模块化数据中心技术方案书Word格式.docx
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《综合布线系统工程验收规范》GB50312-2007
《供配电系统设计规范》GB50052-2009
《低压配电设计规范》GB50054-2011
《火灾自动报警系统设计规范》GB50116-2008
二、需求分析
2.1、机房现状：
1、机房位于1层，面积：
108平方米，宽8米，长13.6米，层高约3.2米，无静电地板。
2、机房供电：
由一楼低压房2台60KVAUPS提供,。
3、目前有11个交警业务用服务器机柜、4个运营商机柜。
4、机柜布局较分散，布线较混乱，不利于人员管理，机房现状见下图：
2.2、机房改造设计思路：
1、采用一体化微模块设计理念，改变现有机房杂乱无章的布局，避免传统机房七拼八凑不美观；
2、IT机房分区：
考虑到机房整体美观、气流组织分布合理，现规划2个微模块供交警业务用，采用双排结构、封闭冷通道设计；
机房左下角规划1个微模块,采用前后冷热通道封闭设计，单排结构，供运营商业务用。
3、制冷系统：
2个冷通道模块采用房间级空调制冷，空调放置于冷通道外，下沉式送风；
运营商机微模块采用列间空调制冷，水平式送风，与机柜并排放置。
4、机房敷设静电地板，强电线和空调管路地板下铺设，弱电线走机柜上方桥架。
三、方案规划设计
3.1、机房布局规划
3.2、机房配置：
1、2个交警业务用微模块采用冷通道封闭设计，配电列头柜放置于冷通道内，有效提高制冷效率。
以下是每个冷通道配置：
2、考虑到冷通道的热气流对运营商机柜的影响，现在左下角规划1个由4个机柜和1台8.5KW列间空调组成的微模块，封闭冷热通道，与机房外环境隔绝。
有效提高制冷效率和粉尘影响。
以下是微模块配置
产品
数量
备注
服务器机柜
4
600*1400*2000，42U
8.5KW列间空调
1
冷热通道封闭组件
3.3、配电系统规划：
本项目供配电架构按照国标GB-50174A级机房设计，机房由现有的2台60KVAUPS改造成双总线供电系统，为机房IT设备供电。
最大限度保障IT设备不间断运行。
具体配电系统图见CAD图纸
3.4、精密空调选型
1、机房设备对场地环境的要求
国家标准对机房环境的基本要求如下：
级别
项目
A级
夏季
冬季
室内温度
222C
202C
相对湿度
45%~65%
温度变化率
5C/h并不得结露
2、空调负荷计算方法
依据数据中心机房内热量的来源，对于数据中机房总热负荷，采用的计算公式如下：
Qt=Q1+Q2+Q3+Q4
其中——Qt为主机房总热负荷（kW）
——Q1室内设备负荷（考虑到设备的使用率，Q1=设备总功率×
0.8）
——Q2室内UPS热负荷，Q2=0.04W1+0.06W2，其中W1为电源系统额定功率值（UPS额定容量），W2为IT设备总负载功率
（1）
——Q3室内配电系统热负荷，Q3=0.02（W1+W2），其中W1为电源系统额定功率值（UPS额定容量），W2为IT设备总负载功率
（1）
——Q4建筑环境热负荷（=0.12～0.18kW/m2×
机房面积）
（2）
注
（1）当UPS或配电系统放置与单独配电间时，应单独针对配电间进行热负荷计算。
注
（2）当工作人员数量较多、照明功率较大及新风量较大时，建议单位面积热负荷值应取较大值。
3、机房热负荷计算结果
表
（1）数据机房热负荷计算
中心机房
Q1-主设备热负荷（kW）
38.4
60KVA,功率因数0.8，需要系数0.8
Q2-UPS部分热负荷（kW）
Q3-配电部分热负荷（kW）
1.5
Q4-建筑环境热负荷（kW）
13
机房面积108平米，0.12KW/mm2
Qt–热负荷合计（kW）
52.9
4、机房精密空调选型建议及配置
机房热负荷为52.9kW，该值是机房理论上最大的热负荷值，考虑到目前机房UPS使用率不到50%，建议选用2台30KW科华KHJA系列精密空调，下沉式送风，组成1主1备制冷系统，后期若交警业务增加，可再增加1台30KW精密空调组成2主1备。
设备名称
型号
单位
品牌
室内机
KHJA-P30AD
台
Kelong
制冷量30.9KW，下送风，上回风
室外机
KHNR46
环境温度35º
C所选
5、运营商微模块用列间空调选型
该微模块由4个机柜组成，按2KW/柜的用电功率设计，建议选用1台8.5KW科华KHNA-X系列列间空调。
KHNA-X8.5
制冷量：
8.5KW,水平送风
KHNC8.5
3.5、动环监控系统规划：
现规划将机房内2个冷通道，1个微模块内，低压配电间中的配电列头柜、精密空调、UPS、温湿度参数、漏水检测、烟感检测、视频监控、门禁进行集中监控管理。
本次方案准备对如下设备及环境指标进行监测：
✧2台UPS；
✧3台机房空调；
✧2台配电柜（带智能接口）；
✧5个温湿度
✧4个摄像头
✧2套漏水
✧1套消防
四、冷通道封闭解决方案简介
冷热通道解决方案是响应“机房节能减排，推进绿色新机房”应运而生，主要用于类似IDC数据中心机房散热量极大的机房使用，起到精确送冷风的效果。
由两个机柜矩阵组成。
传统机房冷气得不到有效控制，冷气乱窜，导致机房布分环境很冷、机柜内部很热。
冷通道机柜将输送到机柜内部的冷气以最节约有效的方式全部输送给散热设备，机柜内的热量沿制定方向输送出机柜。
✧用于访问管理和侧面气流遏制的通道封闭门。
门应具有良好的密闭性，活动性，并可以观察到通道内的实时情况。
✧用于顶部气流遏制的顶窗。
顶窗应具有良好的阻燃，隔热，透光性，并满足易于安装，易于维护的特点。
✧安全管理功能。
冷通道具有温度，湿度，烟雾感应检测系统，以及相应的声光报警，短信息报警，以及门磁控制功能。
4.1.整体效果
4.2.整体效果系统的基本原理和功能
冷通道封闭可以有效地使地板下送出的冷风全部用于设备散热，大幅减少风量和冷量的损耗，而最终大幅提高制冷的效率。
从整个机房的气流组织来看，有效地避免了传统机房中冷热空气混合，冷空气短路，以及远端机柜由于压降问题机柜顶端设备无足够冷量用于散热，而最终产生的局部热点问题。
4.3.方案特点及优势
1.高密模块化
一体化集成机柜系统、供配电系统、制冷系统、监控系统、消防系统和综合布线系统，高集成设计，提供完整的解决方案，为企业提供一站式数据中心解决方案；
精准送风技术的采用，使机柜支持IT设备的无缝摆放，42U机柜可实际支持42U的IT设备，在空间利用率上是传统机房机柜的3倍（传统机房由于送风不均匀以及风量难以保证的问题，42U机柜一般只使用了15U左右）；
单柜最大支持铭牌功率15kw，满足客户不同业务需要；
配电的高密度以及机柜空间的高利用率，使模块化数据中心具有占地面积小的优势。
2.低成本和低能耗
采用行间级空调可直接安装在楼宇水泥地面上，无需架空地板，减少外配套工程；
冷通道封闭，从而减少了气流压力损失和冷空气的泄漏损失，提高了冷量的利用效率；
3.高可靠性和安全性
门禁系统避免无关人员进入；
“智能机柜”设计，实时监测“机柜温度场”，避免局部热点的出现；
内部集成了消防系统，无需进行消防申报，且安全可靠；
配电采用双回路供电，实现冗余设计；
强电与弱电分别从不同出口进出线，减少电磁干扰；
4.快速灵活部署
模块化设计，可以按需建设，分步实施，并且可以根据需求，按照不同负荷和不同应用独立设计、独立运行，有效降低了机房的复杂性，降低了建设和运营成本。
（传统机房建设必须一步到位，将全部基础设施一次性全部投入，而且对于二次扩容和改造几乎不可能；
这就给运营成本带来压力；
另外IT技术日新月异，技术的进步必然对环境提出新的要求，所以机房的升级和改造必须在建设初期考虑预留，因此又给建设带来了不必要的复杂性和成本提高）。
支持按需建设，后期扩容时，模块化机房与辅助设施均可按模块的形式进行扩展；
建设周期在100天以内，且可以根据需要搬迁。
去工程化设计使得数据中心建设设备化、快速化、个性化成为可能；
依据机房尺寸和单柜功耗，可灵活选择单排和双排，满足扩容要求；
适配企业web和内部业务，IT机柜内灵活安装服务器、存储、网络设备；
网络柜与走线槽等集成在模块中，网络灵活部署；
5.完善的监控
采用嵌入式网络型监控设备，辅于传感器，组建功能完备的3D综合监控管理系统。
可通过多种传感器、采集器，实现对机房内各功能模块的不间断监控，监控功能包括供配电监测、UPS监测、空调设备监测、微环境温度监测、机房漏水监测、视频监测、门禁管理、消防系统监控、报警功能、远程管理、KVM远程控制等；
监控系统支持web访问，轻松实现远程监控和管理各功能模块。
五、冷热通道封闭解决方案简介
专为机柜数量在10个以下的微模块方案设计，具有集中散热，高能效比的特点：
冷风与热风在机柜中进行隔离循环，机柜内部设备的散热无需与机房周边环境进行热交换，制冷效率高，同时不受周边环境的影响根据用户机房面积及需求情况；
布局：
机柜+列间空调+冷热通道封闭，既节能又可以减少设备占地空间，具体机房布局如下：
1、机房平面图
单柜布局图（俯视图）
3.2
3.3
3.1
实际效果图
2、方案主要特点：
端到端的一体化解决方案
——完整的供配电、制冷、机柜、消防、监控产品，各组件之间无缝集成，确保了解决方案的高可靠性、高安全性、高能效；
快速部署IT资源以支撑业务快速的发展
——无需建设机房，快速部署。
工厂预集成，在供应链环节对机柜、UPS、配线、监控、制冷设备进行了预安装，最大限度的降低了现场的硬件安装时间，提升部署速度，降低交付难度；
智能管理，
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