数据中心整体解决方案

艾默生数据中心机房整体解决方案艾默生系统解决方案产品部今天的数据中心1970s~1999主要的大型计算机供应商是IBM.

其他的包括Unisys,Bull,Wang2000~今天大型机、小型机逐渐被标准机架式服务器替代数据中心机房概述zz数据中心机房：为满足计算机/服务器/存储器等设备安全、可靠、稳定的运行所必须的环境而实施的工程。包括不限于：环境指标：、相对湿度、化率、噪音、静电电位、照度、交直流工作电阻等。zz机房工程包括的系统有：供配电系统（包括UPS）、机房空调系统、消防系统、建筑装饰、综合布线系统、机房监控系统、KVM系统等。根据国家标准（电子计算机机房设计规范GB50174-93）及实际情况，主机房区按国家A级机房标准设计具体参数如下：–

尘埃：主机房区在静态条件下，粒度≥0.5μm，个数＜18000/dm3；–

噪音：主操作员位置＜65dB；–

静电电位＜1KV；–

照度：主机房＞500Lx；其它房间≥200Lx；应急照明≥5Lx；–

交、直流工作地≤1Ω，零地电位差≤1V。数据中心建设目标z适当超前的设计–

信息技术一日千里，机房需要满足飞速发展的信息化需求–

机房设计保证10年可用•

高品质的机房装修，地板、线缆、天花、屏蔽墙等10年可用•

发电机组、ATS,配电系统,UPS,机房精密空调等系统技术领先z可靠性–

高品质的机房设备或材料–

高标准的机房安装、布线–

完善的配电切换方案–

提供服务器、存储器等设备最佳工作条件数据中心建设目标z

安全性–

集中监控系统，确保机房安全–

所有设备，包括动力设备均可监控–

监控机房环境，度、门禁、红外、烟感等–

机房图像监控系统–

机房必须屏蔽，确保信息安全z

舒适的环境–

低噪音设计–

整齐、整洁，明快的色调z

灵活性z

可扩容性z

可管理性z

可维护性数据中心机房建设标准规划设计标准•

国际标准:zzzzzzzzzz国家标准《电子计算机场地通用规范》（GB/T2887-2000）国家标准《电子计算机机房设计规范》（GB50174-93）国家标准《电子计算机机房施工及验收规范》（SJ/T30003-93）国家标准《计算站场地安全技术》（GB9361-88）国家标准《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045-95）国家标准《供配电系统设计规范》（GB50052-95）国家标准《低压配电设计规范》（GB50054-95）1.

EIA/TIA9422.

IEEE802.3Ethernet3.

IEEE802.5TokenRing4.

EIA/TIA568工业标准及国际商务建筑布线标准5.

ANSIX3T9.56.

FDDI国家标准《建筑物防雷设计规范》（GB50057-94）国家标准《智能建筑设计标准》（GB/T50314-2000）国家标准《建筑与建筑群综合布线系统工程验收规范》（GB/T50312-2000）zzz国家标准《火灾自动报警系统设计规范》（GB50116-98）国家标准《火灾自动报警系统施工及验收规范》（GB50166-92）国家标准《信息技术设备的安全》（GB4943-2001）（IEC60950）zz信产部标准《通信用配电设备》（YD/T585-1999）信产部标准《通信局（站）电源系统总技术要求》（YD/T1051-2000）zzz信产部标准《通信局（站）雷电过电压保护工程设计规范》（YD/T

5098-2001）信产部标准《信息技术设备用不间断电源通用技术条件》（YD/T1095-2000）信产部标准《通信电源设备安装设计规范》（YD5040-97）数据中心建设内容zzzzzzzzz选址事项区域划分装修工程供电系统机房空调系统监控与门禁系统消防系统接地与防雷综合布线系统数据中心的选址z

安全条件–

远离无线电干扰源、广播发射台、雷达站、高压线等z

宽带接入条件z

机房条件–

计算机区域，要求机房可承受载荷为800kg。–

放置电池区域，要求载荷为1000kg–

机房净高大于3.5米z

供电条件–某省市电–

发电机–

UPS及电池的安装位置z

空调安装条件–

空调室外机安装z

设备搬运条件数据中心的分区z

主机、服务器区puterRoom)z

调试区(StagingArea)z

监控区(OperationsArea)z

动力区(ElectronicsArea)z

气瓶区(FireSuppressionArea)z

打印区(PrintingArea)z

接待区（ReceptionArea）z

其他辅助区域数据中心的分区数据中心机房的分区ACSPMACSPMACSPMACACSPMACSPM单输入负载双输入负载数据设备/服务器室大型服务器标准机架存储器双输入负载SPMSPMSPM接

更待

衣室

室会

暂议

存室

区调试区调试区配电室监控室休息室卫生间为双输入负载提供精密配电为单输入负载提供精密配电SPMSPMAC

机房精密空调SPM：ServerPowerManagement服务器电源管理系统

AC：AirCondition机房精密空调数据中心机房的面积估计z

机房的使用面积一般有两种计算方法z

方法1•

S=(5-7)∑Sb•

S为计算机机房面积，平方米•

∑Sb为机房内所有设备占地面积总和z

方法2•

S=KA•

S为计算机机房面积，平方米•

A为机房内所有设备机架（机柜）数量•

K为系数，一般取值4.5－5.5机房装饰与装修机房装修–

防静电地板–

玻璃隔断–

天花内容••••••主机房和辅助工作间的功能区域划分机房的密闭和保温机房活动地板（布线、空调送风）机房内墙、柱面装修–

屏蔽墙–

门窗机房隔断室内吊顶装修（空调管道、照明灯具和走线、消防报警、保温、防尘、空调回风）机房门窗•总体要求：••机房装修达到简洁明快、舒适宜人选用装修材料要具备防火、防静电、防电磁干扰、吸音、不的特点•机房设计考虑未来发展需要的空间和容量机房装饰与装修1.防静电地板–

防范静电的关键设施–

建议采用高品质的地板–

地板组成静电泻放网络–

地板高度建议350mm以上–

注意铺设隔热棉，做好隔热–

包括防水、防尘、防霉、防潮等工艺机房装饰与装修2.玻璃墙–

美观整洁–

厚度15~20mm机房装饰与装修3.天花–

铝合金天花–

厚度建议7mm机房装饰与装修4.屏蔽墙–

使用彩钢板–

美观的同时，形成屏蔽机房装饰与装修5.门窗–

注意消防通道足够–

可以运送大型设备供电系统z

供电系统1.

发电机2.

ATS3.

配电4.

UPS与电池5.

照明•

节能灯某省市电插座•

调试与维修用供电系统发电机•

30KVA～3000KVA•

通常与大楼发电机组共用•

重点数据中心，需要专门配置柴油发电机供电系统ATSUtility•某省市某省市某省市电与发电机之间可靠切换EngineGen.Transformer380VC.B.380VC.B.NEATSL供电系统低压配电•

采用全球最可靠的ABB开关•

配置LCD实现智能显示与监控•

重要开关状态监控•

根据机房供电条件具体设计供电系统UPS与电池•

UPS容量按照机架数量估计••某著名企业集团规定每个机架的容量小于4KVA计算例子：假设需要安装200个机架，则最大容量为800KVA。又假定只有部分机架容量达到4kva；所有机柜中，预计平均70%的利用率，则容量为560KVA•上个例子中，实际最大容量约560KVA，选择UPS容量＝最大工作容量/UPS冗余系数0.7＝800KVA•

UPS冗余供电方案–

根据TIA942标准，UPS的冗余方案分为：»

无冗余»»»N+1冗余2N冗余2（N+1）冗余UPS供电方案类型与演进可靠性低单机工作供电方案可靠性99%99.9%热备份串连供电方案模块并联供电方案N＋1并机供电方案双总线供电方案可靠性99.99%五种交流不间断供电方案分析可靠性99.999%可靠性可靠性99.99999%可靠性高分散供电，单机方案•UPS解决方案中最简单的一种—1KVA～10KVa—可靠性99%•每一分散地点交流供电系统容量多为6KVA以下•各点交流负载独立地由一台UPS提供动力保护—无冗余无备份当市电停电后，电池耗尽，负载将停机•市电通常就近采用插座输入或UPS故障，负载由不可靠的旁路供电，随时中断分组供电，热备份冗余方案—6KVA～20KVa—可靠性99.9%—热备份冗余•按照不同业务，分别采用多组UPS分别给负载供电当市电停电后，电池耗尽，•同类业务的负载集中由一组UPS进行供电•每一组UPS由一台主机和一台从机组成，从机串接在主机旁路中。负载由从机供电；系统不能扩容；系统切换时，从机UPS负载从0－正常负载，存在切换危险集中供电，模块并联供电方案—小于20KVa应用场合—可靠性99%~99.99%—并联模块数量>6时，可靠性低压单机可靠性(单机可靠性99%)•全部交流负载集中供电，由1台—10KVA以上模块不能热插拔，存在拉弧等危险。插拔时需停机模块化并联UPS供电—模块冗余•模块化UPS包括：机架、可并联功率模块、可并联电池模块、充电模块等共用输入系统、输出系统、控制系统、直流母线、蓄电池组；输入功率模块

功率模块功率模块

电池模块电池模块控制模块输出集中供电，N+1并机冗余方案•全部交流负载集中供电，由各台UPS平均分担•各台UPS的旁路和输出分别并接在一起•主路可以采用不同的输入交流电—大于10KVa应用场合—可靠性99.999%—UPS整机冗余UPS整流器/逆变器/蓄电池等完全冗余—存在输出单点问题单机及并机存在共同的问题……UPS单机和并机系统都存在输出单点故障单机及并机存在共同的问题……UPS单机和并机系统都存在输出单点故障必要性－79%的故障来源于UPS至负载的配电线路故障根据美国IDC公司的统计资料:在UPS输出供电系统的故障中,各种故障出现的几率:—

79%来源于UPS输出与负载之间的供电线路上的故障（保险“烧毁”，断路器“跳闸”，负载“短路”，由施工/老鼠咬所造成的“开路”故障等）—

11%来源于UPS和电池组—

其它故障占10%UPS主机和电池10%故障11%UPS至负载的配电线路故障79%其他故障充分性－服务器等关键负载都采用双路电源DellPowerEdge18552+2Redundancy•

2100WPowerSupplies•

C20CordInput•

TotalDraw=24Amp@200V•

DrawperPowerSupply–-208Vor11.•

Requiresminimumof2functioningPowerSuppliesDell&HP入门级服务器（1～2U）

服务器的电源冗余:配备双份或多份支持热插拔的电源。正常工作时，各台电源各输出一部分功率，从而使每台电源都处于轻松的负荷状态，这样有利于电源稳定工作。若其中一台发生故障，则另外几台就会在没有任何影响的情况下接替服务器的工作，并通过灯光或声音告警。用户可以在不关闭系统的前提下更换损坏的电源，所以采用热插拔冗余电源可以避免系统因电源损坏而产生的停机现象。双总线交流供电解决方案（示意图）—用于数据中心等重要场合—可靠性业界最高，达99.99999%—总线冗余输入总线、UPS整流器/逆变器/蓄电池等、输出总线、输出配电等完全冗余—不存在任何单点故障点—在线维护，在线扩容，在线升级—改善了重要总线的可用性—更大的灵活性/双输入计算机负载—7/24/365运行目标—灵活的供电配电—容错推荐的供电方案2N冗余推荐的供电方案2(N+1)冗余推荐的供电方案InterlockSPMSPMSPM市电1UPSUPSSPMSPM发电机STSATS1TVSSTVSS交换机服

小务器

机STSSTS型LBSInterlock单输入负载SPM双输入负载UPSUPS市电2SPMSPMSPM发电机ATS1InterlockSPM服务器电源管理系统z数据中心是下一代通信网络的业务中枢、运营中枢、管理中枢–––SDC：servicedatacenter综合业务数据中心，通信业务、增值业务、数据业务、流媒体业务等业务的综合平台EDC：enterprisedatacenter企业数据中心，企业运营、销售、财务、OSS、BSS、MSS等系统Transformer管理等平台，包含IDC：internetdatacenter互连网数据中心，主机托管、空间出租、虚拟主机等业务SPM提供每个输出分路的电流监测/状态监测，分路开关在线更换等SPM提供隔离变压器或不含隔离变压器配置z业务系统基于软件，大量使用小型机、服务器、存储器等设备zz交流供电为主、电源系统的可用度达99.9999％。绝对不能有停电现象的发生(零中断)，任何停电导致重大业务损失z小型机、服务器、存储器等负载端供电达100%的可用性。传统的供电方案，将逐步改造z中型机房，采用N+1并联冗余UPS供电系统，供电可用性99.999%市某省市电2SPMSPMSPMSPMSPMSPMUPSUPSUPS交换机服务器ATS1发电机单输入负载双输入负载ATS2TVSSTVSSInterlockACACOthersSpare大型机房方案2：•300KVAUPS•2+1直接并机冗余方案，•可靠性为99.999％ATS：自动切换开关

SPM：

计算机供电管理系统AC：机房精密空调

TVSS：浪涌抑制器

Transformer：隔离变压器未来的改造方案UPS供电方案－数据中心z

艾默生为数据中心提供的交流不间断方案–UPS单机容量10KVA－800KVA•

并机到8台•

完善的输入电流谐波解决方案：–12脉冲＋11次滤波器–

有源滤波器PFC整流器–•

谐波是影响供电系统的重要因素LBScable–

全系列LBS产品STS单电源负载双电源负载–16A～1000ASTS产品供电系统2.

机房照明–

节能灯•美观，豪华的效果–

足够的亮度，满足国家标准照明要求：•机房距地面0.8m处，照度不应低于300Lx,基本工作间不低于200Lx.事故照明不低于5Lx.50-300平米以上机房，300Lx照度需要18W-24W/m2的荧光灯照明功率•••••机房的窗户，保化原因需封堵，依靠人工采光防止眩光普通照明–亚光铝隔栅灯事故照明–筒灯供电系统某省市电插座z

用于维修机房空调系统z

机房空调系统1.

机房精密空调2.

新风系统3.

漏水检测机房空调系统1.

机房精密空调–

地板下送风机房空调系统上送风机房空调系统上送风(风帽送风)机房空调系统机房空调系统冷冻水机组水冷机组双冷源机组乙二醇冷却机组乙二醇自然冷却机组高热密度

问题“2/3的故障发生在机架的最顶部的1/3”数据中心高热密度解决方案•数据中心单位热密度达到1200W/平方米•中心机架功率密度大、热密度高、热量分布极度不均匀等问题•采用下送风型机房空调系统和XD系统,可全方位解决现代数据XD系统地板下送风数据中心高热密度解决方案推荐的机房空调的摆放方法HotAisleHotAisleHotAisleCoolingChallenges不恰当的机组摆放方式–

垂直于送风风道Velocity

=1xHotAisleVelocity

=2xHotAisleVelocity

=3xHotAisleVelocity

=4x机房空调系统2.新风系统–

当机房有工作人员时，配置新风系统–

可以维持机房的正压机房空调系统3.漏水检测–

漏水是机房的头等大敌–

Emerson机房空调标准配置了漏水检测系统–

当地板下漏水时，自动报警–

工程上，在机房的安装位置上，做挡水槽，防止漏出的水向机房其他区域扩散监控与门禁系统z

监控与门禁系统1.

门禁控制系统2.

机房环境量监控，如，湿度，红外，烟感等3.

设备监控监控与门禁系统1.门禁控制系统–

可靠的门禁系统，确保机房安全–

记录详细门禁信息••••姓名进入时刻持续时间。。。监控与门禁系统2.机房环境监控–

,–

湿度,–

烟感,–

水浸,–

红外.监控与门禁系统3.动力设备监控–

发电机、ATS、低压配电系统、UPS与电池、空调等统一监控–

两种解决方案：•艾默生动力与环境监控系统—PSMS–

全功能，包括动力设备、机房环境、门禁、极早期烟感报警等全IP化机房动力与环境监控系统UPSitePlus•–IP/Web方式浏览，包括动力设备、机房环境监控与门禁系统3.动力设备监控GENsetsRS422ACdistributorATSUPSOCEDCpowerOCESurgeClimateSystemOCEsuppresserOCESUIDAOCEMulti-Serial-portcardBatteryHVACTOSC/SSHostOthermunication监控与门禁系统3.动力设备监控监控与门禁系统zzz机房图像监控系统门禁与保安系统监控中心消防系统z

火灾告警与灭火系统–

告警系统–

灭火系统z

根据相关法规，必须由具备消防资质的公司完成机房接地与防雷系统z

机房接地与防雷–

独立的接地–

等电位网–

浪涌抑制器:TVSS机房接地与防