1、数据中心机房环境及供配电系统解决方案一、机房环境1、以通信行业标准规定的通信设备（交换设备、传输设备、数据网络设备）的正常使用环境要求为基础，确定数据中心机房的环境要求。2、机房环境温湿度要求 AA 级、A 级机房温度为 2125，B 级、C 级机房温度为 1828，相对湿度4070%，温度变化率小于 5/h，且不结露。 3、机房洁净度要求 机房内灰尘粒子应为非导电、非导磁及无腐蚀的粒子。 灰尘粒子浓度应满足：（1）直径大于 0.5m 的灰尘粒子浓度18000 粒/升。 （2） 直径大于 5m的灰尘粒子浓度300 粒/升。 3.1.4 楼层净空高度要求 （1）数据中心机房的有效净空高度是指设备
2、机柜底部至横梁底部之间高度，不宜小于 3200mm。 （2）当机房上方需要安装风管时，有效净空高度应相应增加；采用高度大于2200mm 机柜时，有效净空高度也应相应增加。 4、数据中心一般机房的楼面均布活荷载应为 610kN/m2；电源电池室机房的楼面均布活荷载应符合相关标准要求。 5、机房走线架应选择敞开式线架，走线架不设底板和侧板，宽度应不小于400mm，且与机柜顶端间距应不小于 300mm。二、机房供电系统1、电源系统： 选用两路市电源互为备份，并且机房设有专用柴油发电机系统作为备用电源系统，市电电源间、市电电源和柴油发电机间通过 ATS（自动切换开关）进行切换，为数据中心内 UPS 电
3、源、机房空调、照明等设备供电。由于数据中心业务的重要性，系统采用双母线的供电方式供电，满足数据中心服务器等 IT 设备高可靠性用电要求。双母线供电系统，有两套独立 UPS 供电系统（包含 UPS配电系统） ，在任一套供电母线（供电系统）需要维护或故障等无法正常供电的情况下，另一套供电母线仍能承担所有负载，保证机房业务供电，确保数据中心业务不受影响。在 UPS 输出到服务器等 IT 设备输入间，选用 PDM（电源列头柜）进行电源分配和供电管理，实现对每台机柜用电监控管理，提高供电系统的可靠性和易管理性。对于双路电源的服务器等 IT 设备，通过 PDM 直接从双母线供电系统的两套母线引人电源，即可
4、保证其用电高可靠性。对于单路电源的服务器等 IT 设备，选用 STS（静态切换开关）为其选择切换一套供电母线供电。在供电母线无法正常供电时，STS 将自动快速切换到另一套供电正常的母线供电，确保服务器等 IT 设备的可靠用电。2、机房智能配电系统三级结构 数据中心三级配电系统是对机房配电的创新，机房三级配电系统有利于配电系统的设计和运维管理 第一级：机房配电接入层。主要包括大楼地下配电室到机房输入端电缆 的部分及机房市电配电部分； 第二级：机房配电管理层。主要包括机房 UPS 配电部分。通过使用模块化配电柜，实现机房的模块化配电，并将设备用电和辅助设备用电分开； 第三级：机柜排及机柜配电层。主
5、要包括列头柜 PDM 配电、STS 配电到负载部分；3、供配电系统的智能化管理 供配电系统的智能化管理：列头柜的智能监控系统可对配电系统开关状 态与负载情况进行监测、告警、统计。 监控的输入部分电气参数有：电量、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数、三相电压、电流、频率等。 监控的输出支路电气参数有：额定电流，实际电流、负载百分比、负载电流谐波百分比、负载电量、功率因数等。 这些监测信息能让值班人员掌握各设备的运行情况，及时调整负载分布，清楚了解每一个机柜的耗电量，对设备电源部分的潜在故障、对能效管理、降低能耗提供可靠依据。 模块化设计智能管理：本方案配电系统遵循以可靠性设计为核心，专门针对
6、数据中心内不同 IT 设备应用的特点，结合配电系统充分协调、无缝配合的原则，以及智能化管理、便于操作与维护，灵活快速部署等需求，实施模块化智能配电系统解决方案。 模块化机房智能配电系统特点： 双母线供电，从配电结构上系统的实现供电高可靠性；模块化产品设计，实现部署灵活快速；简化机房配电； 配电设备具有热插拔功能，提高了系统可靠性、可维护性和可扩展性；智能监控报警系统，实现机房配电的高可管理和安全性；智能配电系统帮助提高负载可靠性；延长电源保护设备的使用寿命；协助控制业务环境；提供前瞻性的灾难恢复方法； 4、模块化 UPS 供电系统（易事特 EA66） 模块化设计：EA66UPS 采用模块化设计
7、,模块容量为 20KVA/16KW,UPS 系统 由 1 至 10 个 UPS 模块并联组成,数据中心可以根据负载的逐步投入而弹性地增加 UPS 模块数量。 弹性的并联冗余设定：EA66UPS 可以任意设定冗余 UPS 模块数,冗余 UPS模 块数可以设定为零,UPS 可以最大容量提供输出。当负载超出冗余设定时,只要负载量没有超过模块的总容量,UPS 能够正常工作,并可以发出相应的警告。控制系统并联冗余：EA66 UPS 每个模块采用独立控制系统,UPS 模块根据互享的信息独立进行控制,模块失效后可以立即与并机系统进行脱离,不对并机系统造成危害。配合“易连接”技术,可以方便地将故障模块拨出进行
8、维修。 5、环境控制系统： 通常选用机房精密空调对数据中心的环境调节，确保服务器等 IT 设备的运行环境。对于发热量大的服务器等 IT 设备，通常选用高通孔率（一般大于 70）网孔门的机柜，提高机柜进出风量；将机柜面对面、背对背布置，在机房内形成冷热隔离的风道，提高制冷效率；空调采用下送风方式，确保机房送风均匀，提高制冷效率。 6、机房监控管理系统 数据中心需要对电源、空调等设备运行状态进行管理，同时还需要对机房内环境，如温湿度、漏水、烟感、等参量进行监控，确保数据中心工作在一个正常的范围之内。并对数据中心设备运行参数和环境量实时监控和管理。 7、机房空调、配电、消防设计计算 机房用精密空调计
9、算：空调制冷量是根据机房冷负荷来确定的。 一个面积为 270 平米，UPS 设计容量为 120KVA 的机房，其空调制冷量计算如下： 依据经验采用“功率及面积法”计算机房冷负荷。 Qt=Q1+Q2其中，Qt 总制冷量（KW） Q1 室内设备负荷（=设备功率0.8） Q2 环境冷负荷（=0.120.18kW/m2 机房面积） 因为所有设备均通过 UPS 供电，所以可根据 UPS 的功率来确定整个机房的设备负荷。设计 UPS 的容量为 120KVA，则室内设备冷负荷为 Q1=120*0.8*0.8*0.8=61.44KW（需要扣除设计时考虑的 20%余量） 环境冷负荷为 Q2=0.1kw/平方米8
10、5 平方米27KW 则 Qt=Q1+Q2=61.44+27=88.44KW 注：灯具发热量和 UPS 的发热量忽略不计。这样，使用一个制冷量 90KW 左右的空调就足够了。为了安全起见，可以使用 1+1 备份。 机房配电负荷计算 机房设备：机房设计机柜为 50 台，预计放置 27 台服务器机柜，2 台刀片服务器机柜，2 台存储设备机柜，11 台网络机柜，其余为列头配电柜、网络配线列头柜； 机房设备负荷计算 服务器机柜功率=27*3.5KW=94.5KW;刀片服务器机柜功率=2*9KW=18KW； 存储设备机柜功率=2 台*5KW/台=10KW；网络机柜功率=11*2KW=22KW；机房设备总功
11、率为：144.5KW；实际使用功率取功率系数 0.8，为 133KW,考虑到机房设备近期内规划 UPS 总功率可以考虑配 120KVA； 空调用电负荷：单台空调总功率为 27KW，照明消防功率约为 10KW 空调及照明总功率为：64KW；机房总用电功率为：184KW；考虑 50%余量，实际配电总功率为 276KW 气体消防七氟丙烷用量计算 机房面积为 270 平米，高度为 3 米，其体积为 810 立方米机房体积*海拔修正系数*设计浓度/七氟丙烷 x（环境温度）时的过热蒸气比容*（100-设计浓度）得出涉及用量。机房体积为 810m3。正常环境温度为 25，设计浓度为 8.3，海拔修正系数为 1 那么计算公式如下： 七氟丙烷 25时的过热蒸气比容，按下式计算：S=K1+K2T=0.1269+0.00051325=0.140m3/Kg防护区灭火设计用量或惰化设计用量按下式计算： W=K*V*C/S(100-C)=1.08108.30/0.140(100-8.30)= 523.68Kg 得出用量为 523.68kg
