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1、机房基础设施建议解决方案目 录1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10.项目需求描述基础设施的设计指导思想和原则 机房基础设施的初步规划 系统特点模块化UPS 主机 智能化精密配电柜 水平送风空调下送风水冷模式精密空调 机柜系统环境和设备监控管理系统一、 项目描述由于信息化的快速发展和IT 设备的快速更新，要求新建数据中心机房的基础设施建设至少能满足企业5年内的IT 负载的扩容使用，因此机房布局为开放式结构，考虑到机房层高等现场实际因数，UPS 电源、空调系统、走线系统都要设计成可方便扩容的模式。同时机房的运行成本非常高，要求新建数据中心机房在结构和模式上必须是维护成本低、运
2、行效率高、扩容简单、扩容成本低的系统。机房基础设施是指支撑服务器、交换机等网络通讯设备能够正常工作的辅助设施，包括： 服务器机柜及附件系统 UPS 供配电系统 机柜级别制冷系统 机房环境和安全监控系统二、 机房基础设施设计的指导思想和原则随着IT 技术的快速发展和机架式服务器以及更高密度的刀片式服务器的大量采用，研究表明传统的以解决机房内塔式设备正常运行的基础设施已经不能满足需求，必须提供专为机架式设备设计的解决方案，大致有22个问题是必须重新考虑的。其中主要的几个技术问题如下：1. 扩容困难。包括UPS 输出功率、配电回路布线扩容、制冷的扩容等。扩容成本高，扩容时间长，不能在线扩容。 2.
3、布线方式不科学。传统的下走线或天花吊线架走线模式在扩容、成本、机房净空、水灾、火灾、工程施工等方面都存在相应问题。 3. 灵活性和适应性差。传统的基础设施对机房布局、机房装修、机房空间高度等都有要求，占地面积大，需要单独的设备房间。 4. 机房总成本高。包括建设成本、扩容成本、运行成本、维护成本。主要表现在系统不容易扩容，系统效率低下，运行成本高等。 5. 维护不方便。维护时间长，费用高。因此，基于上述原因，为了解决机房内占据主导地位的机柜安装模式的IT 负载的新要求，机房基础设施必须全面改进，适应IT 设备的变化，技术上必须遵循下述的新的思路和设计原则： 提供机柜级别中、高等复合密度解决方案
4、。当今的IT 负载的趋势是高密度、机架式。机房设计要保证每个机柜内IT 负载的正常工作，提供机柜级别的解决方案。解决从低密度到高密度负载下的配电、散热、走线、扩容、监控管理等问题，即在一个机房之中，可按照不同负载密度等级进行分区，同时满足中低、高密度设备正常运行的要求。 适应性。该方案应该充分考虑到机房的层高、承重、室外机安装等因数，合理设计，充分适应机房物理结构现状。 可扩容性。可根据今后负载的增加，方便的进行UPS 输出功率、电池后备时间、配电回路、机柜、制冷容量的在线扩容。特别是要满足高功率密度机柜的制冷扩容要求。要求基础设施的设计最好为标准化、模块化、热插拔、冗余设计。 可用性。要求达
5、到至少5个9的不间断供电、配电和制冷的可用性，保证每台IT 设备都能得到安全的、稳定的、不间断的电源供应和散热能力。同时，计算机机房要求达到A 级环境标准，保证温度、湿度、洁净度、噪音、电磁干扰与屏蔽要求 总体经济性。提出机房经济学的概念。需要考虑整体寿命周期总成本。不能仅仅考虑购置成本，还必须考虑510年使用周期中的运行、管理、维护和扩容的总体成本。 可管理性。要求对UPS 、电池、配电柜、空调、机柜内温度湿度、噪音、露点、风速等环境其他参数实现网络集中监控管理报警功能。并能通过集中管理软件，实时模拟当前数据中心的运行情况，管理整个数据中心的运行效率。 可维护性。用户最好能自我维护。能够提供
6、预报警功能，在电池寿命、配电回路过载、温度湿度过高、三相负载不平衡等潜在危险降临之前发出报警提示，提醒用户尽快整改，避免断电、过温停机等更大事故发生。提供快速维护响应能力，800热线电话，专门项目维护主管24小时手机直线等。 根据上述的基本要求为指导，按照美国可用性研究中心对现代化机房的理念，采用XXXXXXXXXXX 公司机房基础设施解决方案英飞集成系统，为IT 机架式设备提供机柜级别的高可用性、可维护性、可升容性、灵活与快速性、可管理性和最低的整个寿命周期成本。是目前数据中心机房最先进的基础设施解决方案。三、 机房基础设施的初步规划根据本机房的现实情况，以及IT 负载的要求，结合XXXXX
7、XXXXXX 公司对于IT 机架式设备和机房的最新研究成果和解决方案，提出如下基本建议： 由于在新建数据中心机房中，中低密度负载机柜约占70%，高密度机柜约占30%，因此新建数据中心机房为两个区域：高密度区域和中低密度区域。在高密度区域和中低密度区域最主要体现在对制冷量需求的不同，因而在制冷方式有较大的区别。高架地板400mm 。由于中低密度区域采用下送风上回风的送风方式制冷，同时地板下会布放电源主电缆、空调冷冻水管道等，因此建议高架地板高度至少400mm 。高密度区域虽采用水平送风方式，但地板下也需要布防电源主电缆、空调冷冻水管道等，同时与低密度区保持同一高度，因此高架地板的高度与中低密度区
8、域高架地板高度保持一致，但区域之间用隔断隔离，以避免影响中低密度区域的制冷效率。吊顶。吊顶可采用两种方式：1、不做吊顶，顶部做防尘处理，刷黑，安装照明、消防等其他管道。2、采用600*600规格形状的金属微孔板吊顶，易安装、防火、防潮、吸音等。电源线和网线走线模式。为方便今后IT 设备和服务器机柜等的扩容，精密配电柜到服务器机柜的电源配电走线采用机柜顶部走线槽的模式，数据线也从机柜顶部走线。空调管线的走线。为降低空调管道对IT 设备的可能的危害，空调管道走高架地板下方。数据中心IT 总负载。在数据中心机房中，预计中低密度机柜约占70%，高密度机柜占30%，中低密度机柜的平均负载约为3KW ，高
9、密度机柜的平均负载约为10KW 。因此根据数据中心机房平面布局图，数据中心的IT 总负载约为：3KW*136+10KW*42=828KW数据中心机房配电示意图。数据中心机房对可用性的要求非常高，因此建议能够为市电提供2路市电和1路油机输入。两路市电分别与油机经过ATS 自动切换开关切换后，提供2路输入分别给机房配电柜1和市电配电柜2。两个机房配电柜安装于-1楼机房机房配电示意图如下： 整个系统组成了2(N+1的配电方式，能够满足机房中最高级别的配电要求。 市电配电柜1需要为2个区域的UPS 、照明、安防提供配电，最大功率约1020KW 。两台UPS 为XXXXXXXXXXX SYPX500KW
10、 ，输入电流最大为900A ，照明安防预计电流100A ，则市电配电柜1需要提供电流1900A 。因此配置的输入总开关为2000A ，UPS 输入空开为1000A ，照明/安防空开为100A 。市电配电柜2需要为2个区域的UPS 、照明、空调提供配电，最大功率可达1400KW 。两台UPS 为XXXXXXXXXXX SYPX500KW ，输入电流最大为900A ，空调总功率约为500KW ，输入电流为800A ，则市电配电柜2需要提供电流2600A 。因此配置的输入总开关为3200A ，UPS 输入空开为1000A ，空调配电柜空开1000A 。空调总配电柜分别为室外冷冻水机组和室内机组供电，
11、室外冷冻水系统功率约400KW 、室内机组功率约100KW 。500KW N+1 模块化UPS 主机和电池根据机柜功率密度的不同，而将新建数据中心分为中密度区域和高密度区域。 中密度区域的总负载功率约为3KW*136=408KW，高密度区域的总负载为10KW*42=420KW。由于两个区域的总负载功率都在400KW 以上，因此建议为两个区域分区供电。在中密度区域中，IT 设备的总负载功率约为408KW ，因此决定采用XXXXXXXXXXX 最先进的英飞系列SYPX500模块化、热插拔式UPS 电源，配置18个25KW 功率模块，使整机能够提供425KW N+1的输出功率，并预留2个功率模块（5
12、0KW ）作为后期扩容使用，最大可提供475KW N+1的输出功率。为提供整个的供电的可靠性，数据中心机房采用了双总线的供电方式，因此需要配置2台SYPX450K500H UPS。在高密度区域中，IT 设备的总负载功率约为420KW ，高密度区域的XXXXXXXXXXX InRow RC 空调需要由UPS 供电，RC 空调的总功率为2KW*24=48KW，高密度区域的总功率为468KW ，因此决定采用XXXXXXXXXXX 最先进的英飞系列SYPX500模块化、热插拔式UPS 电源，配置20个25KW 功率模块，使整机能够提供475KW N+1的输出功率。为提供整个的供电的可靠性，数据中心机房
13、采用了双总线的供电方式，因此需要配置2台SYPX450K500H UPS。由于大楼提供双路双总线供电方式，并配置了发电机，且电池系统为损耗品，每34年更换一次，因此，建议电池配备500KW 满载下15分钟。SYPX500的每组电池数量为48只，当负载为500KW ，后备延时15分钟时需要5组48只12V 100AH电池，或采用2V 、每组288只的电池组。UPS 输出精密配电柜。为提高配电系统的可用性，方便今后配电回路的扩容，实现对每条配电回路的电流监控，了解每个服务器机柜的负载功率，达到精密配电目的，决定采用XXXXXXXXXXX 最新的精密配电系统。在机房配电示意图中，将机房中采用的配电柜
14、按照黄、绿、蓝三种颜色表示。黄色配电柜为高密度区域中所使用的精密配电柜。在高密度区域中，一共使用4台XXXXXXXXXXX 机柜精密配电柜，每条总线使用2台。由于在高密度区域中一共有42个机柜，每个机柜功率为10KW ，因此需要为每个机柜提供2*2路单相32A 的配电回路. 。同时在高密度区域中，每台InRow RC 中的1个输入回路使用UPS 供电，一共有24台RC ，即需要24路单相16A 配电回路。还剩余96个输出回路，可供高密度区域扩容使用。蓝色为与高密度区域相邻的中密度区域，一共安装36个中密度机柜，每个机柜平均功率约3KW ，因此需要为每个机柜提供1*2路单相16A 配电回路，配置
15、4个XXXXXXXXXXX 5U 精密配电盘，可安装在列头的机柜之中，只占用5U 的机柜空间。绿色为中密度区域，一共安装100个中密度机柜，每个机柜平均功率约3KW ，一次需要为每个机柜提供1*2路单相16A 配电回路，一共需要配置4台XXXXXXXXXXX 机柜精密配电柜，每条总线使用2台。剩余88个输出回路，可供后期扩容使用。制冷系统。由于在数据中心机房中按照每个机柜功率密度的不同而分为了高密度区域和中密度区域。在高密度区域中使用XXXXXXXXXXX 针对高密度机房所研发的InRow RC水平送风空调，在中密度区域中使用Stulz Cyberair CW冷冻水下送风空调。 当市电停电后，
16、空调冷冻水机组也会停止工作，而数据中心机房中的高密度区域在UPS 供电下几分钟即会达到温度保护而停机，因此还需要在冷冻水系统中储存大量的冷冻水，以满足500KW 高密度机房15分钟的制冷要求。根据上面对各个区域的基础计算，可以计算出需求的制冷量，如下表： 根据以上制冷量的要求，计算需要提供的单组模块化风冷冷水机组的制冷量为：444kw ，共需要3组。 1、每一组模块化风冷冷水机组配置一套独立的控制器，可以控制3个模块单元的运行。2、每一组模块由3个模块单元组成，即3组模块由9个模块单元组成。3、其中的2个模块单元为备份模块。从上表可以看出，机组在正常满负荷运行时，提供148kw/台*7台=1036kw的制冷量，另外的148kw/台*2台=296kw作为备份，在其中一台模块发生故障
