数据中心机房的系统设计方法

数据中心机房的系统设计方法 一 数据中心机房的系统设计概述一 数据中心机房的系统设计概述 1 数据中心 Internet Data Center 简称 IDC 机房设计集建筑 结构 电气 暖通空调 给排水 消防 网络 智能化等多个专业技术于一体 IDC 机房应具有 良好的安全性能 可靠而且不能间断 的特点 2 IDC 机房的环境应满足计算机等各种微电子设备和工作人员对温度 湿度 洁 净度 电磁场强度 噪音干扰 安全防范 防漏 电源质量 振动 防雷和接地等的 要求 并应该是一个安全可靠 舒适实用 节能高效和具有可扩展的机房 二 二 IDC 机房的设计原则机房的设计原则 在进行设计时 遵循以下设计原则 1 实用性和先进性 2 安全可靠性 3 灵活性与可扩展性 4 标准化 5 工程的可分期性 6 经济性 投资保护 7 可管理性 三 三 IDC 机房的设计依据机房的设计依据 参照执行国家现行的规程 规范和标准 参照国外关于 IDC 机房的相关规程 规 范和标准 四 四 IDC 机房的设计范围机房的设计范围 1 IDC 机房的工艺设计 2 电气专业设计 3 暖通空调专业设计 4 给排水专业设计 5 消防专业设计 6 智能化专业设计 注 应注意考虑建筑 结构设计的实际情况 五 五 IDC 机房的电气专业设计机房的电气专业设计 1 数据中心的等级分为 A 级 B 级和 C 级 A 级为容错型 系统 A 系统 B B 级为冗余型 C 级为基本型 2 主机房面积的确定 可根据业主提出的要求 并预留今后业务发展需要的使用 面积 支持区及其辅助用房面积的总和应不小于主机房面积的 2 倍 并应充分考虑机 柜设置部位的荷载 建议不小于 1000kg m2 对其他特殊设备房间应专门考虑荷载 3 由于 IT 设备发展非常迅速 应考虑 IDC 机房扩容的可能性 同时须重点考虑 高低压配电系统 柴油发电机组及其并机系统 UPS 机组 UPS 并机系统及其 UPS 并机输出系统 安防及消防系统 综合布线系统等以及这些系统的机房面积的预留 4 IDC 机房电气系统的设计 应根据工艺的要求来确定 UPS 的系统配置 根据 工艺提供的负荷情况 连同工艺机房正常工作时所需的保证用电量以及其它必须保证 的负荷用电量来计算出重要的用电负荷容量 如果此容量大于 4500kVA 建议考虑设 置高压柴油发电机组 柴油发电机组方案确定后 方可确定高压配电系统的配电方案 柴油发电机如采用并机方案 应对其短路电流进行详细计算 避免影响整个低压系 统的配置 低压配电系统应重点考虑市电停电时负载的分配及投切问题 5 以下系统的确定均按 A 级数据中心考虑 5 1 工艺负荷的确定 根据工艺提供的条件 如果工艺无法提供具体的工艺用电 要求 可根据机房面积估算 数据中心设置机柜的房间 按 1000W m2 进行估算 预 留未来扩容到 1 5 2 倍的可能性 5 2 UPS 系统的确定 应采取必要的技术措施来消除可能出现在 UPS 本身及输 出端的种种故障隐患 行之有效的办法是配置 UPS 双总线输出 配送电系统 其基本 配置为 N M 容错型 UPS 并机系统 UPS 蓄电池组的设置应保证 10 30 分钟的供 电时间 其总输入电流谐波总含量应控制在 5 以内 5 3 柴油发电机组的确定 柴油发电机组采用并机方案 建议采用 N 1 型式并 机运行 柴油发电机组应设置在独立的房间内或室外 同时考虑预留柴油发电机组未 来扩容的可能性 5 4 高压配电系统 采用两路独立 10KV 高压电源 每路 10KV 高压电源均能承 担数据中心内的全部负荷 5 5 低压配电系统 在变压器容量配置上考虑变压器负载 100 冗余热备份 有 条件时考虑同时设置 UPS 工艺专用变压器 同时考虑预留低压系统未来扩容的可能性 5 6 防雷 接地系统 防雷过电压保护的设置 在变配电室低压母线上装设一级 电涌保护器 SPD UPS 输入配电柜 UPS 输出总柜 机房空调配电总柜装二级电 涌保护器 PDU 内装三级电涌保护器 所有其它与室外有关的配电设备和线路均装设 一级电涌保护器 计算机系统接地宜采用综合接地方式 若有特殊要求时可留有安全 保护地 防静电接地 交流工作地 零线接地 直流逻辑地及防雷接地端子 5 7 智能化专业 综合布线系统 电话 计算机 不涉及网络设备 视频安防 监控系统 出入口控制系统 环境设备集中监控系统 火灾自动报警及消防联动控制 系统 所有智能化系统均应考虑未来发展扩容的可能性 六 六 IDC 机房的暖通空调专业设计机房的暖通空调专业设计 1 室内温 湿度参数的选用 参见 电子计算机机房设计规范 GB50174 93 表 3 1 2 1 2 2 新风负荷 按照 电子机算机机房设计规范 GB50174 93 中第 5 4 7 条 的要求确定新风量 室内总送风量的 5 按工作人员每人 40m3 h 维持室内正压所需 风量 机房与走廊间 4 9Pa 机房与室外 9 8Pa 以上述 3 个值中的最大值作为新风 量 3 洁净度 根据 电子计算机机房设计规范 GB50174 93 3 1 5 条的规定 主机房内的空气含尘浓度 在静态条件下测试 每升空气中大于或等于 0 5 m 的尘粒 数 应少于 18000 粒 按照我国相关的洁净标准 10 万级洁净室上述条件下对尘粒数 要求为小于 3500 粒 100 万级洁净室上述条件下对尘粒数要求为小于 35000 粒 4 数据中心工艺性空调一般应考虑独立划分末端装置及管路系统 5 工艺性空调系统采用集中冷源时 如系统开始运行后存在分阶段增容的可能性 则在主管路上应考虑不停机泄水情况下增容施工的措施 6 采用集中冷源作为工艺性空调冷源时 在数据机房内 冷冻水管道建议采用环 状管网 且应根据系统冗余能力设分段阀门便于检修及增容 7 当工艺性空调系统冷源采用集中冷源且管网投入运行后 除原设计已考虑且 预留的集中冷源 系统管网 末端装置的增容容量外 超出部分的增容应采用分散冷 源方式 8 系统的冗余 根据 电子计算机机房设计规范 GB50174 93 的规定 空 调制冷设备的制冷能力 应留有 15 20 的余量 当计算机系统长期连续运行时 空 调系统应有备用装置 电信专用房屋设计规范 YD5003 94 的规定 空调设备 数量应按计算确定 并按每 4 5 台增加 1 台备用 在实际工程中可根据冷源 末端装 置的具体情况采用不少于 N 1 的设备备用方式 9 工艺设备布置应明确划分冷热通道 以保障送风气流直接送至冷通道 10 数据机房一般采用地板下送风上部回风的气流组织方式 其送风通道和回风 通道均可在需要的位置开设风口 11 对于下送风方式一般采用架空地板作为送风静压箱 架空地板的高度应根据 负荷密度 机房面积综合确定 12 地板送风口数量应保障每个服务器机架均能有足够的冷却风量 送风口位置 宜设在服务器机架进风处 地板送风口风速宜在 1 5 3 0m s 间 13 根据机房室内状态点及热湿负荷 可由湿空气焓湿图确定送风状态点 进而 得出空调机组供冷量 再热量 加湿量及送风量 按相关规定 送风温差宜控制在 6 10 14 机房空调机组根据冷源及冷却方式一般可分为风冷 水冷 双冷源机组等 一般采用大风量小焓差设计 根据需要配用电加湿器及电加热器 15 应按照相应的消防规范考虑工艺机房的防排烟系统及事故通风系统 16 当采用气体灭火系统时 应在进出工艺机房的风管上设置当气体消防动作前 能够自动关闭的隔断风阀 17 采用气体灭火系统的工艺机房 在其外墙或适当的隔墙处应设置防止围护结 构因气体释放导致超压破坏的泄压装置 七 七 IDC 机房的给排水专业设计机房的给排水专业设计 1 应确保机房空调供水安全 尤其空调冷