数据中心建设讲解

数据中心建设讲解王鑫数据中心工程组成GB50174—2008解析机房节能与环保机房配置计算举例高频与工频机双总线供电方案目录数据中心工程组成数据中心工程内容GB50174-2008解析GB50174-2008解析GB50174-2008解析GB50174-2008解析当设备已确定规格时可按下式计算：A=KΣS式中：A―主机房使用面积（㎡）K―系数，取值为5—7S―电子设备的投影面积（㎡）GB50174-2008解析当设备尚未确定规格时可按下式计算：A=KNK―单台设备占用面积，3.5－5.5(㎡/台）N―计算机主机房内所有设备的总台数GB50174-2008解析➢辅助区的面积宜为主机房面积0.2－1倍➢用户工作室可按每人3.5－4㎡计算➢工作的房间，可按每人5－7㎡计算➢支持区需要根据需求确定➢门厅、休息室、值班室和更衣间，更衣间使用面积按最大班人数的每人1－3㎡计算GB50174-2008解析➢机房的设备布置应满足机房管理、人员操作和安全、设备运输、设备散热、安装和维护的要求。➢服务器为前进风/后出风方式冷却时，机柜和机架的布置宜采用面对面和背对背的方式（或根据制冷方式不同调整）。GB50174-2008解析➢成行排列的机柜，其长度超过6m时，两端应设有出口通道➢当两个出口通道之间的距离超过15m时，在两个出口通道之间还应增加出口通道➢出口通道的宽度不应小于lm，局部可为0.8mGB50174-2008解析GB50174-2008解析GB50174-2008解析GB50174-2008解析GB50174-2008解析GB50174-2008解析GB50174-2008解析GB50174-2008解析GB50174-2008解析GB50174-2008解析GB50174-2008解析GB50174-2008解析GB50174-2008解析GB50174-2008解析GB50174-2008解析GB50174-2008解析GB50174-2008解析GB50174-2008解析GB50174-2008解析GB50174-2008解析GB50174-2008解析GB50174-2008解析GB50174-2008解析GB50174-2008解析GB50174-2008解析GB50174-2008解析GB50174-2008解析GB50174-2008解析GB50174-2008解析机房节能与环保机房节能与环保机房节能与环保机房节能与环保机房节能与环保机房节能与环保机房节能与环保机房节能与环保50PUE建造手段2.5冷热通道布局+下送风+风冷+50%负载率+工频UPS2.4冷热通道布局+下送风+风冷+50%负载率+高频UPS1.9冷热通道布局+下送风+冷冻水外机+50%负载率+高频UPS1.7冷热通道布局+精准送风+冷冻水外机+70%负载率+高频UPS1.5冷热通道布局+水平送风+冷冻水外机+50%负载率+高频UPS+EC风机1.4冷热通道布局+冷通道封闭+水平送风+冷冻水外机+70%负载率+高频UPS+EC风机1.35冷热通道布局+冷通道封闭+水平送风+冷冻水外机+70%负载率+高频UPS+EC风机+自然冷却1.25冷热通道布局+冷通道封闭+水平送风+冷冻水外机+100%负载率+高频UPS+EC风机+自然冷却（大于5000小时）机房节能与环保建设方式➢数据中心的机房的面积为11.1*5.8≈64平米➢取每个机柜的占地面积为中间值3.5m2/台数据中心可安装机柜：64m2÷3.5m2/台≈18台机柜（实际安装24台）机房配置计算举例服务器为双电源输入，UPS系统为双总线设计，选用HIFT系列120KVAUPS2台。电池后备时间按2小时计算：每台配置12V100AH*3组。电池柜：DBC20A*12台机房配置计算举例数据中心的服务器总功率为：取每个机柜服务器容量3KW/台，那么数据中心服务器总功率为：24台机柜×3KW/台=72KW机房配置计算举例1、服务器机房配置：Qt=72KW+0.15KW/m2*64m2=82KW最少需配置80KW精密空调2台（一台冗余）2、UPS室配置：Qt=240KW*0.1+0.15KW/m2*40m2=30KW最少需配置30KW精密空调1台（未考虑冗余）机房配置计算举例柴油发电机容量=120KW*1.5+(160KW+30KW)/3.5*2+5KW=300KW需要配置一台300KW的柴油发电机。机房配置计算举例机房配置计算举例关于UPS”工频机”和”高频机”市场上将UPS分为”工频机”和”高频机”“工频机”主要特征：整流器功率器件采用可控硅；逆变器采用有变压器的电路结构；逆变脉宽调制频率通常低于5K赫兹工频机UPS主电路关于UPS”工频机”和”高频机”“高频机”主要特征：整流器功率器件采用IGBT；逆变器采用无变压器的电路结构；逆变脉宽调制频率高于5K赫兹。高频机UPS主电路==PFC整流：降低输入电流谐波成分完成AC/DC变换并提升电压+384V-384VDC/AC逆变器直接4线输出两类UPS的技术比较项目高频机工频机单机容量范围1K-300K（最大500K）10K-800K输入电压范围±20％－±25％±15％输入功率因数0.96-0.990.8-0.96输入电流谐波失真THDI3%-7%5%-30%逆变器调制频率5－20KHZ2-5KHZDCBUS电压560-800V120V-540V主要功能电路整流及升压电路；逆变器电路；旁路电路；通讯显示电路；充电及升压电路；电池接通电路；直流平衡调整电路；整流器电路；逆变器电路；旁路电路；通讯、显示电路整机效率94％－96％85％－93％充电容量几安－几十安（个别一百安以上）十几安－几百安占地（500KVA）约1.5㎡约3㎡UPS框图－－没有区别维修旁路静态旁路整流器逆变器蓄电池•组成：整流器、逆变器、蓄电池、静态旁路、维修旁路－－都是相同的，没有功能上的区别两种电路结构UPS的部分性能比较负载率40%100%UPS12脉冲UPS高频机12脉冲UPS高频机输入功率因数0.890.990.930.99THDI14%5%8%4%效率89%95%91%95%两种电路结构UPS的部分性能比较输入谐波、输入功率因数和效率工频机UPS运行费用偏高运行成本的比较UPS1容量400KVA，效率92％，满载输入功347.8KWups2容量400KVA，效率95％，满载输入功率336.8KW一年有8760小时每度电价格0.8元UPS1每年比UPS2多支出的电费为：（347.8－336.8）×8760×0.8＝77088元用能效比为3：1的空调平衡这个发热量还需要支出77088/3＝25696元总运行费用多支出77088＋25696＝102784元用户为什么还会选用传统机型高频机投入市场初期的不良运行记录工频机可靠性在理论上高于高频机对UPS内置变压器的功能理解不完全没有把环保、节能、运行成本放在很重要的位置模块化UPS的可靠性1+1冗余并机和4+1模块化冗余并机的可靠性差别及与负载量的关系可靠度R(t)100%负载75%负载50%负载UPS单机或功率模块0.990.990.99单机1+1冗余0.99990.99990.9999模块化4+1冗余0.9990.999990.99999995模块化UPS的可用性1+1冗余并机和4+1模块化冗余并机的可用性差别及与负载量的关系可用性A(t)100%负载75%负载50%负载UPS单机（MTTR=8h）0.99990.99990.9999功率模块（MTTR=1h）0.999990.999990.99999单机1+1冗余0.999999990.999999990.99999999模块化4+1冗余0.999999992≈1≈1模块化UPS单机功率较小模块两种结构形态：•机架容量做大（640K）•并机实现大容量（1200K）适合中型机房使用：•1000平米以下机房•200个机柜的机房3NUPS供电方案典型DRUPS系统（分布式冗余，负载率66%）2NUPS系统（负载率50%）1200K的负载若选用3台600K的UPS供电，那么最多允许1台UPS故障，实际上是一个2+1的系统，它的可靠性是0.9996（3个9）。若选用4台600K的UPS组成传统的双母线系统，它是一个2*2的系统，可以允许2台UPS故障，它的可靠性是0.999996（5个9）。若选用6台400K的UPS组成传统的双母线系统，它是一个3*3的系统，可以允许2-3台UPS故障，它的可靠性将更高。所以选用“UPS三角形供配电方案”的条件之一是：允许降低系统可靠性。降低了系统可靠性1200K的负载若选用3台600K的UPS供电，需要将负载平均分成3份，每份400K，否则任何一台UPS故障，都会有另外一台UPS超载。但由于每台服务器的功率不一定一样，每个机柜的功率也不一定一样，再加上其它应急照明、监控等需用UPS电源的设备，同时还要考虑后续的扩容、维护等动作，实际上要做到将3份负载始终均分，是不可能的。降低了系统可靠性服务器的双路电源实际上是不能保证电流均分的，这样的话，1200K的负载若选用3台600K的UPS供电，即便是将静态的负载功率均分了，正常运行情况下也不能保证UPS各带67%的负载。若一台UPS坏了，更不能保证另两台UPS的负载都是100%。为了避免这种情况发生，还是要扩大UPS的容量或者数量，所以少配一套UPS的目标还是达不到。降低了系统可靠性谢谢王鑫1367103125474