模块化数据中心机房如何组成.docx
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模块化数据中心机房如何组成
KITOZER模块化数据中心机房如何组成
一、模块化数据中心组成部件模块化数据中心主要由机柜、密闭通道、供配电系统、制冷系统、智能监控系统、综合布线和消防系统组成。
单个模块化数据中心按照最大28台机柜(包括服务器机柜、网络机柜、综合布
线柜)配置。
该模块(不包括UPS)占地面积为35m2,加上模块外维护通道和
给模块内空调供电的PDF柜,总占地面积不超过55m2,模块总高度不超过2.65
m。
机柜数量可根据客户需求成对减少。
模块化数据中心的组成如图2-1所示。
2PDF配电柜3服务器机柜
5综合布线柜6电源线走线槽
8天窗-
二、机柜
模块化数据中心最大可配置28台机柜,机柜包括服务器机柜、网
络机柜和综合布线柜。
模块化数据中心配置的机柜尺寸统一,机柜符合IEC60297-1标准,
采用前后风道。
机柜外观如图2-2所示。
1-2机柜外观图
机柜满足如下特性:
前后门通风率70%。
机柜内后部可安装两条竖装PDU。
机柜的垂直安装立柱上标示有每个“U”的准确位置。
机柜的前门、后门及侧板均可锁定,只能用提供的专用钥匙打
开。
机柜静载不小于1300kg。
3、机柜技术指标
机柜技术指标如表2-1所示。
项目
技术指标
尺寸规格
深)
2000mm×600mm×1100mm
安装空间
符合IEC60297-1标准,单机柜至少有42U可用空
间,方孔条可前后调节,机柜后侧设置两条竖装PDU
安装位置
风道
前后风道,满配42条1U假面板
结构组成
前门单开门,后门双开门,有侧板。
前后门的通风
率70%,门体开启角度110°。
表面要求
机柜外表面喷涂户内粉,满足A类环境的使用要求。
喷涂颜色黑色。
材质
高强度A级优质碳素冷轧钢板1.2mm~2.0mm
IP等级
IP20
接地和防静电
预留接地螺钉和防静电手腕插座
环保要求
满足RoHS
表1-1机柜技术指标
三、密闭通道
模块化数据中心的密闭通道主要由端门和天窗组成。
1、端门
密闭通道的端门分为推拉门和双开门两种方案,可根据客户的需求选配。
推拉门尺寸:
高×宽×深=2050mm×1600mm×42mm。
推拉门采用推拉结构,以机柜为载体,安装上下轨道,保证密闭
通道系统的自身独立性。
门板由1.5mm冷轧钢板折弯而成,中间
安装钢化玻璃,保证通道内区域的可视性。
推拉门外观如图2-3
所示。
1-3推拉门外观示意图
双开门尺寸:
高×宽×深=2050mm×1500mm×42mm。
双开门整体与机柜通过螺钉联接,可以保证系统的独立性。
门板
中间镶嵌钢化玻璃,保证通道的可视性,并且钢化玻璃能很好的
满足消防应急要求。
门板下部安装密封毛刷,可以提高模块的密
闭性。
双开门外观如图2-4所示。
2、天窗
密闭通道采用平顶结构方案。
平顶天窗尺寸:
高×宽×深=350mm×1350mm×600mm。
平顶天窗由侧板、顶板、旋转天窗组成,以单个机柜为扩展模块
单元。
旋转天窗通过FuseLink销钉与顶板联接,工作状态下天窗
处于水平状态,消防状态下FuseLink熔断,天窗在重力作用下自
动打开,保证灭火气体进入通道。
平顶天窗外观如图2-5所示。
三、供配电系统
模块化数据中心具有两种制式的配电方案,包括380V/50Hz电压
制式和480V/60Hz工业电压制式。
供配电系统包括UPS
(UninterruptedPowerSupply),PD(FPowerDistributionFrame)
和PDU(PowerDistributionUnit)。
1、概述
模块化数据中心外部电源经UPS输出至PDF,PDF输出三相电源到
各个机柜的PDU,PDU输出电源至机柜内设备。
2、UPS
UPS为模块化数据中心提供不间断供电的保障,当市电/油机电源
紧急断电时,通过蓄电池供电,能够满足单服务器机柜最大功率
9kW的应用场景。
380V电压制式:
模块化数据中心配置360kVA的模块化UPS,由三
台120kVA的UPS组成,可以在20kVA~360kVA容量范围内灵活配
置,满足单服务器机柜3kW、6kW、9kW的需求。
480V电压制式:
模块化数据中心配置400kVA的模块化UPS,由二
台200kVA的UPS组成,可以在125kVA~400kVA容量范围内灵活配
置,满足单服务器机柜3kW、6kW、9kW的需求。
UPS外观如图2-8
所示。
1-6UPS外观图
3、PDF
PDF柜内每一路带有电量测试仪,用于测量输入三相交流电的参数
(电压、电流、频率、功率、功率因数等),通过RS485接口上传
至监控系统。
PDF的输出空开按照单行最大14个服务器机柜配置,
支持服务器功率平滑提升至9kW。
PDF外观如图2-9所示。
五、制冷系统
1、概述
PDF配电柜分为精密配电柜和空调配电柜
模块化数据中心采用行级水平送风空调进行制冷。
模块化数据中心内,空调同设备机柜一起,共同组成密闭冷(热)
通道,实现冷热空气隔离。
模块化数据中心采用的空调为水平送
风方式,气流路径为后进前出,其将将服务器排出的热风吸入冷
却后吹出;冷空气再被服务器吸入、排出,如此反复。
水平送风空调靠近热源,送风距离大大缩短,从而减少气流沿程
压力损失和冷空气的泄露量,提高了冷量的利用效率。
模块化数据中心标准模块应用在300m2以下的空间,最大支持单机
柜的功率密度达到9kW,冷、热通道的宽度均为1.2m。
空调的室内机顶部或底部有制冷剂管路、电源和信号线路、排冷
凝水管路等接口。
室内机外观如图2-11所示(实际外观根据配置
确定)。
1-8室内机外观图
空调室外机(T1工况,环境最高温度43℃;T3工况,环境最高
55℃时可定制。
)在确定安装位置时周边要预留不少于1.5m的安
装维护通道。
室外机外观如图2-12所示(实际外观根据配置确定)
2、技术指标
空调技术指标如表2-7所示。
表1-2空调技术指标
参数名称
指标
室内机尺寸(高×宽×深)
1991mm×600mm×1070mm
室内机最大功率
不带加热加湿功能19kW
带加热加湿功能23kW
室外机尺寸(高×宽×深)
1350mm×1404mm×1880mm
室外机安装维护通道
室外机安装维护通道尺寸如图
2-13所示。
输入电压
380VAC50Hz/480VAC60Hz
制冷量
30kW
制冷剂
环保冷媒
使用温度范围
室内机:
+5℃~+45℃;室外机:
-30℃~+45℃
存储温度
室内机:
-40℃~+65℃;室外机:
-40℃~+65℃
相对湿度要求(RH)
10%~100%
参数名称
指标
海拔高度
0~3000m
防护等级
室内机:
IP20;室外机:
IP54
1-10室外机安装维护通道示意图
六、智能监控系统
1
、概述
智能监控系统具有集中管理功能,同时支持对监控系统的远程管
理与维护,远程操作界面与本地操作界面保持一致。
监控系统主要针对模块化数据中心基础设施层各组成系统,如
配电、制冷、安防及环境等系统,系统内各组成设备或部件的
运行状态进行实时监控。
监控系统采用分层式架构,主要分为数据采集层、数据运算及
信息处理层、智能管理平台层。
监控系统通过对模块化数据中心基础设施层内的各设备、部件、
环境运行参数及相关信息的实时采集分析、运算与处理,实现
对数据机房运维及业务等全方位的智能化管理,以充分实现模
块化数据中心的可用性、开放性与可扩展性,并确保数据中心
的安全性。
图2-14所示。
监控系统功能框图如图2-15
图2-16所示。
1-11模块化数据中心监控架构示意图
1-12监控系统功能框图
2、智能监控系统组成
智能监控系统组成如表2-8所示。
表1-3智能监控系统组成
分类
描述
电源监控
通过PDF柜配置的智能仪表上专数据,并对电源系统
进行监控
电源监控
通过UPS通信接口,采集其运行参数,以实时监控UPS
运行状态。
空调监控
通过空调器通信接口,对空调器的运行参数进行采集、分析,以实现对空调器的实时监控。
视频监控
(或外)部场景环境进行实时视频监控。
通过配置于通道内(或外)的视频摄像头,对通道内
环境监控
通过分布于模块内的温/湿度传感器,实时、有效监
分类
描述
测模块内部热分布状态,以确保机房安全运行。
门磁监控
通过对配置于模块内各机柜的门磁开关信号的监测,
可及时了解各机柜门的开/关状态,确保机柜内的设
备安全。
消防监控
通过配置于通道内的烟雾传感器、温度传感器,对模块内部可能产生的火灾隐患进行实时监控。
能效管理
对数据中心能效(PUE)进行实时监测与管理
报表管理
提供丰富的报表管理功能,包括报表的浏览界面、报表格式定义、报表发布管理等功能。
人机交互界面
可显示各设备运行状态参数、显示各种报表、工作日志、告警信息。
3、能源管理
能源管理包括电源系统监控和机房能效管理。
电源系统监控:
系统通过PDF、ATS、UPS及蓄电池上的智能仪
表标配的RS485(或FE)接口,对机房供电系统各类电参数信
息进行采集、分析,并通过人机交互界面进行实时显示。
电源
系统监控架构如图2-17所示。
机房能效管理:
能效(PUE)管理是通过对机房总用电情况及
机房IT设备用电量进行实时监测,以清晰反映出机房整体及
机房IT设备电量消耗分布情况。
并通过这些数据进行统计分
析,计算出机房PUE值。
机房能效管理软件界面如图2-18所
示。
1-14能源管理架构示意图
1-15能效管理软件界面示意图
4、空调系统监控
智能监控系统通过精密空调标配的RS485(或FE)接口,对精密
空调参数进行采集,并在人机交互界面进行实时显示。
并可根据
空调器厂商对产品可控性的开放深度,实现对空调器开/关机、运
行参数设置等操作集中及远程控制。
系统具有多机组联网集中控制功能,通过联网集中控制,可实现
对组网内各机组进行开/关机、设定温度值、风扇电机转速、运行
模式等操作控制。
5、机房环境监测
智能监控系统可实时显示机房通内温湿度传感器所检测到的温湿
度值,可设定每个温湿度传感器温度与湿度的上限与下限值。
当
任意一传感器检测到的数值超过设定值时,监控系统发出相应报
警。
温湿度传感器安装在模块通道内,对通道内环境进行数据采集。
6、机房漏水监测
空调有漏水检测功能(为绳式检测方式),对空调器可能发生的漏
水,可通过空调器自身的通信端口上传相关漏水信息并发出相应
告警。
绳式漏水检测方式由漏水感应绳与漏水控制器组成,沿精
密空调四周敷设漏水感应绳,感测空调器冷凝水的漏水状况并通
过漏水控制器通信接口上传信息。
从而实现对漏水的实时监测,
确保机房安全运行。
当检测到发生漏水时,人机交互界面自动切换到漏水监控界面,
显示漏水位置、发出报警。
同时对报警事件进行记录、存储。
7、视频监控
视频监控可实现如下功能:
可对机房内及密闭通道内区域实时视频监控,监控录像系统存
贮时间不小于1个月。
同时支持模拟及网络摄像头。
支持对不少于两个(网络型)摄像机的电动云台及远程调焦控
制功能、视频图象信号的切换、存贮、重放、多画面分割功能。
可与门禁系统实现联动,当收到门禁系统的联动信号时,可控
制摄像头对进门区域进行录像存贮(联动功能可视需求进行屏
蔽设置)。
项目
参数
摄像机类型
网络型半球摄像机
图形传感器
1/3″CCD
最大图形尺寸(mm)
PAL704×576
净重(Kg)
0.14
长/深(mm)
140
宽(mm)
140
高(mm)
114
最低工作环境温度Ta(℃)
-10
最高工作环境温度Ta(℃)
60
8、门禁管理
门禁系统是机房的门禁。
门禁系统由门禁控制器、读卡器组成,
具有人员进出权限设置及管理功能,有开门超时报警功能。
要求
有与视频监控系统联动控制功能,当发生开/关门动作时,通过上
传通信端口将开/关门信息发送至视频系统,以实现与视频系统的
联动。
9、告警功能
根据系统实际运行控制需求,可对机房内的各被监控设备运行参
数及环境参数,进行预警和告警阀值设置,设定值将保存在系统
数据库内。
监控管理系统对各设备和传感进行数据采集,并与数
据库内对应设定值进行比对,当采集数据超过设定范围时,系统
将产生告警事件。
同时用户也可根据需要,对告警事件进行分级
设置。
告警管理:
智能监控系统可对告警事件按优先级的高低进行处
理,并具备过虑机制以消除误告警。
联动控制:
通过设定联动逻辑,可实现不同设备之间及不同子
系统之间联动。
即可通过某个对部件或子系统设定一些事件触
发条件,当满足这些条件时,该部件或子系统会自动执行对另
一个部件或子系统的触发控制。
报表管理:
智能监控系统提供丰富的报表管理功能,包括各种
报表的浏览界面、报表格式定义、报表发布管理等。
报表分为
日报表、周报表、月报表、年报表和监控报表等,报表提供电
子表格和曲线图形、柱状图、饼图等形式。
用户可以对历史数
据以Excel表格形式(或可定制的格式)进行导出操作,可支
持pdf格式的数据文件,供存档和分析处理。
日志管理:
智能监控系统通过对历史运行数据、事件及告警,
按时间进行分类,实现日志管理。
远程管理:
智能监控系统提供完整的Web功能,授权用户可通
过浏览器对监控系统访问。
七、消防系统
模块化数据中心的消防需要依赖于数据中心机房内已有的消防系
统。
数据中心机房的消防系统主要采用气体消防灭火系统。
模块化数
据中心的密闭通道内安装温感和烟感报警器,一旦有告警,将上
报至机房的消防系统;当温度达到58℃时,模块化数据中心顶部
天窗上的FuseLink自动熔断,旋转天窗自动打开,让中心机房内
的消防气体扩散到模块化数据中心内。
八、综合布线
模块化数据中心在顶部安装走线槽,实现线缆的有序管理。
1、走线槽
走线槽分为信号线走线槽和电源线走线槽,分别用于信号线和电
源线走线。
在每个机柜顶部中间有走线孔,方便线缆连接至机柜
中。
走线槽可实现长度方向的扩容,且在相交时分上下两个通道
走线,实现电源线和信号线的分层管理。
在天窗的结合部有线缆
绑扎孔,方便线缆的绑扎。
走线槽如图2-19所示。
两个模块化数据中心之间通过机房走线架进行连接,走线架分为
电源线走线架和信号线走线架。
空调的管路和电源线单独配置走线架。
2、电源线
模块化数据中心电源线包括:
380V/50Hz应用场景:
380VUPS系统电源线
380V空调系统电源线
380V模块内部IT机柜的电源线
480V/60Hz应用场景:
480VUPS系统电源线
480V空调系统电源线
480V模块内部IT机柜的电源线
3、数据系统电缆和辅料
数据系统电缆和辅料满足如下要求:
每排机柜设置列头柜(内部放置配线架和交换机),用于汇聚
服务器机柜和信号的上行;
每个服务器机柜顶部放置1个高度为1U、宽度为19英寸的6
类网线配线架作为基本配置;
根据每列放置机柜的数量扩充列头柜配线架的数量。
数据系统电缆互联如图2-20所示。
1-17数据系统电缆互联示意图
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