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宁夏石嘴山国土资源厅方案书比较好的整体解决方案
宁夏石嘴山国土资源厅
技术方案书
施耐德电气信息技术(中国)有限公司
2012-03
一.项目概述
1.1机房现状
数据中心机房在现有机房的基础上建设一个面积为60平方米左右的信息中心机房,并单独建立一个机房动力配电区。
目前机房配置5个服务器机柜。
机柜的摆放需要同时考虑以后负载扩容时机柜的布局。
根据机房内的负载容量的大小,再考虑到将来的扩容。
甘泉县电子政务机房配置一台30KVA在线式后备电源,并满负荷延时2小时。
空调系统是保证机房温湿度,控制含尘量的关键,且空调系统必须考虑冗余。
选配2台25KW的精密空调。
由于机房环境相对比较封闭,空气流通性不好,为保证工作人员的健康,采用新风系统。
监控方面,本机房根据场地设备的实际情况,选用嵌入式管理机模式的组态软件平台集中监控系统,监控内容包括:
1)UPS监测系统(1台UPS监控);
2)温湿度系统监测(温湿度传感器2套,均匀分布在机房);
3)消防系统监测(监测消防主机和温、烟感状态);
4)新风机监控系统(对机房内的新风机监测和控制);
5)门禁监控系统(将机房内的门禁纳入集中监控系统)
要求具有语音报警、短信报警、邮件报警、现场多媒体声音报警、远程浏览等功能。
同时机房的运行成本非常高,要求新机房在结构和模式上必须是维护成本低、运行效率高、扩容简单、扩容成本低的系统。
2.2机房基础设施设计思路
随着IT负载的快速变化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。
其中主要的几个技术问题如下:
1,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。
2,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。
3,无法适应中高功率密度的制冷:
传统机房只能对平均功率密度为3KW左右的机房进行有效的制冷,现在及未来的机柜功率密度会大大增加,因此在机房制冷方案的选择上就要选择可以适应各种机柜功率密度的方案。
4,系统顺利平滑的扩容:
机房的使用周期平均为10-15年,而在此期间,用户由于业务应用的变化会面临UPS输出功率增加、配电回路布线扩容、制冷的扩容等;在传统机房在扩容时往往会面临业务中断时间长,机房面积不够,线缆布线混乱(原始机房资料丢失或错误)而造成的成本增加等问题。
5,建设绿色机房:
随着能源成本的大幅提升,如何降低机房能耗,提高机房效率是机房规划的新课题。
6,布线方式不科学。
7,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负载的新的要求,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:
◆提供机柜级别复合密度解决方案。
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。
◆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
◆建设绿色机房:
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5-10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。
◆可维护性。
用户最好能自我维护。
能够提供预报警功能,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,我们建议采用APC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,这是目前数据中心机房最先进的基础设施解决方案。
二.UPS供配电系统
2.1设计思路
机房的用电负荷等级和供电要求应满足《供配电系统设计规范》GB50052-95规定,其供配电系统应采用电压等级220V/380V,频率50HZ的TN-C-S系统,主机电源系统按设备的要求确定。
机房供配电系统充分考虑系统扩展、升级的可能,并预留备用容量。
UPS配电系统:
本机房共放置5个机柜,共30KW。
采用模块化系统。
每个机柜配置1路机柜级PDU,再通过机柜内PDU插座为服务器设备供电,并在机房内设置墙面UPS维修插座,供设备维护及检修使用。
2.2建议方案
2.2.1UPS电源设备及电池组
结合近年来IT设备的发展趋势,为保证客户的数据中心满足先进设备24小时连续运行的高可用性要求,并综合管理局管理精细化、集中化、扁平化的开展,以及当今IT设备对UPS配电的要求,特推荐APC的英飞集成系统。
考虑到目前机房的IT负载为30KW,将来有扩容的需求。
基于上述原因,我们决定选用APC公司推出的新型SymmetraPX48一体化模块化电源系统,该系统在一个42U标准机柜里面包含了UPS、输出精密配电盘、是一款非常先进的中功率不间断供配电系统。
SYPX48KUPS每个功率模块为16KW,因此,共采用2个功率模块。
UPS主机架集成12路16A1P、3路32A1P输出回路,所有开关均为热插拔结构,可在线增减。
同时可基于IP网络,以Web方式实现对每路开关的通断、电流大小实现监控,并可设定报警门限、电子标签。
后期最大可扩展到18个单相输出回路。
同时,UPS主机集成了系统的总输入输出及维修旁路开关。
电池后备时间:
大楼的输入市电较好,同时机房精密空调不能用UPS供电,IT设备有电但空调无电的状况下系统不能长时间持续;电池系统为损耗品,每3-4年更换一次。
因此,电池配备按照2小时配置。
共配置三组电池,每组内含32节12V/120AH的电池,在30KW负载下可实现2小时延时。
2.2.3负载机柜的配电
对所有负载机柜供电来自UPS主机集成的15路精密配电。
共3路1P32A,12路1P16A,所有开关均为热插拔结构,可在线增减。
同时可基于IP网络Web方式实现对每路开关的通断、电流大小监控,并可设定报警门限、电子标签。
每个机柜配置1路机柜级PDU,再通过机柜内PDU插座为服务器设备供电,并在机房内设置墙面UPS维修插座,供设备维护及检修使用。
2.3.供配电系统特点
本供配电方案完全按照现代化机房基础设施的设计思路来构建,具有如下特点:
1)高可用性。
采用冗余模块化UPS为负载提供保障。
采用精密配电柜、机柜内设置竖直配电条、有效提高了系统的可用性。
2)精密配电。
配电采用精密配电,可实现对每路开关的网络管理,并可实现在线增减、更换开关。
3)高可扩容能力。
UPS供电系统、配电系统、均为模块化设计,非常方便在线扩容。
UPS最大负载可达48KW。
配电模块也可在线增加。
4)系统性。
为机房系统提供系统的、整体的方式来构建基础设施,各个部件之间完美结合。
5)可维护性。
采用IT产品的设计思路,标准化、模块化、热插拔结构。
多个场地只需要库存很少的备件,而且用户可自己更换维修,大大缩短维修时间,减少维修成本。
6)总体拥有成本低,考虑到10年的总体采购、运行、维护管理、扩容的成本,该方案由于效率高、维护简单、扩容成本低,导致总体成本比传统方案低15-30%。
7)工期短。
系统为插拔式结构,运输、安装、就位、连接、布线都非常简单。
工程量小,可快速安装与布置。
施工难度小。
8)适应性好。
能充分适应后期机房发展变化。
9)易于搬迁。
由于采用模块化热插拔结构,因此非常容易搬迁并异地组装。
2.4UPS供配电系统配置清单
产品
规格型号
技术参数
品牌
数量
单位
UPS系统
UPS
SY32K48H-PD
32 kW/ 32kVA
APC
1
套
电池
SUBP32-6
32*100AH,
高*宽*深1365*1272*652mm
APC
3
组
电池开关
NSX250DC
200A
施耐德
1
个
电池连接线
线径35mm2
1
套
三.机房制冷系统
3.1方案配置
机房面积为60m2,因机房内的IT设备密度为中低密度,平均每个机柜的负载不超过3KW,因此采用房间级精密空调。
根据机房负载情况,建议选用2台施耐德的SDA0351精密空调机组,空调的送风方式为下送风/上回风,采用R407C环保制冷剂,制冷量为12KW,显冷量为10.4KW,额度风量为3020m3/h,可以满足机房的设备要求。
SDA0351精密空调机组室内机外形图如下:
机房平面图如下:
说明:
(如上述空调布置图所示)
1)机房架高地板
本机房的高架地板高度为380mm,采用下送风机组。
机房内机柜的走线采用高架地板下走线。
机房内地板下需进行保温处理。
2)精密空调室外机位置
精密空调的室外机建议安装散热较好的环境,室外机采用调速器控制,风机运转转速根据制冷系统运行压力自动调节,确保运行压力稳定。
3)空调机组加湿自来水管
向机房内的空调机组提供自来水管一根,空调机组自动控制自来水加水到机组的电加湿器,在相对湿度较低的情况下,精密空调机组会自动加湿。
保证机房40%至55%的相对湿度。
4)空调机组冷凝水排水管
空调机组有一根排水管接到室外,在相对湿度较高的情况下,精密空调机组会产生冷凝水,同时加湿时空调机组会自动冲洗加湿器。
SDA0351恒温恒湿机房专用空调的技术参数如下:
序号
项目
产品参数
1
设备型号
SDA0351
1
数量(台)
2
2
品牌
施耐德
3
送风方式
下送风上回风
4
空调类型
风冷
总制冷量(KW)(回风24℃,RH50%)
12
显制冷量(KW)(回风24℃,RH50%)
10.4
显冷比
0.92
5
室内机组
机组尺寸宽深高(mm)
8504501740
机组运行总重量约(kg)
714
6
室内风机
类型
后曲叶片离心风机
送风量(m3/h)
3050
风机数量
2
7
电加热器
类型
铝制电加热器
加热量(KW)
3
加热器级数
1
8
加湿器
类型
电极加湿
加湿量(kg/hr)
2
9
过滤器类型
中效EU4
10
室外机组型号
CAL0361
每台机组室外机数量
1组
机组尺寸长宽高(mm)
1180350700
机组运行总重量(kg)
40
11
压缩机
压缩机数量
1
压缩机类型
涡旋式压缩机
适应制冷剂类型
R22/R410A/R407c
压缩机功率(KW)
3.7
3.2新风系统设计
为了保证机房恒温恒湿的工作环境,机房的新风系统必须独立于大楼的中央处理系统,独立并且能够24小时*365天连续工作。
另一方面,新风还可以保持机房内空气的正压。
(1)新风量的计算
根据机房新风设计规范,新风量取以下三者的较大值:
a.不少于空调循环风量的5%;
新风需要量为302m3/h
b.按工作人员每人需新风40m3/h计算;
机房的工作人员数量不确定,且通常情况下按此标准计算的所需新风量要比另两条算出来的新风量要小得多,故此这一条的数据不预计算。
c.维持室内正压所需风量;
根据机房施工经验,维持主机房9.8PA的微正压,需要室内空气容积2倍的新风量。
该新风量比第一条所需新风量小很多,故可不计。
最终,新风量的取值为302m3/h。
(2)新风机的选型
新风机选择带有预处理功能的机型,兼具除湿功能,且自备粗效、中效、亚高效三级过滤,可净化空气中灰尘及细菌,更好保证机房内空气的质量,更有效保证机房内的温湿度恒定。
根据以上计算,机房应采用302m3/h的温度预处理型柜式新风机(或窗式型)。
新风机可与消防系统进行联动。
3.3排风系统设计
机房采用气体消防,在气体灭火后采用排气机在短时间内强力排出灭火气体。
排气风量按机房换气次数大于5次/小时选取。
消防排气风管上设置电动密闭阀,以保证机房密闭状态。
设计机房区域选用一台风量为302m3/h的离心风机将灭火气体通过管道排到室外(楼外空间),区域间设置常闭防火阀。
排气设备与消防联动。
3.4空气调节系统特点及优势
(1)选用两台空调,实现100%的可靠备份保证。
(2)系统采用高品质原器件,节能效果明显。
大面积斜盘式蒸发器,气流阻力小,热交换效率高,节省能源;可以使用同尺寸的大面积过滤网,减少了过滤阻力,进一步降低了风机的功耗,同时可以提高过滤效率,延长过滤网寿命,降低噪音;表面亲水涂层,高效内螺纹管,提高换热效率。
(3)设备寿命长、稳定度高、维修量极小。
独特的电极式加湿器可根据水质软硬程度和机房湿负荷大小,由电脑编程控制加湿器自动清洗时间和加湿量调节,方便简单,同时大大延长维护间隔,减少维护费用。
直联离心风机可靠性高,可拆卸风机盖板,即使在打开机组前门的情况下可拆卸风机盖板,即使在打开机组前门的情况下,也能完全隔绝气流,做到真正不停机维护。
(4)能完整的通信接口,可供遥控遥测等需求。
(5)机组结构合理并且紧凑,占地面积小。
(6)室内机组采用双层隔音方式,符合低噪音的环保要求。
四.机柜系统
配置高散热能力、高承重、高兼容性的服务器机柜5个,尺寸为600mm*1070mm*2000mm。
在每个机柜内垂直安装机柜专用配电条1路。
对应前端的UPS供电回路。
配置清单如下:
产品
规格型号
技术参数
品牌
数量
单位
机柜系统
机柜
AR3100
高*宽*深1991*600*1070
施耐德
5
台
PDU
AP7551
16A,3.7KW
施耐德
5
个
五.机房设备和环境监控
基于目前客户的需求,建议使用Schneider公司旗下的的IT事业部专门为数据中心机房研发的NetBotz的监控系统。
Netbotz是当今世界最领先的智能型环境监控与预警系统,集强大的环境监控、图像监控和网络功能于一体。
根据本机房物理环境的要求,作如下配置:
配置APC英飞集中管理单元,实现对UPS、精密配电、精密空调、环境温湿度等的集中管理。
配置短信报警系统,实现对设备故障的随时短信管理。
配置环境和视频监控主机,IP摄像头、温湿度传感器、实现对机房视频和环境的监控。
配置门禁报警系统:
实现如下功能:
通过个人识别卡感应后,通过系统确认其身份和使用时段后,方能开门;可以设置感应卡的使用权限。
可以禁用挂失一张个人识别卡或一批识别卡;多级系统操作密码。
系统实时显示当前所有门的开关情况;进出情况。
可以对以前时间内所有门和卡的进出情况进行统计查询;进出人员均有相片显示。
本监控方案可以利用单位的局域网环境实施监控,需用户提供交换机,具体步骤为:
1).将NBRK0451安装在机房机柜内;
2).将UPSSNMP管理卡安装在机房内的UPS,空调设备上,并设置IP地址;
3).将机房内部的相关传感器(温湿度,烟感)等安装在合适的位置并连接入NBRK0451;
4).将视频摄像头连接入NBRK0451
5).将门禁传感器连接入交换机并连接入NBRK0451
6).将短信报警器接入NBRK0451
7).消防系统、新风机系统的监控可通过第三方提供干接点信号,连接至基站实现监控。
实现功能:
1).机房环境温湿度监控:
2点.烟感:
1点.
2).视频监控:
1点(可以和门禁传感器联动实现在机房门开启时对当时的视频进行记录)
3).机房UPS,空调设备监控(空调提供SNMP管理卡并提供MIB数据库协议以实现监控)
4).消防系统、新风机系统的监控可通过第三方提供干接点信号,连接至基站实现监控。
5)配置门禁报警系统:
实现如下功能:
通过个人识别卡感应后,通过系统确认其身份和使用时段后,方能开门;可以设置感应卡的使用权限。
可以禁用挂失一张个人识别卡或一批识别卡;多级系统操作密码。
系统实时显示当前所有门的开关情况;进出情况。
可以对以前时间内所有门和卡的进出情况进行统计查询;进出人员均有相片显示。
6)配置短信模块:
实现故障短信提醒至用户手机。
7)以上报警参数的阀值设置,可以根据现场状况调整报警阀值.
监控拓扑图:
配置清单如下:
产品
规格型号
技术参数
品牌
数量
单位
基站
NBRK0451
机房监控主机,安装在主机房服务器机柜中,占据1U空间
施耐德
1
个
视频摄像头
NBPD0160
施耐德
1
个
温湿度传感器
AP9335TH
用于监控数据中心或网络机柜内部温度和湿度的通用传感器
施耐德
2
个
烟感传感器
NBES0307
烟感传感器
施耐德
1
个
USB延长线
NBAC0209L
APCNetBotzUSBRepeaterCable(5米),用于摄像头延长线
施耐德
个
软件升级产品
NBWN0006
监控支持SNMP/IPMI的设备(5个节点)
施耐德
监测设备(UPS、空调等)
干接点信号连接线
NBES0304
消防系统及新风系统与基站连接的干接点信号线
施耐德
2
个
软件续保服务
NBWN0002
2年软件服务
施耐德
1
套
短信模块
XP500
GSM短信模块
xpower
1
个
门禁
XP531
含控制器、电磁锁一个、电源、出门按钮
Xpower
1
个
声光报警
XP42
实现声光报警
Xpower
1
个
备注:
1、需要用户提供交换机,连接至办公室监控终端;
2、通用传感器可通过RJ45或者CAT-5线缆延长。
3、消防系统、新风机系统的监控可通过第三方提供干接点信号,连接至基站实现监控。
4、该系统可同时实现一台UPS、两台空调的监控。
附录
一、配置清单
产品
规格型号
技术参数
品牌
数量
单位
UPS系统
UPS
SY32K48H-PD
32 kW/ 32kVA
APC
1
套
电池
SUBP32-6
32*100AH,
高*宽*深1365*1272*652mm
APC
3
组
电池开关
NSX250DC
200A
施耐德
1
个
电池连接线
线径35mm2
1
套
空调系统
精密空调
SDA0351
12.0KW
施耐德
2
台
SNMP网卡
2
个
漏水检测绳
带式漏水报警,含一米漏水绳
施耐德
2
个
空调机组运输费
安装费
新风机
第三方产品
302m3/h
1
台
排风机
第三方产品
302m3/h
1
台
机柜系统
机柜
AR3100
高*宽*深1991*600*1070
施耐德
5
台
PDU
AP7551
16A,3.7KW
施耐德
5
个
监控系统
基站
NBRK0451
机房监控主机,安装在主机房服务器机柜中,占据1U空间
施耐德
1
个
视频摄像头
NBPD0160
施耐德
1
个
温湿度传感器
AP9335TH
用于监控数据中心或网络机柜内部温度和湿度的通用传感器
施耐德
2
个
烟感传感器
NBES0307
烟感传感器
施耐德
1
个
USB延长线
NBAC0209L
APCNetBotzUSBRepeaterCable(5米),用于摄像头延长线
施耐德
个
软件升级产品
NBWN0006
监控支持SNMP/IPMI的设备(5个节点)
施耐德
监测设备(UPS、空调等)
干接点信号连接线
NBES0304
消防系统及新风系统与基站连接的干接点信号线
施耐德
2
个
软件续保服务
NBWN0002
2年软件服务
施耐德
1
套
短信模块
XP500
GSM短信模块
xpower
1
个
门禁
XP531
含控制器、电磁锁一个、电源、出门按钮
Xpower
1
个
声光报警
XP42
实现声光报警
Xpower
1
个
备注:
5、需要用户提供交换机,连接至办公室监控终端;
6、通用传感器可通过RJ45或者CAT-5线缆延长。
7、消防系统、新风机系统的监控可通过第三方提供干接点信号,连接至基站实现监控。
8、该系统可同时实现一台UPS、两台空调的监控。
二.系统特点
本方案完全按照现代化机房基础设施的设计思路来构建,具有如下特点:
●机房布局采美观、合理,节约机房面积、节省配电成本、提高配电效率;机柜摆放按照标准冷、热通道模式,有效避免冷热空气混合,实现机柜最价制冷及散热,提升制冷效率。
●制冷采用下送风上回风,结合物理层高,将静压箱高度作到380mm,实现冷空气的最佳配送。
精密空调室内机安装正对热通道,实现最佳热风回风路径,提升制冷效率。
●高可用性。
采用UPS为负载提供保障。
采用精密配电、机柜内专业配电条、高性能服务器机柜、以及可提前预报警的监控系统,均有效提高了系统的可用性。
●精密配电。
UPS采用精密配电,可实现对精密配电的网络管理,并可实现在线增减、更换开关。
●高可扩容能力。
UPS供电系统、配电系统、均为模块化设计,非常方便在线扩容。
UPS最大负载可达48KW。
配电模块也可在线增加。
●系统性。
为机柜级别的中高功率密度机房系统解决方案。
采用完全系统的、整体的方式来构建基础设施,各个部件之间完美结合。
●可维护性。
采用IT产品的设计思路,标准化、模块化、热插拔结构。
多个场地只需要库存很少的备件,而且用户可自己更换维修,大大缩短维修时间,减少维修成本。
●总体拥有成本低,考虑到10年的总体采购、运行、维护管理、扩容的成本,该方案由于效率高、维护简单、扩容成本低,导致总体成本比传统方案低15-30%。
●工期短。
系统为插拔式结构,运输、安装、就位、连接、布线都非常简单。
工程量小,可快速安装与布置。
施工难度小。
●适应性好。
能充分适应后期机房发展变化。
●易于搬迁。
由于采用模块化热插拔结构,因此非常容易搬迁并异地组装。
三.产品介绍
3.1UPS供配电产品及性能参数介绍
(1)、模块化UPS主机介绍:
该产品为全模块化热插拔结构,多处地方采用了冗余设计,包括:
Ø2块控制模块
Ø2块低压逻辑电源模块
Ø最多3个并联的功率模块(每个功率模块为16KW/16
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