微模块机房案例设计分析.docx

KIToZER微模块机房案例设计分析一、概述始终以来数据中心都是属于能耗大户，特殊是数据中心的布局，气流组织、设备选型等假如设计不合理，建成的数据中心不但单机柜密度较低，PUE值高，而且运行成本更是居高不下，给社会资源造成极大奢侈。莱安公司以现代绿色数据中心为理念，从解决传统数据中心建设周期长、投资巨大、单机柜密度低、PUE值高、运行成本高等一些弊病动身，研发打造微模块化节能数据中心，更好的服务于社会。微模块是指由若干个机架为单元，包括配电模块、制冷模块、高压直流或UPS模块，监控、网络、布线等若干个功能在内的独立运行模块，该模块均为工厂预制，可敏捷拆装、快速组装、快速部署。二、微模块数据中心具有以下特点：1）采纳精准行级制冷技术，使冷空气集中及服务器进行热交换，避开将大部分冷空气及环境进行热交换，从而达到节能的目的。2）功率密度高，每机柜IT设备电功率为5T0KW。3）工业化，微模块各部件的制造符合通用的工业标准，大部分组件可在工厂预制。规避含有特殊制造工艺的部件设计。4）标准化。可简洁复制，牢靠性高。微模块内部的设计在不同的数据中心条件下可100与复制，当数据中心建筑条件不志向时（比如层高不足），微模块内部的设计无需变更，仅在物理尺寸上进行调整。5）快速部署，周期缩短到3-4个月内。在工厂预制的部件应尽可能多，削减部署时间。6）模块化便于扩展。只要机房有空间就能实现扩展。7）低成本。总投资不高于传统数据中心。8）低PUE值，降低数据中心的运营成本,节能环保。能耗指标PUE2.0以下。三、设计说明某单位按A级标准建设该机房，数据中心机房面积有80平方，长为100OOmm,宽为800Omm,总层高350OnIm。依据机房面积,可以放置18个机柜，每个机柜功率5KW。机房IT设备负载实际功率90K*UPS配置为模块化电源，6个25KvA功率模块，合计功率25KVA*6=150KVA,最大输出功率150KVA*0.8=12OK1.1.依据70%容量运行，即120KW*0.7=84KW,正好满意需求。空调功率计算:总制冷量=90KW*0.8-60*0.15=81KW,配置3台40KW空调。其它负载功率约为IOKVA,机房总功率约为150KVA+3*402÷10KVA=220KVA。依据现代绿色数据中心的建设理念,本项目方案采纳易事特绿色节能的微模块方案做为本次项目方案设计,年平均PUE限制在2.O以内。1）本设计方案第一期共建设1个微模块，共计含机柜数量：18*1=18个：2）每个微模块基本配置包含1个列头柜、1个管控柜、1个配电柜。3）每个机柜负载功率依据5kW设计。4）总配电量依据60%的同时运用系数考虑。5）每个微模块配置（2+1）台40kW精密空调：6）微模块采纳高架地板，下部走空调水管设计方案。7）机架高度标准为200Omnb保证可用空间为42U：8）最节能气流组织及运行工况设计：冷热通道密闭9）集成动环监控系统10）集成消防系统等。11）平面设计如下图3.功能单元的尺寸如下:功能单元宽mm深mm高mm配电柜60012002000IT机柜60012002000行间空调30012002000四、通道封闭组件1 .微模块为封闭冷通道结构，冷通道宽度为1200mm,高度2000mm,顶板距离冷通道地板高度2200nun2 .封闭通道组件包含前后推拉门、顶板框架、固定天窗、翻转天窗、照明等几个部分，如图2.3T所示。图2.3-1冷通道整体示意图3 .前门为前后推拉门，可设置门禁系统，限制运用人的权限和进出时间；后门为消防门，当发生火灾等紧急状况时，便于逃命。4 .封闭通道顶板采纳金属框架带透光玻璃。透光玻璃固定在封闭通道金属框架上，采纳跌落式设计，即通过转动轴固定，一边通过自动开关固定，在接到烟感、温感等消防告警信号后开关动作，同时具有手动开启功能，天窗靠重力绕转动轴翻转，将冷通道打开。天窗整体满意消防要求，即保证消防气体或者水雾可进入通道内。顶板的连接方式要便于现场拆卸、维护。翻转天窗布局原则为：固定式天窗和活动天窗间隔伤贵，用于安装烟感、温感、监控、照明等。5 .封闭通道框架材质1.5mm厚冷轧板，表面防腐喷涂处理，颜色及机柜颜色协调。框架及机柜顶部采纳螺栓固定，框架整体架构美观、坚固，长期运用不得出现变形、弯曲等现象，6 .框架顶板内侧需安装烟感、温感、摄像头、照明等协助设备，安装坚固且要便于拆卸、更换，通道内摄像头在通道两端对方，能覆盖全部冷通道，烟感、温感等同类型的多个传感器在通道内平均倘放，不得集中于一个区域内，便于完整信号采集；相关照明、信号等电缆需埋入框架内，保持美观及必要的可维护性。7 .前门管控柜的面板上安装显示屏，显示微模块运行状况。五、服务器机柜(1)、服务器机柜特点尺寸为宽60OmmX深120OmmX高200OmnI(不含地脚高度滚轮)：柜整体采纳黑色细沙纹。机柜具有高刚性、轻量化，机柜自身重量不大于130kg。机柜具高承载力，静载实力1200kg。机柜具有高抗震性能，9烈度抗震载荷100Okg。机柜供应了系列热解决方案，前后门采纳网孔门开孔率70%以上,机柜具有敏捷的供电解决方案，侧装PDU,接线盒多种配置可供选择。机柜系统有完善的抗震、减震对策，可选配减振部件、抗震部件实现内部对机柜内部设备的爱护。、服务器机柜机柜由框架、顶板、底板、立柱、横梁等组成，其中框架是机柜系统的主要模块，也是整个机柜系统的骨架和连接各子系统及模块的核心。框架采纳九折型材机柜结构，保证定位精度和便利焊接操作。机柜的前后框是由立柱、门楣、横梁、固定组成。立柱是前后框中主要零件，立柱的截面形态设计对整机的刚毅度起到关键作用，立柱设计为厚度为2mm冷轧钢板折弯结构，门楣和横梁为钝金冲孔折弯而成。固定块为精密铸钢件。（3）、服务器机柜顶部服务器顶盖板供应机柜顶部防护及供应出线通道。顶盖板采纳两段式设计，1.2mm厚银金折弯制成。顶盖板为密封顶板，顶盖前后开有4个圆形孔，用于出线。框架顶部横梁上设2个M6螺栓孔，可用于微模块顶部接地。整机框架，侧门、门和框架用接地导线连接；机柜有接地要求随意两点之间的电阻小于50军欧。在框架上设置有侧门和前后门的接地点。保证前后门和侧门的牢靠接地。五、配电系统本项目微模块数据中心配电系统采纳1路市电和油机供电切换后供也，2套模块化1.pS组成N+1系统供电。每台UPS设备各带我50%,两路电源相互备用，后备电池延时2小时，实现高牢靠的供电系统。1 .微模块正门左右两侧分别布置管控柜和列头柜系统，进门右侧配宜配电系统柜。左右两侧管控柜和列头柜柜体尺寸300mm（宽）*120OnIfn（深）*200OnTn（高）进门侧的配电柜柜体尺寸及服务器机柜相同,即60Omm（宽）*120Onm（深）*2000nm（高）。2 .微模块设置列头柜的作用有两点：一是由于UpS配电柜的输出分路有限，而列头柜可以按设备的电力需求进行优化配置，解决电源柜分路不足的问题：二是便利电路的检修，单一分支电路出现故障不必总配电柜断电检修，只须要断开该路电源检修，大大提高机房整体电路的容错性。3 .配电柜分为两部分，一部分为R18模块的总配电，另一部分为1.PS输入输出安排.5.1 总配电部分包括1） TS3204P*1.路1）总输入空开320A4Ij*1.路2） UPS输入空开250A3P*2路3） UPS输入空开200A3P*2路2）列头柜输入空开200A3P*2路，3）空调空开63A3P*3路3）其它开32A1P*6路，备用63A3B*1,32A3P*1路4）智能触摸屏显示5）防雷器5.2 UpS输出列头柜配电部分1）总输入空开2003P*2路2）监控触摸屏*1套（50回路检测）3） A路机柜沟通开关32A1P*25路，管控柜开关32A1P*1路，照明16A1P*1路,预留32A1P*2路4） B路机柜沟通开关32A1P*25路,管控柜开关32A1P*1路,照明16A1P*1路,预留32A1P*2路5）防雷器20K*2路列头柜配备智能电量仪以及报警装置，并通过电量仪将采集的运行数据（包括但不限于电压、总电流、总功率、用电量、功率因数、谐波等）纳入到弱电监控系统中，实现7*24不间断监控。通过智能电量仪采集的数据可对微模块的PuE实时值进行测算。