空调供应的连续性 保障整个网 络系统的安全运行 特别是在电力设计上 要考虑不间断电源 UPS 的冗余性和可用性 原则 因此电力系统中的 UPS 及输出配电要求必须为模块化 热插拔技术的产品 2 先进性原则 计算机机房应采用国际先进的设备和技术 适应现代计算机发展的需要 同时 对室内设备包括空调机系统 UPS 配电系统等设备运行情况进行有效管理 电力系统 应具有在线维护的功能 3 灵活性原则 考虑到未来不断发展的需要及投资效益 在计算机机房面积 电力供应 空调容 量 通讯点数等各个方面都应预留合理的余量及可扩充的灵活性 使计算机机房的投 资及今后的发展都得到可靠的保障 UPS 系统及输出配电能够便于扩容 以满足未来 可能的扩容需求 4 安全性原则 计算机机房的安全性原则 不但体现在具体的保安措施上 更体现在计算机数据 的安全性上 因此 在计算机机房规划 设计 建设过程中 除加强一般性的保安监 数据中心机房改造 解决方案 第 11 页 控措施外 特别要考虑数据的保存 传输的安全 二 APC 英飞集成系统 电源部分 1 系统简介 在本次数据中心机房项目中 设计使用英飞供电解决方案来保护整个计算中心内 的不同设备 APC InfraStruXure 整机采用模块化热插拔技术 模块化结构可以使得 系统结构更加清晰 降低系统的复杂度 提高系统的可靠性 模块化热插拔技术可以 使得系统的配置随需要任意调整 例如 模块化结构减少了备件的数量 避免购买大 量备品备件 浪费资金 模块化结构大大降低了设备维修时间 不需要 UPS 厂商专业 工程师 就可以及时排除故障 保障系统的连续运行 一个功率模块发生故障 只会 影响 10KVA 的功率输出 其他模块仍然可以正常运行 普通 UPS 将会影响到总输出 模块化结构可以实现单机冗余 且冗余度可以随负载量的变化自动调整 其可用性要 高于两台普通 UPS 并联 模块化结构在 IT 设备上已被广泛使用 如 小型机 大型 机 这种结构是各种设备发展的方向 传统电源系统与 ISX 电源系统比较表 生命周期成本传统电源系统ISX 电源系统 优化投资和空间无有 加快装配速度无有 较低的服务成本无有 细化电源支出 优化内部结算无有 战略和失误决策有效退出无有 适应性 可扩展性 降低设计复杂系统的风险和资源无有 轻松应付负载的不断变化无有 适应不断变化的需求无有 解决断路器数量和质量问题有有 适用性 减少人为故障无有 减少单故障点无有 减少大面积断电无有 数据中心机房改造 解决方案 第 12 页 减少谐波无有 可管理性 管理输出无有 监控负载端电源状态无有 复杂的断路器和电力线管理无有 提供预测故障分析无有 可服务性 降低平均维修时间无有 降低系统负载性无有 避免带电操作无有 避免供货商推诿无有 电源系统设备特性 UPS 传统集中式电源系统 ISX 电源系统 模块化设计 易于安装与服务无有 可升级式节省资源及延长寿命无有 电池 模块化设计 易于安装与服务无有 安全最接近负载的高可靠性无有 变更设备安装位置不影响安全稳定运 行无有 配电 适应负载对断路器数量与容量的变化 无有 机架式设计便于安装无有 维修旁路无有 便于安装无有 旁路与 UPS 主机互锁 减少认为操作 失误无有 智能控制 数据中心机房改造 解决方案 第 13 页 UPS 智能模块冗余无有 包括配电以及电池等整个电力系统的 智能监控无有 工程量 减少施工时间无有 减少施工复杂性无有 简单工具安装无有 2 机房电源配置方案 ISX 20KVA N 1 系统 计算机机房目前需要重点保护的设备有服务器 磁盘阵列 交换设备 网络设备 等 根据实际负载测算为 20KVA 左右 该方案在可用性方面考虑 使用 1 套 ISX20KVA N 1 电源系统对所有 20KVA 左右 的负载供电 InfraStruXure B 型方案中 每个电源模快为 10KVA 目前的负载情况 下 ISX 具有 N 1 冗余 保证 99 999 高可用性 由于 ISX 电源系统采用模块冗余 化设计 负载由多个 10kVA 的功率模块均担 当有一个模块故障时 相当于多机并联 冗余系统中的单台 UPS 故障 由于增加了一个 10KVA 功率模快 具有 N 1 冗余 可以 最高实现 40KVA N 1 扩容方式 APC 公司的 ISX 的产品系统结构和功能不仅具有轻 松升级的能力 而且可以保护项目的投资 做到 边成长边付款 节省投资规模 由 UPS 机组为机柜提供稳定供电 并在机柜内部安装 PDU 为关键负载提供可靠 供电 3 UPS 供电系统配电图和配电分区管理示意图 数据中心机房改造 解决方案 第 14 页 ISX 系统所使用的配电柜 有特点以下 可以同时提供上走线和下 走线两种配线方式 这样可以 根据需要灵活 利用电缆沟或 吊顶内桥 架为弱电 机房和配电间 供电 在配电柜 的输出端 提 供 4 组支持热 插把空 开的电力母排 每个母排 可扩展安装 21 个单极 空气开关 这样可以如上图所示 有四个输出 配电分区 使日后的管理更加清晰 避免开关 混乱造成人为故障 在配电柜的输出端预留有大量的空开安装位置 为今后空气开关数量增加做好准备 所有的开关 具有热插拔的性能 A B C D 数据中心机房改造 解决方案 第 15 页 配电柜各输出支路空开使用美国原产的 ABB 采用模块化热插拔结构 在对负载 调平衡时 不必对全部负载断电 大大提高了系统的可用性 所有的开关都可以设计成具有可管理 可监控的 通过相应的管理可以实现预防 性的维护 同时也便于实现负载的扩容 4 系统的主要组成以及功能介绍 1 Symmetra 3 Phase 10 40KW UPS 主机机柜 Symmetra PX 安装在 NetShelter VX 机柜中 Symmetra PX 机柜最多能够支 持 5 个电源模块 向系统提供总共 40 KVA KW N 1 的容量 可以从每个机柜的前面对电源模块 电池模块 静态开关 MIM 和 RIM 进行操 作 功率模块 功率模块实质上是一个不带电池的独立 UPS 每一个功率模块最大可支持 10 KVA 10 KW 的功率 用户每添加一个电源功率模块 就可使 Symmetra PX UPS 增 加 10 KVA 10 KW 容量 或使 UPS 的冗余度得到提高 Symmetra PX 电源模块在输入端使用了 IBGT 驱动的高频率整流器 这将提 供小于 2 的 THD 在满负载时小于 5 非线性负载 因此不需要额外安装谐波滤 波器 此外 使得系统与柴油发电机连接时 能够更好的匹配 每个电源模块都含有一个输入和输出开关以及一个数字信号处理 DSP 监控器 如果某个电源模块出现了问题 它可以自动从总线 以及其它电源模块 中隔离出来 并进行自我诊断 每个电源模块都有三个大型的散热风扇将气流排出 风扇是按 N 1 的配置进行排列的 因此可以使可用性达到最优 这就使得 Symmetra PX 可 以利用目前典型机架安装 IT 设备上常见的散热技术 电源功率模块的主要部分包括 带输入 PFC 的电路 带有交流断路开关的输出逆变器 电池充电器 微处理器控制的容错逻辑电路 电池模块 电池模块位于电源模块下方的四个搁板上 为了易于控制 电池模块由四个电池 单元组成 每个架子上都包含四个电池单元 作为一个电池组 因此 如果占用所有 数据中心机房改造 解决方案 第 16 页 四个搁板的话 那么 UPS 将具有四组电池 与电源模块一样 电池模块也是可热插拔的 电池模块以并联冗余配置排列 电池模块的数量决定了特定负载下的运行时间 还可以增加比电源模块更多的电池模块 这样就可以增加运行时间 在本地和远程都可以监视电池模块的状态 主智能模块 主智能模块 MIM 就是系统的 大脑 它监视输入功率 使不同模块的输出同 步 与外界进行交互并执行故障检测和管理 MIM 是 SY3P UPS 系统的协调器 它 负责收集和报告状态信息 配置系统 进行系统诊断 电源和电池管理 系统状态控 制和输出电压调节 均流等 MIM 通过串行数据线与外界进行接口 该线路通过通信 卡分配到最多 2 个 SmartSlot 端口 其中一个是计算机端口 和最多 2 个 PowerView 显示器 通过使用 RIM MIM 可以进行热插拔操作而不会给负载带来任何 风险 还可以通过将系统切换到维护旁路 如果没有使用 RIM 来取下这个模块 冗余智能模块 这是一个确保智能冗余的 备用大脑 冗余智能模块和主冗余模块一模一样 使用相同的部件号 SYMIM4 当 MIM 出现故障或被取下时 就由它来负责系统的 运转 通过使用 MIM 该模块可以进行热插拔而不会对负载构成任何威胁 也可以通 过将系统置于维护旁路再取下该模块 如果没有使用 MIM 静态转换开关 一旦在 SY3P 系统内出现灾难性的故障 即 多个电源模块同时出现故障 该 开关可以为客户提供一个 安全网 静态转换开关重新设置电源输入回路 并在激 活时直接向输出配电提供振荡保护 静态开关的转换时间是 4 ms 并额定为 125 的持续工作方式 这就意味着无需任何机械接触器就可持续运转 从而防止熔断组 件的保险丝 静态转换开关只能由经过训练的人员进行热插拔 系统电源卡 SYPX UPS 包括两个系统电源卡 并以 N 1 的方式配置向主智能模块和冗余智能 模块供电 与双电源服务器内的电源功能类似 电源卡以并联方式供电 一旦出现 故障 每个电源卡都可支持满负载 当电源卡出现故障时 用户可通过软件和 PowerView 获得告警信息 系统电源卡也是可热插拔的组件 PowerView 显示器 数据中心机房改造 解决方案 第 17 页 PowerView 显示器是一个 LED 显示模块 安装在每个 SY3P UPS 机柜前端的铭 牌处 该模块带有一个 4 x 20 LCD 4 个按钮以及基础状态灯和蜂鸣器 该模块可 以通过 RS232 UPS 链路与 SY3P UPS 进行通信 SmartSlot 每个 SY3P UPS 都装有一个 Web SNMP 卡和两个空的 SmartSlot 用户可以利用 APC SmartSlot 附件进行配置 这些 SmartSlot 位于机柜系统 I O 单元前端的下 部 直流断路器 直流断路器控制 Symmetra PX 系统的直流总线上的直流电流 该断路器是为了 保护系统不受直流总线故障影响的一个过流设备 2 UPS 输出分配 系统旁路 42 孔配电盘 每个带系统旁路的 PDU 都装配有 42 孔配电盘 42 孔就是指每个板上有 42 个 孔 在 PDU 用来安装断路器 每个孔都可以提供 230 伏的单相电源 每个孔可提供 的安培数则取决于每个所用断路器的规格 位于配电盘上的零线排是额定规格的 200 3 个维护旁路面板 当与 Symmetra PX UPS 系统结合使用时 带系统旁路的 PDU 会装配有一个维 护旁路面板 维护旁路采用一种三断路器机制 能够使 SYPX 与公共市电隔离 维 护旁路系统输入旁路断路器标记为 Q1 输出旁路断路器标记为 Q2 而旁路断路器被 列为 Q3 在前面板上有一个示意图 用于说明电气途径 一旦维护旁路系统需要进行维修或更换 则必须关闭 PDU 的电源 并同时断开 变压器的主输入断路器 维护断路器采用的是自螺纹孔的固定方式 因此 当需要 维修或更换断路器时 只需要打开前面板即可 计量部件 APC PDU 提供了各种不同的监视和管理的功能 信息监控器和集线器位于 PDU 前面顶部的两个 U 位置上 在 PDU 内部 有几个电流和电压监视板 这些板子将 数据传输到一块中心板单元中 该中心板位于 PDU 后面上半部分的一个金属盒内 紧急电源关闭装置 EPO 也在这里 中心板单元和信息控制器之间有一个单线 10BaseT CAT5 连接 用于 PDU 所有的管理报告 数据中心机房改造 解决方案 第 18 页 PDU 能够支持 4 个电流互感器监控板 每个监控板包含有 21 个电流互感器并装 在配电盘一侧 电流互感器可监视通过配电盘每个插孔的电流量 这样 PDU 就能 够准确地获知有多少电流正通过每个分支电路 这些板的输出将被直接导向 主板 3 机房环境管理组件 环境监控单元使客户可通过接点闭合来监控温度 湿度及其它环境条件 用户可 选择阈值让客户决定应何时向其通知潜在的环境故障以防止其发生 总共有 4 个用 户可定义的输入 它们和传感器结合 用来检测失火 发水 烟雾 未经授权的进入 物理安全 或任何可通过接点闭合来测量的外部条件 EMU 可安装在机柜中或作为单独的模块 当在机柜中使用时 APC 建议客户为每 个机柜安装一个 EMU 以及 2 个探测器 一个在机柜顶部 第二个在底部 除了可 以监控整个机柜的环境温度 通过使用相应的接触传感器 还能感应机柜的开门 关 门 检测泄漏等 4 电力 数据电缆管理架 电源和数据电缆布线 APC 新的电缆槽和数据电缆隔仓专为顶部电源和数据无缝布线而设计 这些电 缆槽和数据电缆隔仓以 无需工具 的方式在 NetShelter VX 的顶部安装 NetShelter VX 顶部的插槽结构为电缆槽和数据电缆隔仓的布线提供了适用性 APC 还将提供电源和数据电缆梯 可以在顶部走线 进入到另一排的机架的线槽之中 三 配电柜 配电柜是不间断供配电系统中非常重要的一个环节 为提高配电可用性 方便今 后配电回路扩容 减少中间转接环节 实现智能化精密配电 确定将配电柜与机柜摆 放在一起 配电柜为列头柜 负责给机柜供电 配电柜额定功率 20KVA 为三相配电柜 外观尺寸与服务器机柜一致 黑色 配电柜总输入开关和输出开关均采用原装进口国际名牌产品 输出开关为 11 路 1P 16A 空气开关及 13 路 32A 空气开关 为方便今后扩容和调节三相负载平衡 输出开关采用母排结构的可热插拔更换模 式的开关 为实现精密配电 配电柜应采用多功能液晶显示系统 能够显示输入输出的三相 数据中心机房改造 解决方案 第 19 页 电压 电流 频率 中线电流地线电流 每相的输入输出的 KVA KW 数据和功率因数 PF 配电柜还配备网络通讯系统 通过 IP 网络将数据 状态和报警信息传送到集中 的机房环境监控系统 四 UPS 电源技术参数 根据对目前负载的统计和今后可能的负载增加扩容 确定选用一套 UPS 主机的输 出功率为 20KVA 为保证供电可用性 UPS 为冗余并联配置 即 20KVA N 1 冗余 同 时形成供电系统 UPS 为三进三出 采用双变换在线式技术 提供高的供电质量 UPS 为模块化 热插拔结构设计 可在线热插拔更换功率模块 控制模块 通讯 模块 静态旁路模块等 为提高可用性 除了功率模块为冗余并联外 系统采用两套独立的控制模块 只 要一个控制模块正常 就可保证系统正常工作 采用模块化设计的公用静态旁路 降低转旁路时的风险 配备液晶显示器和通讯网卡以及手动维修旁路开关 电池系统采用客户另行采购的电池产品 UPS 主机技术指标 输出参数 输出功率容量 20KVA N 1 输出标称电压 380V 3PH 输出电压精度 AC 380V 1 满负载效率 94 输出电压谐波变形 3 输出频率 与主频率同步 47 53 Hz 峰值因素 无限 波形类型 正弦波 旁路电压范围 AC 380V 10 旁路切换时间 0ms 输入频率 50 Hz 3 Hz 交流输入电压范围 AC 380V 20 数据中心机房改造 解决方案 第 20 页 通讯接口 以太网接口 设备清单 项目产品描述数量 UPS 主机柜 机架式外观 UPS 机柜 42U 600mm 宽 2070mm 高 900mm 深机柜 780kg 1 UPS 系 统 10KVA 功率模块 10KVA 功率模块 可插入 UPS 主机柜 并联冗余输出 3 配电柜 母排结构 80KVA 机架式配电柜 标配 液晶显示器 网络通讯系统 42U 600mm 宽 2070mm 高 900mm 深 机柜 重量 580kg 1 16A 单相插拔式空气 开关 0M 1304 母排热插拔结构 11 列 头 配 电 柜 32A 单相插拔式空气 开关 0M 1304 母排热插拔结构 13 服务器机柜 AR3100 42U 19 英寸 600mm 宽 1991mm 高 1070mm 深机柜 带侧板 机 柜 系 统 机柜内插线板垂直安装 16A 输出插座 AP7551 1U 英飞管理器 AP92200 可通过网络监控 UPS 配电 柜 环境采集器 监 控 系 统 网络交换机 AP9224110 组件 APC 设备内部网络 实施监控 附录 A ISX 系统 UPS 电源部分技术指标 输入参数 额定输入电压380 400 415 伏 3 相 输入频率 50Hz 数据中心机房改造 解决方案 第 21 页 输入联接方式硬线联接 5 线 3PH N G 主回路输入电压范围 380V 20 25 输入功率因数PFC 校正为 1 输出参数 容量 40KVA KW 最大容量 40KW 额定输出电压380 400 415 伏 3 相 输出联接方式硬线联接 5 线 3PH N G 旁路内置静态旁路 输出电压谐波失真小于 2 100 线性负载 输出电压精度 1 频率范围在输入频率同步范围内与市电频率保持一至 47 5Hz 52 5Hz 负载峰值因数无限制 电池参数 电池类型铅酸密闭免维护电池 充电时间3 小时 更换电池模块 SYBT4 物理参数 颜色黑色 环境参数 运行温度 0 40 C 运行环境湿度0 95 无冷凝 运行海拔高度0 1000m 储存温度 15 45 C 储存相对湿度0 95 无冷凝 储存高度 0 15000m 设备 1 米远处可闻噪 100 负载为 64dBA 0 70 负载为 58dB 数据中心机房改造 解决方案 第 22 页 音 计算机负载满载发热 量 100 负载 11611BTU 50 负载 5806BTU 保护等级 IP30 安全性标准 UL1778 电磁兼容性 FCCA 第五章 机房专用空调 一 机房空调设备设计概述 1 1 设计原则设计原则 数据中心的设计必须满足当前各项需求应用 又面向未来快速增长的发展需求 因此必须是高质量的 高安全可靠灵活的 开放的 在进行设计时 遵循以下设计原 则 实用性和先进性实用性和先进性 采用最先进成熟的技术和设备和材料 既满足当前的需求 还兼顾适应高速的数据 传输需要 使整个系统在一段时期内保持技术的先进性 并具有良好的发展潜力 以 适应未来信息产业业务的发展和技术升级的需要 安全可靠性安全可靠性 精密专用空调关键设备采用硬件备份 冗余等可靠性技术的基础上 采用相关的软 件技术提供较强的管理机制 控制手段和事故监控与安全保密等技术措施提高电脑机 房的安全可靠性 灵活性与可扩展性灵活性与可扩展性 当今社会是一个快速发展的信息产业社会 所以其数据中心机房专用空调的设计必 须具有良好的灵活性与可扩展性 能够根据今后业务不断深入发展的需要 扩大设备 容量和提高用户数量和质量的功能 具备支持多种网络传输 多种物理接口的能力 提供技术升级 设备更新的灵活性 经济性经济性 投资保护投资保护 应以较高的性能价格比构建数据中心机房 使资金的产出投入比达到最大值 能以 较低的成本 较少的人员投入来维持系统运转 提供高效能与高效益 尽可能保留并 延长已有系统的投资 充分利用以往在资金与技术方面的投入 数据中心机房改造 解决方案 第 23 页 可管理性可管理性 由于数据中心机房 具有一定复杂性 随着业务的不断发展 管理的任务必定会日 益繁重 所以在数据中心机房专用空调的设计中 必须建立一套全面 完善的机房管 理和监控系统 所选用的专用空调设备应具有智能化 可管理的功能 同时采用先进 的管理监控系统设备及软件 实现先进的集中管理监控 实时监控 监测整个电脑机 房的运行状况 实时灯光 语音报警 实时事件记录 这样可以迅速确定故障 提高 的运行性能 可靠性 简化机房管理人员的维护工作 从而为数据中心机房安全 可 靠的运行提供最有力的保障 二 专用空调设计方案描述 1 1 工程概述工程概述 该数据中心机房面积约 90 平方米 以实际测量为准 数据中心机房专用空调放 置于机房内 采用下送风 上回风的送风方式 使设备间迅速达到设备所需的温湿度 环境 2 2 空调系统说明空调系统说明 2 1 机房环境特点 机房中的环境设备在运行中散热量大而且集中 散湿量极小 即机房设备散热量 的 95 是显热 热量大 湿量小 热湿比极大 在这种情况下 空气处理可近似作为 一个等湿降温过程 在这种情况下的焓差小 要消除余热必然是大风量 此外 因为计算机设备 网络设备 24 小时不间断运行 所以需要空调系统一年四 季不间断地运行 同时 根据机房的围护结构特点 主要是墙体 顶面 地面 包括 楼层 朝向 外墙 内墙及墙体材料 及门窗型式 单双层结构及缝隙 散热 人员的发热量 照明灯具的发热量 新风负荷等各种因素 计算出计算机房所需的制冷量 因此选定 空调的容量 数据中心机房空气环境设计参数 夏季温度 23 2 冬季温度 20 2 夏季湿度 55 10 冬季湿度 55 10 洁净度粒度 0 5 m个数 18000 粒 分米 3 湿度变化率 5 时 数据中心机房改造 解决方案 第 24 页 机房的环境是靠精密空调机来实现的 但是 保证机房的洁净度则要求做到以下 几点 第一 机房要密封墙体围护结构清洁 第二 机房要保持正压 防止脏空气侵蚀 新风做到两级净化 即初效 亚高效过 滤器 从而使输入机房的空气质量大大提高 第三 空调机设中效过滤器 并定期更换 从而保证机房循环中不断对空气净化 该方案设计可以保证 空气洁净度达到国标要求 2 2 空调选型 主机房按 电子计算机机房设计规范 GB50174 93 要求 精密空调选型的负 荷不低于 280 大卡 平方米 由于数据中心机房一般位于办公楼地下室 且无窗户 虽然机房内内散热设备较多 散热量大且集中等特点 鉴于机房环境运行的安全性 稳定性 制冷效果可视性及将来机房扩容等特点 特对选型概述如下 机房概况 主机房面积 90 平方米 单位冷负荷 300 大卡 平方米 总制冷量 29 30KW 25200 大卡 送风方式 下送风 上回风 型号 HIROSS HIMOD P 系列的 P08UA 三 机房空调配置及技术参数 HIROSSHIROSS 机房空调技术参数机房空调技术参数 型号 P08UA 单位数量参数 室内主机室内主机 风机个1可调压直驱 全封闭压缩机台1 总冷量 Kw h30 2 显冷量 Kw h28 0 显热比 SHR 0 93 能效比 EER 3 65 风量 m3 h 8000 送风方式下送 送风压力 标准 pa50 350 最大可至 450 数据中心机房改造 解决方案 第 25 页 加热类型三级电加热 加热功率kw7 5 加湿方式加湿罐 加湿量 Kg h 9 过滤网个2G4 级 温度精度 0C 0 5 湿度精度 2 主机尺寸 宽 深 高 mm 台1750 850 1950 重量kg 台 600 室外冷凝器 室外冷凝器 C29 2 注 室外冷凝器可卧式安装或立式安装 注 室外冷凝器可卧式安装或立式安装 风量 m3 h8300 耗电量kw 0 56 噪音dB A 50 5 尺寸 宽 深 高 mm 1438 1109 907 重量 Kg62 制造商意大利 HIROSS 海洛斯公司 设备为原厂原产 整机原装进口设备为原厂原产 整机原装进口 海洛斯标配 9KG 大容量可拆洗式加湿器 可提供每小时最大 9KG 的加湿量 海洛斯标配高效过滤器 超出 A 级机房对洁净度的要求标准 通过远程监控 LINK 可以实现远程监控或集中遥测遥控 带有微机监控功能 智能化控制 在微机上实现对机房空调的测试和操作 如调 整温度或湿度 开关机等 能够实现真正的无人值守 并具有故障信息实时存储功 能 可以随时记录机房空调运行状态 分析系统故障原因 提供可靠原始数据 可以 利用 Intranet Internet 来监控机房空调 也可以为第三方软件提供通信接口和通 信协议 实现集中遥测遥控 HIROSS 海洛斯机房空调内部结构图 数据中心机房改造 解决方案 第 26 页 l 汦汦汦 汦 汦汦汦汦 第六章 机房新风系统 一 概述 由于机房的密闭性 室内的有害气体和生物污物得不到合理稀释和置换 有害 于人的健康和设备的运行 为改善机房内空气质量 按规范要求必须在机房内增设 新风系统 新风量的选择原则是按照每人 30 40 立方 小时 精密空调总体风量的 5 10 保证机房正压 每小时换气次数一次以上 三者中的最大者选择 向室 内送入足量的新风 并将其污风排出室 是提高主机房内空气质量最有效的措施 保持机房正压的目的 是维持机房的洁净度和温湿度不受无组织气流的干扰 二 产品选型及简介 机房内的新风系统是必不可少的 清新的新风提高机房的洁净度 使机房保证正 压 并提供新鲜空气 新风应满足两个指标 其一 是每人每小时 40 立方米 其二 是应占空调系统总风量的 5 10 因机房四周密封 新风极为重要 机房区域设立独立新风系统 为减少新风对机 房内温湿度的干扰 特选用热回收式新风机 其中机房区域选用一台北京亚都 YH D800 风量的吊顶式新风机 产品功能特点产品功能特点 亚都新风换气机六大特点 1 双向换气 数据中心机房改造 解决方案 第 27 页 室内外双向换气 新风等量置换 2 过滤处理 新风过滤处理符合建筑法规要求 配装不同的过滤器可有效阻止灰尘和有害气体 等污染物进入室内 3 高效节能 内置静止热交换器 热交换效率大于 70 冷热负荷 室温 不受新风影响 大 幅度降低新风处理所需能量 实现高效节能 荣获北京市节能认证证书 4 应用简便 多种机型 适合从 15m2 到 1100m2 的建筑单元 一体化结构 内置热交换器 双 风机 过滤器 只需接通电源和风口 道 即可使用 不但简化设计 而且适应各种 改造工程 5 安全可靠 低噪声风机和内部降噪处理 防止了对现场的干扰 整机除风机外无运动部件 几乎无需维护 可确保长期稳定可靠工作 一劳永逸 6 低费用高效益 替代新风处理设备 不必单设操作间 可减少设备投资和建筑面积 利用热回收 技术节能降耗 大幅度降低运行费用 节约新风处理能耗 30 以上 无冷热源供应 一体化结构减少维护工作量 节能人工费 7 过滤器自动报警装置 可选 当空气过滤器积聚了大量灰尘 需要清洗或更换滤材时 机器自动显示报警提示 8 智能控制 可选 先进的液晶智能控制显示技术 使室内空气品质状态一目了然 智能控制换气方 式 冬夏使用热交换 春秋采用旁通式 第七章 机房综合布线及机柜系统 机房作为整个单位的的信息枢纽 综合布线系统是基础 它向其它系统提供 传输媒介 并通过综合布线系统的管理子系统 对其它系统的构成 连接进行任意 的调整和分配 一 设计依据 1 11 1 设计标准 设计标准 数据中心机房改造 解决方案 第 28 页 IEEE 802 3u Ethernet 100 BASE T IEEE 802 3ab Ethernet 1000BASE T IEEE 802 z Ethernet EIA TIA 568 EIA TIA 568A EIA TIA 568B 及 569 606 607 等标准 六类 ANSI FDDI TPDDI CCITT ISDN ATM Forum 智能建筑设计标准 1 21 2 设计及安装规范 设计及安装规范 中国建筑电气设计规范 工业企业通信设计规范 中国工程建设标准化协会标准 建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范 结构化布线系统设计总则 市内电话线路工程施工及验收技术规范 1 31 3 环境要求 环境要求 1 3 11 3 1 布线装置及线缆的工作环境布线装置及线缆的工作环境 温度 5 摄氏度 45 摄氏度 相对湿度 5 85 PH 1 3 21 3 2 布线装置及线缆的大气环境布线装置及线缆的大气环境 具有潮湿和粉尘的影响 具有受到鼠害的危险 海拔高度小于 1000 米 地震裂度为 6 度 1 41 4 设计目的 设计目的 该结构化综合布线系统将能支持楼内的话音和数据系统 实现局域网资源共享 其中包括 通讯系统和办公自动化系统等 从而能提供电话电视传真服务 电脑通讯 服务 多功能的综合信息服务 1 4 11 4 1 目的目的 为数据中心设计的结构化综合布线系统将完全按照上述要求并基于以下目标为数据中心设计的结构化综合布线系统将完全按照上述要求并基于以下目标 数据中心机房改造 解决方案 第 29 页 满足机房各项主要业务的需求 且兼顾未来长远发展 符合当前和长远的信息传输要求 布线系统设计遵从国际 ISO IEC 11801 标准和邮电部和建设部标准 布线系统采用国际标准建议的层层星形拓扑结构 考虑电脑网络的速度向 10GMbps 发展的需要 布线系统将支持语音 数据等综合信息 如 ISDN B ISDN ATM 等 的高质量传输 并适应各种不同类型不同厂商的电脑及网络产品 布线系统的信息出口采用国际标准的 RJ45 插座 以同一的线路规格和设备接 口 使任意信息点都能接插不同类型的终端设备 如电脑 打印机 网络终端 电话 机 传真机 电视机等 以支持话音 数据 图象等数据信息或多媒体信息的传输 布线系统符合综合业务数据网 ISDN 的要求 以便与 CHINAPAC 联网 并通过 CH