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杭州福双科技有限公司
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整体机房

  一、 模块化数据中心系统规划设计
  1.1概述
  传统数据中心是“固态的”,缺乏灵活性和扩展性,随着业务的发展和应用的增加,传统数据中的弊端逐渐显现。巨大的电力损耗数据中心的运行需要大量的电力,但是由于早期建设的时候没有很好地考虑用电问题,很多数据中心的PUE,也就是消耗的能源与it负载使用的能源比都比较高,国内传统数据中心的PUE都在2-3左右,以200千瓦的数据中心为例:每年的电力消耗约350万元,而其中175万竟全部浪费在核心负载之外,这对任何企业而言,都是一笔巨大的开支。灵活扩展难,传统的数据中心在署制时基本是“一项目一部署”和“一机一应用”,部署缓慢,密度低。而且服务器与供电、制冷等辅助模块严格绑定,使得扩展很难,且牵一发而动全身。到后期,随着业务的发展、应用的增加,使得数据中心系统需要更多的管理软件,系统也愈发冗余,配电、制冷都已经不能满足需求,这时不得不对整体系统进行重新设计,进行扩展。微模块数据中心,是按照行业标准对数据中心场地进行模块化划分,即把整个数据中心分为若干个独立区域,每个区域的规模、功率负载、配置等均按照统一标准进行设计。真正的模块化数据中心,制冷、供电及管理系统都应实现区域化、模块化,互不干扰,可以独立运行,无共享部分,模块化给数据中心带来了一系列的优势。系统节能,电源转换率高达95.4%由于采用标准化的接口和模块化架构,极大节省电能。采用列间空调,在近热源直接送风,这样气流通路较短,而且制冷更为精准,解决了局部热点的问题。将列间的冷通道封闭隔离,冷热气流互不干扰,避免的气流串扰而导致的热岛效应,避免了风量和冷量损耗。相比传统机房,微模块数据中心制冷效率提升12%以上。提高建设效率、缩短建设周期50%以上。智慧管理,降低人员技术要求,提前发现问题,把隐患排除在萌芽状态。解决传统数据中心基础设施存在的不足,提高公司数据中心解决方案的竞争力。
  1.2 系统概述
  xxxx项目。共计xxxx套微模块,机柜数量为xxxx台。微模块采用A级供电架构,每个微模块配置2台列头柜、其中1台含空调配电柜为一体、xxxx台37KW水平送风空调,机柜按平均4KW负载考虑。
  1.2模块化数据中心系统设计依据
  (1)GB7251.1-2013:低压成套开关设备和控制设备第1部分
  (2)GB7251.3-2006:低压成套开关设备和控制设备第3部分
  (3)IEC60529:2001:外壳防护等级(IP代码)
  (4)IEC60439-1:1999:低压开关设备和控制设备组件第1部分
  (5)GB 14048.5-2001低压开关设备和控制设备第5-1部分控制电路电器和开关元件机电式控制电路电器
  (6)GB/T 7251.8-2005《低压成套开关设备和控制设备智能型成套设备通用技术要求》
  (7)GB50174-2008 《电子信息系统机房设计规范》;
  (8)GB50462-2008 《电子信息系统机房施工及验收规范》;
  (9)信息安全技术信息系统灾难恢复规范(2007);
  (10)★江苏电信动环监控系统数据配置规范V2.9
  (11)★江苏电信动环系统监控信号字典表V2.9
  (12)《智能建筑设计标准》(GB/T50314-2006);
  (13)《智能建筑工程质量验收规范》(GB50339-2003);
  (14)《供配电系统设计规范》(GB50052-2009);
  (15)《低压配电设计规范》(GB50054-2011);
  (16)《综合布线系统工程验收规范》(GB50312-2007);
  (17)《综合布线系统工程设计规范》(GB50311-2007);
  (18)《通讯机房静电防护通则》(YD/T754-95);
  (19)《电磁辐射防护规定》(GB8702-88);
  (20)《防雷及接地安装工艺标准》(322-1998);
  (21)《建筑电气工程施工质量验收规范》(GB50303-2011);
  (22)《建筑设计防火规范》(GB50016-2014);
  (23)《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB50736-2012;
  (24)《通风与空调工程施工质量验收规范》(GB50243-2002);
  (25)《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008
  (26)《电子计算机场地通用规范》GB/T2887-2000
  二、 模块化数据中心系统设计及系统特点
  2.1XXXX微模块机房布置
  2.1.1布置图
  XXXX采用微模块建设模式,本期共新增XXXX架数据机架,单机架平均功耗为4kW, XXX个微模块。


  2.2 XXXX微模块系统组成
  系统由动力配电+UPS+列头一体柜、机柜系统、布线系统、精密空调系统、监控系统于一体的模块化整体解决方案。 采用模块化、一体化机房解决方案、模块化建设可带来高可靠、弹性、开放、绿色的数据中心,既满足当前应用需求,也支持未来快速的横向、纵向扩展。

 

  2.3微模块系统布置
  微模块有XXX台机柜、XXX台空调、配电+列头+UPS一体化柜、走线系统等组成,具体布置如下。


  2.4快速灵活部署
  1、降低安装难度和复杂度,缩短施工周期
  2、降低运行管理复杂度,提高运行效率
  3、降低运行故障率,减少运行工作量
  4、降低运行成本
  2.5采用标准化设计
  1、降低采购谈判的复杂度
  2、降低供货周期
  2.6完善监控系统
  可通过多种传感器,实现对机房内各功能模块的不间断监控;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。
  2.7 集成一体化、高兼容性
  采用先进成熟的技术和设计理念, 通过预工程化设计,将机房各子系统形成有机的结合,各接口定义清晰标准,供应商渠道统一品牌,确保机房上游的级联配合,达到高集成度、高兼容性,确保机房的安全稳定可靠运行。
  2.8高效节能、节能减排
  采用配置EC风机的水平送风高效率空调、冷热气流管理等手段整体实现高效节能,使得机房的整体运行成本降低,实现绿色数据中心的规划。计算机机房应充分体现环境保护的意识,加强环保措施,采用绿色材料,使其真正体现现代化计算机房的风范。
  2.9产品其它优势
  (1)微模块采用上走线形式,模块内走线架采取机柜顶置的方式,位元于模块顶部,在机柜上方固定强、弱电分离。线槽采用A级冷轧钢板,全封闭线槽有效的保护线缆、防止干扰提高系统运行可靠性。
  (2)冷通道封闭设计,采用水平送风风冷型空调。冷媒管、冷凝水管采用下走。
  (3)微模块底座采用模块钢架结构,模块式拼装,满足搬运安装灵活、外形美观的要求。底座颜色与机柜统一,预留接地端子和并柜孔位。底座工业生产组装后误差小。
  (4)微模块供电系统配置C两级防雷系统。
  (5)监控系统上位机与微模块连接采用即插即用的方式,分配IP地址即可通讯。
  (6)空调、机柜、配电外形尺寸,颜色完全一致,柜体一次成型。
  (7)微模块均为自主研发生产,公司掌握核心技术。
  三、模块化各系统详细方案介绍
  3.1 微模块气流抑制方案
  微模块隔离冷通道门采用全自动开启模式。开门方式是通过门禁密码+刷卡+遥控。在冷通道内部还可以通过开门按钮来把门打开。当机组工作电源异常或消防报警时,用户还可以用手推开冷通道门。模块化数据中心采用独立的冷却系统,来满足此功能区冷却需求。模块数据中心机柜布局为冷通道,采用水平送风空调,所有空U的机柜空间安装盲板, 95%左右的冷风可以直接送到冷通道内而进入服务器机柜,所有机柜排出的热风被空调机组吸回,热风不再进入到机柜的前面。模块数据中心全封闭式冷气循环系统环境,提高空调使用率,达到节能降耗的效果。模块化数据中心顶部设置部分开启扇,开启面积为冷通道顶部面积的80%以上,由于机房采用气体灭火系统,当火灾系统启动时,冷通道的顶部开启扇部分开启,冷通道末端的玻璃门门磁失电,进行灭火。模块化数据中心消防联动系统采用自动控制功能,并把状态信号反馈给消防中心。自动状态下,通过消防控制中心信号让冷通道的顶部开启。


  3.1.1、气流抑制方案特点
  1)、模块化设计与安装
  冷通道产品采用单元模块式设计思想,以相对应的两台机柜占用1个单元,每个单元均能独立安装与拆卸,并能与相邻的单元紧密连接,方便拆装。同时也适应了对通道上面的其他设备进行维护与管理。整套系统的所有安装都是通过工厂加工成模块化的形式到现场。方便安装。
  2)、密封性好
  冷热通道顶棚模块之间的连接紧密,两顶棚间可实现无缝搭接。通道头尾安装的全自动系统平移门与机柜侧面之间采用的是密封性好的密封毛条。门框与侧板之间使用密封性好的密封条毛条,既保持了美观性,又可以防止冷通道的冷气泄漏。
  3)、安全性强
  冷通道门和顶板材质均为冷轧钢板和钢化玻璃组成,不易燃、不助燃,符合消防要求,安全性高。
  4)、人性化开关门
  全自动门具备延时关门装置,可通过控制器延时来控制开门和关门,防止人员进入后因忘记关闭通道门,造成冷气泄露。
  5)、透光性好
  顶棚、通道门均采用透光度强的钢化玻璃,同时两顶棚模块间均预留照明接口,可安装1根1200mm长灯管,完全满足机房照度要求,照明灯采用自动控制,人来灯亮,人走灯延时灭。
  6)、定制化强
  我们可以根据客户现场的不同需求,来定制出不同的系统模块,可适应不同的冷热通道场合,单通道、双通道、以及遇到大楼石柱的情况都可以随时改变设计方案。
  7)、智能化程度高
  冷通道顶板按照翻转设计,通过智能控制箱与消防进行联动,收到火灾信号时顶板打开,消防气体进入通道灭火。且不与现有的消防系统发生冲突。
  8)、消防联动
  冷通道系统顶棚模块采用翻转设计,使顶棚模块在正常的状态下始终保持在水平位置,当其接收到消防输出信号时,天窗全部下翻。
  9)、减少冷气外泄功能
  为了尽可能的减少冷空气与热空气混合,而带来的不良效果。我们在设计时就考虑过在以下四个方面避免其接触间隙:
  (1)、冷通道顶棚模块与冷通道隔离模块之间;
  (2)、冷通道门与边缘机柜之间;
  (3)、冷通道活动门与冷通道侧板之间;
  (4)、冷通道门与静电地板之间;
  10)、模块化安装功能
  冷通道系统的所有组件都是按照模块化的设计思想来做的,在工厂工人按照模块化要求对相关的组件进行组装与打包,到达现场后,施工人员将模块化组件按照安装手册则进行现场拼接,只需要几步,就可以快速的完成现场安装与布置;
  11)、防碰、防撞、防夹伤功能
  冷通道系统两端的平移门采用的是铝合金型材框架,颜色与机柜颜色一致,保持与机柜的颜色一致,并且在活动门的中间贴有防撞其机组除具备操作简单、平稳、噪音小的特点之外,还具备防碰、防夹伤的功能。就是当有人进入门边,而这个时候正好有人通过别的方式把门关闭,当门遇到有阻碍物时就会立即打开。
  12)、防误操作、提高用户作业安全功能
  该功能主要与消防模块的动作有关。当由于消防模块、顶棚电源断开、消防信号的原因,产生误操作,使得顶棚模块本来应该是正常时的水平位置,突然间部分顶棚模块变成了异常时的垂直位置。这个时候正好有人在通道内部作业,如果没有考虑到这个问题,就会碰到作业人员,而发生不必要的事故。而我们所设计的产品是顶棚模块就算是掉下来也不会碰到人,因为它最下端与机柜顶部还留有10-20mm的间隙。
  13)实现合理设计气流组织、可以有效减低PUE值
  封闭冷通道是解决数据中心中气流组织、高热密度机柜冷却问题的有效办法。封闭冷通道后可有效改变机房内冷热气流混合,同时在需要冷空气的位置形成冷区,减小了制冷面积,同时冷区为密闭空间,冷原仅能从设备进风位置排出,从而可适当降低室内风机用电量,达到节能的目的,降低机房PUE值。
  3.2冷通道天窗模块
  3.2.1、模块简介
  冷通道顶棚是对冷通道上部进行封闭所设计的一个模块,减少冷气从冷通道上部回归到空调的回风系统中去。它由两个部分组成:固定组件以及翻转组件。同时配备了防冲击以及防缓冲组件,使用其在接收到消防信号时不会出现来回摆的情况。


  3.2.2、模块特点
  天窗全部下翻
  两扇300款的天窗全部下翻,减小对机房层高的要求,有效高度为2.3米。天窗翻转与上走线系统不干扰,走线系统下的天窗也可以打开,增大了天窗开启面积,提高消防系统的可靠性。
  模块安装、实施方便
  模块在工厂已经安装好,到达现场后只需要将模块直接放在隔离模块上,每个顶棚使用2颗自攻螺钉即可固定。
  具备快速动作的特点,符合消防要求
  转动轴设在偏离中心轴20mm的位置,当消防模块动作后可以快速的掉下,符合消防联动的要求
  具有缓冲、防冲击的功能
  固定组件上设置有防冲击与缓冲组件,使得翻转组件打开时会慢慢下落,不会产生很大的冲击,影响到翻转组件对玻璃的震动。
  3.3 冷通道全自动门
  冷通道门由铝合金平移门以及平移门主机两大部分组成,采用中间两扇活动门,两侧使用侧板盒子将其内部围起来。当门打开时,其两个活动的门应该藏在门盒内。同时为了适应不同用户的需求,我们设计了两套不同的平移门主机来对冷通道门进行开启与关闭。


  1、功能特性:
  智能性
  顺应当代科技新潮,以用户为本,便捷操作,整体精心规划,配置多项智能及保护装置。自动门的控制系统采用内置微电脑芯片,经编程后能自动设定控制过程。用户只须选择理想的开闭速度和开放时间,自动门即能持久保持最佳状态。智能程度大为提高。
  安全性
  设有安全传感装置,消除了夹人的隐患,即使有人推拉门扇,也不会出现程序紊乱状况。独特的电锁功能,可按需要控制进出人员。另可选配备用电源,可在外电源断电时使自动门继续运行并保持在设定状态,确保人员安全。
  可靠性
  专业机械传动设计,特别配制高效无刷直流电机,具有使用寿命长、力矩大、噪音低等特性,配装先进的导轨和滑轮,门体运行更平稳可靠。
  环保性
  为保持整体环境的安静状态,对动力梁结构作了新概念设计,加上新材料的运用,将不会引发共振传导,因此门扇运行更轻快,噪音更轻微。
  节能性
  在门体完全关闭后,保持紧闭状态,在空调环境和外界结合部,可使空气流通量减小到最低程度,节省冬夏两季的冷暖费用,保持恒温、恒湿。
  方便性
  开启灵敏,闭合及时,转换快捷,人流进出无须动手,省力、轻便。装卸简便、快捷。
  实现对冷通道两端的防冷气泄漏封闭
  该模块的主要作用就是为了实现对冷通道两端的密闭性封堵,其设计当中增加了很多的密封处理手段,比如说门与侧板之间,门与地板之间、门与机柜之间等多处都使用了密封组件来完成此类功能。
  不占用冷通道外的空间
  为了增加机柜列与列之间的活动空间,设计了平移门的立体空间不能超过150mm,即使打开门也不能超过这个尺寸,同时其最高的高度也不能超过机柜的高度200mm。
  开关门方便
  由于冷通道门使用的是半自动门主机与全自动门主机,其二者的功能特征使得我们在打开与关闭门的时间显示非常的轻松自动,不需要费很大的力气。
  高度、颜色与机柜保持一致,整体协调
  该模块最明显的一个特征就是它的整体颜色、高度与机柜保持了一致,且外观作工精细、美观大方,整体看起来非常协调。
  系统运行稳定、噪音小、安全性高
  冷通道门使用的两套主机都具备运行稳定、噪音小、安全性高的相应特征。
  3.4 冷通道支架
  底座支架采用模块设计,采用2mm的冷轧钢板冲压而成精度小于3mm。现场可以快速安装,节省人力,不需要现场动火提供安全性。

 

  3.5、智能照明
  微模块照明亮度为500LX,智能灯光控制,方便人为控制、降低能耗。灯具安装无需工具,即插即用。


  3.6、柱子解决方案
  柱子处理美观大方,进入通道外观一致提高系统美观度。



柱子在通道内
柱子在通道外

  3.4单通道解决方案
  该模块是为了适应在项目当中出现单排机柜与墙面组成的冷通道系统的情况,这个时候因为少了一列机柜,但又要封闭冷通道,更为麻烦的是我们又不能对墙面有任何的动作与破坏。我们经过多个项目的实践,设计出一套既好安装,又牢靠的M型支撑模块。


  3.4.1、结构简单、安装方便
  该模块主要是由方管以及支撑角码所构成,没有复杂的结构特性,安装的时候只需要把M支架的上下端的角码用自攻螺钉固定好即可,运输、安装都方便
  3.4.2、牢靠、稳定、安全
  为了使得模块能够不对机房墙面做破坏与动作,我们根据力学原理设计出的M型模块不但牢靠,而且还稳定,安全性高。
  3. 5微模块机柜方案
  DELTA服务器机柜是定位于高端的服务器/网络机柜,重载设计、满足高密度/中低密度使用的机柜,机柜尺寸600mm*1100mm(含热通道封闭模块)*2000mm(宽*深*高),具备先进的通风、电源分配、线缆管理及安全性能,为IT环境的服务器、网络设备及电信应用提供高可用的物理环境空间保护。
  3.5.1机柜突出性能优势 
  外形更精致
  - 艺术化前门设计,保证设备通风散热的同时,为数据中心提供简洁、优雅的环境 
  - 1100mm 的深度设计,满足各种最新型机架式IT 设备安装的需求
  散热更快速
  - 全开孔前、后门设计,75%的通风率达到业界最高标准 
  - 全面满足要求苛刻的服务器散热的需要,消除机房内“局部热点
  - 专用的气流通路,使得机柜内部的IT设备的可以顺畅的散热,保证机柜内 的热空气可以按照设定的通路高效的流动,最大化的提升制冷的效率,提升机柜的使用率 
  布线更简单
  - 顶部、底部多个线缆出入布线通道封闭口,保证足够的布线空间 
  - PDU安装于后立柱内,不占用有效空间,合理定制布线方式,安全可靠. 
  - 配合顶部布线槽、梯架系统,实现快速部署、成本优化的顶部布线方案 
  - 机柜后部“专用布线通道”设计,数据、电源线缆各行其道,更安全更可靠
  - 机柜内部无缝连接,保证方便快捷的增减线缆,有效降低的维护的复杂性
  3.5.2模块化数据中心走线方案
  采用全封闭线槽,实现了强弱电的分开部署,避免干扰。由于采用的是预工程化的设计,在工厂内部完成线缆桥架的制作生产,在现场安装只是简单的进行插接,不需要任何工具,也不需要像传统的上走线桥架一样,与天花板进行连接,可以大幅的提高工程施工的进度,缩短工期,节省施工成本。


  3.5.3模块化数据中心机柜配电方案 
  机柜专业的,大容量的电源分配设计, 单条PDU可以达到4KW,最大输出接口可以达到20路,保证高密度安装的配电需求,后部专用配电通道设计,实现大容量、免工具快速配电设置 提供多种输出插座, 方便用户的各种应用 。
  3.6 空气调节系统方案
  机房空调设备在设计之初就选用节能部件高效涡旋压缩机、无级调速EC风机、电子膨胀阀等。机房空调设备的能耗主要由5部分组成:压缩机能耗、加热器能耗、加湿器能耗、冷凝风机能耗、蒸发风机能耗。其中压缩机能耗最高,采用高效节能的涡旋压缩机比采用普通压缩机节能约30%,且使用寿命更长,故障率更低;而蒸发风机的使用时间最长,为了保证数据中心内的IT设备正常散热,即便压缩机不工作,蒸发风机也需要全天工作,所以采用节能的风机非常必要。EC风机采用直流供电,高效EC电机驱动,无涡壳外转子风机叶轮,具有高效、低噪、无级调速等优良品质,比普通风机节能约30%。
  3.6.1水平送风精密空调特点
  采用水平送风方式,靠近热源制冷,送风均匀且无温度梯度,可以有效解决高密度机柜散热难题;
  室内风机采用德国进口的EC风机,高效节能,可依现场负载自动调速;
  室外风机采用直流驱动的轴流风机,根据机房内工况变化自动调速,降低空调运行能耗的同时,实现无调速装置的无级调速;
  采用变频压缩机设计理念,压缩机功耗随机房负载变化而变化,最大程度上降低机房空调系统运行能耗;
  采用3~5个温度传感器,用于侦测送风温度、远端机柜温度、回风温度等,实现按需送风、按需制冷等节能功能;
  配置高、低压保护开关、高压传感器、压缩机温度等保护元件,确保系统运转正常,若有异常可提早告警,降低维修所需时间
  采用Fuzzy温湿度控制,机组可依现场情况自主调整,减少人员安装调试所需要时间
  采用可清洗式高效滤网,过滤等价达到MERV8;
  采用5米扬程的冷凝水排水泵,及时将冷凝水排出机房,降低机房漏水的概率;同时配置漏水告警绳,若发生冷凝水溢出,随时通知用户采用冷媒管上接或下接的双进出管配置,可解决机房无架高地板或机柜上方空间不足时管线布置问题。
  3.6.2水平送风精密空调参数表

HCH6360

单位

参数

制冷量

KW

37

输入电源

3ph,50/60HZ,380 V±10%

风量

M³/H

7800

冷媒铜管管径

气管DN22、液管DN16

冷媒

               R410A

风机

2

EC风机

控制系统

温度±1℃

微电脑控制

显示系统

4LED灯

4*16LCD显示器

外形尺寸

600(宽)*1090(深)*2000(高)

  3.8 微模块供电系统
  “电源+列头一体”模块化UPS,这款产品同时兼具最佳可靠度、优异效能和卓越用电效率,无疑是中、小型数据中心的绝佳选择。信息科技的运作是企业运营的关键环节,持续运行则是数据中心的主要考虑。最顶尖的数据中心务必保持最佳可靠度,方能持续执行关键任务,确保企业正常运作。由于数据量和能源成本日渐增加,数据中心设备对能源的需求势必有增无减。以资本投资的角度来看,数据中心能否保持高用电效率和弹性扩充规模是关键的考虑要素。DPH是一套模块化不间断电源系统,能满足中、小型数据中心所需的最佳用电效率和可靠度,又能降低总体拥有成本,是企业的理想选择。
  “电源+列头一体”模块化UPS,为数据中心提供了按需成长的电源系统。作为模块化UPS的代表,具备单机架扩容和系统并机扩容两种,大大提高供电系统的可靠性及扩容方案选择性,有效降低初期投资。可组成高达600KW最高等级的供电系统,以电源模块为25KW扩容,方便一人安装。并机时以75、150KW系统分别配置上下断路器,有效保护供电系统;防止以最大需求机架配置断路器,前期带载小出现大马拉小车现象,如过载会延长断路器跳闸时间,降低系统可靠性。


  3.8.1产品特色
  单机架150KW,可内置2个80KW的智能配电模块,单模块输出18个回路,可配置16A、20A、32A断路器。
  单机架75KW,可内置1个80KW的智能配电模块,单模块输出18个回路,可配置16A、20A、32A断路器。
  智能配电模块输出回路为热插拔。
  热插拔控制模组、静态开关模组及电源模组,可实现在线式维护,减少系统维护时间,单机系统容量(25~150kW)。
  输入功率因数>0.99,输入谐波电流失真<3%,可节省安装成本并减少市电污染的影响。
  输出功率因数为1,即150KVA 相当与150KW的输出,相当输出功率因数为0.8的200KVA UPS!特别是满足功率因数高的负载,兼容负载功率因数超前0.5到滞后0.5的所有负载无需降容,这对于现代IT负载具有重要意义!
  整机效率> 96%,可节省运营成本。
  输入电源范围:140Vac~276Vac,可减少电池放电机率并延长电池寿命。
  UPS 在无市电输入时,允许由电池启动,可输出稳定的交流电力。
  自动侦测输入频率,输入频率可为 50Hz 或 60Hz。
  提供"经济模式":当输入电压在额定电压±10%以及输入频率在额定频率±5Hz范围内,UPS将於旁路模式运行。若超出范围外则切换至正常模式,以提高UPS 运行效率。
  当 UPS 在旁路模式下,可自动侦测旁路电源,若在额定范围外 ( 默认:电压 ±10%,频率±5Hz),将关闭输出以保护负载。
  单/双回路输入功能,提高系统输入可靠性:
  1.内建手动旁路断路器及手动旁路模式自动侦测。
  2.外部手动旁路断路器状态侦测。
  逆变器自动恢复:
  1.UPS 的逆变器在低电池电压关机后,交流电源恢复时,可自动重启。
  2.当超载或短路情况解除时,可由旁路静态开关自动转回逆变器输出。
  突波抑制和电磁干扰滤波功能。
  可外接多组外接电池箱 ( 选配 ),以延长电池模式的运行时间。
  智能型充电器设计可实现自动或手动强制均充,缩短充电时间。
  近端和远端紧急关机功能。
  多种通讯界面及通讯卡插槽供监控使用,可选购 SNMP 卡 (IPv4 或 IPv6)、继电器 I/O卡或ModBus 卡提供网络、额外干接点、或ModBus 通讯功能。
  准配备系统通讯接口 :透过随机附赠软件“UPSentry 2012”来监控管理UPS。
  内建 SRAM,可记录多达 3000 笔事件记录。
  3.8.2、系统特色
  1、柜体采用IT风格的机架,机房整齐一致、美观;
  2、系统可内置6台电源模块和2台配电模块,一台设备可取代传统UPS+列头柜,节省安装空间。
  3、内置可插拔维护的150kW静态旁路模块;内置输入输出配电开关和手动维修旁路;
  4、内置智能服务器电源管理系统,可检测每一路分支的开关状态、电压、电流、功因数、谐波、用电量,并设定2级负载电流预警;
  5、可选配可安装18路空开的插拔式配电模块,可随时扩容,用户根据实际需求随时增加。
  3.8.3、系统工作原理
  市电正常时,首先将市电转化为直流电给UPS电池充电,同时逆变器将此直流电逆变为交流电为负载供电,由于市电经过了交流到直流、再到交流的转换过程,所以市电中原有的干扰和脉冲电压成分已经过滤得非常干净,由于逆变电路始终在工作,所以当停电时,UPS能马上将其存储的电能通过逆变器转化为交流电对负载进行供电,从而达到了输出电压零中断的切换目标。交流市电无法正常供应电力时, UPS会自动由正常供电模式转态到电瓶供电模式。若系统遇到异常情况,功率模块会自动保护锁机,如此时 UPS 侦测备用电源供应正常,则UPS会自动转态备用电源供电模式。使负载供电不会中断。当逆变器异常状况排除后,UPS会自动从备用电源供电模式转态回正常供电模式。在UPS需保养或检修时,此时在确定备用电源供电正常下,可用人工方式将其供电模式转态到维护旁路供电模式,在此供电状态下,可将UPS内部电源完全切除,此时UPS主机内并无电源,以保障维护人员安全,且对负载供电正常。原理图见下:


  3.8.4、DPH产品特点介绍
  1)系统可内置配电单元
  标准19英寸机架式的配电模块,高度4U,内置18路ABB微断开关,可选装10A-32A,开关模块可热插拔,内置开关状态和电流检测装置,模块可热插拔。机房建设对节省空间要求越来越重要。传统的机房建设需要配置一台独立的列头柜,如采用“电源+列头一体”模块化UPS节省一台机柜的占用空间,降低投标提高系统可靠性。


  2)系统可4台并机
  数据中心建设以150KW机架为单位根据需求随需扩容,可4台机架并联,实现2N+1供电系统,系统带载高达575KW(冗余一个模块)。DPH可扩充的架构能优化资本支出,不会发生供电容量供过于求的问题。就算企业营业量不断成长,还是能满足电力需求并提供不间断的服务。电源模块采用即插即用设计,只需适时使用适量的投资资本,就能进行纵向和横向的供电容量扩充。在单一机柜的表现上,DPH可以直接将25kW提升到150kW,支持单一机柜的N+1 或N+X冗余架构。DPH可以因应企业成长而弹性调整规模,只要并联4台即可完成扩充,不需另外加装硬件。DPH能够满足您的需求,你不必支付过高的原始投入成本,也不必牺牲供电容量,让我们帮您避免资金过量导致的浪费。


  3)系统带载高达100%
  DPH输出功率因数为1,带阻性负载高达100%。比传统输出功率因数0.8设备,多带25%的阻性负载。该UPS机柜最多可安装8个25KVA/KW功率模块,形成200KVA N+1冗余输出。内置公用的200KVA静态旁路模块,可热插拔更换。为全模块化设计结构,特别是输出功率因数为1,即200KVA 相当与200KW的输出,相当输出功率因数为0.8的250KVA UPS!特别是满足功率因数高的负载,兼容负载功率因数超前0.5到滞后0.5的所有负载无需降容,这对于现代IT负载具有重要意义!DPH在发挥全功率时(功率因子=1,kVA=kW)可以提供负载最大供电容量。相较于输出功率因数为0.8和0.9的系统,DPH的功率分别超出25%和11%。除此之外,全功率的功率因数拥有更「强劲」的逆变设计,可以为负载提供更佳的电源保护和电源质量。


  4)系统可用性高达6个9
  DPH拥有最大运行时间10万小时,系统修复时间小于5分钟,可用性高达6个9(99.9999%),能以最佳方式降低总拥有成本。使用传统UPS有任何问题时,必需等待技术人员到现场诊断故障、确定是否必需更换备件。 如果需要更换备件,那么必须确定备件的位置。 如果需要把备件装运到现场,技术人员可能还需返回公司。 在传统系统中,通常有 3 种等级的备件,客户要储备这些备件就需要极大的代价。DPH采用模块化热插拔结构,结合其先进的智能容错技术,可以大大降低UPS的维修时间,提高系统的可用性。


  5)系统热插拔高达100%
  当控制模块、静态开关模块、电源模块发生故障,可在线热更换系统正常运行。


  6)共用电池组
  当多台UPS并联时,为了降低成本及节省安装空间,UPS可共享一组电池(如
  当多台UPS共享一组电池时。 共享电池时,在UPS LCD画面设定中”电池AH”及”电池充电电流”应以实际AH数及所需充电电流值除以并联UPS总数来设定。例如:两台UPS并联,共享一组100AH电池,欲将充电电流设定为12A时,设定方式为:分别将两台UPS”电池AH”设定为50AH,并将两台UPS”充电电流”设定为6A。


  3.8.5、客户价值
  1)按需投资
  由于IDC机房的特殊性,负载的增加并不一定会完全按照用户的预计来增加,经常会发现,用户按照预计先购买了很大功率的UPS供电系统,运行几年后负载量才30%左右,造成资金的大量占用和浪费。DPH能随意按照负载的增加而采用的UPS电源。
  2)缩短安装周期
  由于DPH系统采用模块化热插拔的结构。产品运到现场以后,无需复杂的安装过程,只需要将模块插入相应的插槽内,从而可以大大加快在用户现场的装配速度,减少施工时间。对于以后负载的扩容非常方便。
  3)提供预测性故障分析
  预测性故障分析过去一直是数据中心电源系统难于实现的。 客户一直依赖于劳动力密集的预防维护操作、红外线探测等作为他们检查核实潜在问题的方法。DPH电源系统具备足够的智能,能够在故障实际发生前发现这些故障,并提供相应的告警信息,从而避免大故障的发生,提高了系统的可靠性。
  4)降低维修时间
  使用传统UPS有任何问题时,必需等待技术人员到现场诊断故障、确定是否必需更换备件。 如果需要更换备件,那么必须确定备件的位置。 如果需要把备件装运到现场,技术人员可能还需返回公司。 在传统系统中,通常有 3 种等级的备件,客户要储备这些备件就需要极大的代价。DPH采用模块化热插拔结构,结合其先进的智能容错技术,可以大大降低UPS的维修时间,提高系统的可用性。
  3.9、动力配电柜
  3.9.1 系统图
  UPS、空调独立输入,两路市电接入提高系统可靠性。


  3.9.2、配电柜优势
  配电柜采用19英寸标准机柜柜体,配合高通透率网孔前门, 后门使用双开网孔门,与服务器机柜外观一致,保证机房整体美观。
  配电柜采用600mm*1100mm*2000mm柜体。
  断路器选用施耐德品牌,摆脱了熔丝保护的缺点,极大限度的缩短了故障处理时间,使设备使用安全可靠;
  所有支路开关均具备过载和短路保护,性能安全、可靠;
  内设统一零排、地排保证有效接地,表示明显,符合国家规范;
  多样化的进出线方式(上下均可进出线),保证现场使用需求;
  母线采用TMY 型优质电解铜排,铜排纯度大于99.9%,母线的固定应采用阻燃的DMC 绝缘排夹,具有耐电弧,动热稳定性高,机械强度高、耐高温和防潮的功能;
  7寸LCD 触摸显示屏,大屏幕中文显示,监控主路电量、有功功率、三相电压、三相母线温度、三相电流,无功谐波(3-41次电压电流)等,支路:电流、电压、频率、功率,谐波含量(电压、电流)、视在功率,有功电能,功率因数、相线温度、负载百分比等以及所有开关状态;
  提供RS232、RS485或以太网多种智能接口通讯方式和通讯协议,所有配电柜参数信息可全部通过智能接口上传,接入环境监控系统中;
  可以由用户现场在机柜触摸屏上进行备用开关的异常态报警状态设置,避免备用开关误报警;
  可设置多段阈值报警,默认为70%,86%负载百分比。
  提供智能化的管理功能,提前告知机房供电系统可能出现的风险,如系统的过压、欠压、支路断电、过载、过热等各种异常状况。
  3.10、机架列头单元
  机架式智能列头配电(RPDC)灵活解决了计算机房设备的配电问题,不但解决了现场安装的问题,同时也减少了安装时间和费用,这也使得非电气工程师在使用和维护时,也能够容易操作配电系统。


  RPDC“机架式智能列头配电”是面向行间机架式智能配电管理,功率最高可以达到80KW。机架式智能列头配电由4U机箱本体和热插拔智能开关模块组成,可以充分整合在服务器机柜当中,不占用客户宝贵的机房空间。根据配电规模及等级,采用1个或多个安装于一个机架内,用于多列机架或一个机房的配电管理。
  3.10.1、RPDC机架式智能列头配电的卖点
  1、克服列头柜与机柜的不一致性
  一般机房建设机柜和列头柜均由不同厂家提供,虽然招标要求达到一致,但发到现场还是问题出现,高低、颜色等。采用RPDC“机架式智能列头配电”现场只布置同一厂家的机柜,完全杜绝了列头柜与机柜的不一致性。


  2、便捷安装易于扩容
  系统模块化结构设计,智能开关模块采用插拔技术只需5分钟完成安装。用户随着负载的增加,可在线升级至18路输入回路,无需关闭配电系统或影响已有的负载正常工作。传统智能配电柜不具有在线增加开关数量,用户必须一次性的配置好未来几年所需的全部开关,不仅造成大量浪费,而且一旦发生开关数量或型号不满足实际需求,传统智能配电柜必须停电进行设备改造升级甚至只能更换新的配电柜。而RPDC“机架式智能列头配电”可以在带电情况下安全的增加智能开关模块和更换故障模块,用户可以随时按需求配置和安装更换所需的智能开关模块,同时可以在不影响其它开关运行的情况下任意更换故障的模块。这个功能大大提高RPDC“机架式智能列头配电”可用性。


  3、智能管理
  可监测输入回路的电压、电流等信息,并根据用户设置提示告警,可监测支路电压、电流、有功功率、用电量(电度)、负载谐波等,可给分路开关设置2 级电流预警值,降低用户增加负载过载故障。
  RPDC“机架式智能列头配电”内置智能控制器,处理能力极强的嵌入式系统,可以处理包含配电分路开关和等附件的参数数据。具有强大的数据处理功能和网络管理(Web/SNMP)功能,用户不仅可以在液晶显示屏和监控计算机上上读取全部的电压电流和功率因数等参数,还可以通过事件纪录功能了解最近发生的全部事件和故障。只通过一个IP地址方便的管理多台配电柜,管理和监控可以通过IE浏览器和本地显示屏进行,无需其它软件。




  3.10.2、RPDC机架式智能列头配电其它特点
  弹性配置
  • 提供30kVA、50 kVA、80 kVA机型可选择
  • 可选配六个热插拔智能配电模块,最多可接18个分支断路器
  • 可选配浪涌保护器来保护高敏感度设备
  • 可选配输入断路器
  • 可选配SNMP IPv6卡
  高可靠度
  • 可检测任一热插拔智能配电模块的断路器上流过的电力数值
  • 具有电压异常告警和缺相告警功能
  • 具有系统和分支电流监控告警功能
  • 可智能识别所选配的热插拔智能配电模块规格
  • 可智能判断门锁开关、输入断路器(选配)以及各分支断路器的状态
  • 具有远程紧急关机功能
  便利性
  • 配有大型4.9寸LCD面板显示器
  • 内建RS-232接口及智能插槽,可进行远程监控
  • 最多可储存2000笔事件记录
  • 内建六组输出干接点接口
  3.11 微模块监控系统
  3.11.1产品介绍
  每个微模块配置1台12寸电阻触摸屏,G-Touch最新的第四代电阻技术触摸屏与其他电阻屏产品不同之处在于:它以玻璃为基层板,使得透光率更高,反射折射率更适用于使用者。同时,均匀涂布玻璃板底层的导电层把吸附在触摸屏上的静电粒子通过地线卸载掉,保证了触摸定位更准确、更灵敏,彻底解除带电粒子过多引起的漂移现象、定位不准、反应速度缓慢、使它寿命更长,并具备了免维护的能力,防刮伤度也得到极大提高。

主机配置

主板

Intel 1037工业主板

CPU

酷睿 i3  3217U

内存

4G/DDR3

硬盘

SSD固态256G

系统

Win7

接口

VGA×1,HDMI×1,COM×6,USB×4,并口×1,LAN

网卡

内置无线wifi

显卡

集成Intel HD

桌面式使用

可根据用户使用习惯调整屏幕角度(30°-160°)

特点

金属外壳、散热好、体积小,功耗低,功能强,反应灵敏、精准定位

优点

稳定、无偏移,输入灵活 、抗污能力强、高频应用中,精确度高 、产品寿命长

其他性能

可作为点菜/展示产品使用,体积小/功能全面






  3.11.2监控信息
  触摸屏可以显示微模块动力信息、空调信息、环境信息、机柜微环境信息、PUE、安防等。

  

  四、模块化数据中心监控系统方案
  4.1、 EMS监控系统介绍
  系统采用多用户分级管理模式,通过权限分级管理,各管理人员可通过授权访问所负责的监控页面,了解该区域内的机房状况。机房现场的环境侦测设备将数据传输到环控中央监测站,再由各中央监测站通过IP网络将数据传输至管理中心的集中管理服务器,对于基础设备如电源空调等应提升至具备连网能力。实现完全集中、数据共享,由中心管理系统实现对分布在不同区域的集中管理。
  中心机房 集中监控系统结构示意图:


  4.2、EMS系统组成
  如集中监控系统的结构图所示,整个联网系统主要由以下四个部分组成:集中管理服务器、中央监测站、环境侦测器、设备连网卡。
  集中管理服务器:负责对机房监控的所有监控数据的储存、统计、分析,记录报警事件,用户除了可以经由Windows应用程序进行远程监控并且可以直接使用网络浏览器经由HTTP与HTTPS进行远程管理以及发送管理人员的控制命令,通过已经部署好的手机短信或电子邮件等处理所有告警讯息。
  本机房监控系统采用IP路由传输方式,集中管理服务器透过网络向中央监测站取得各类环境参数,对于基础设备(如UPS、精密配电柜、精密空调)可以加装网络卡让设备信息透过网络回报给集中管理服务器。由此确保系统的实时性、可扩展性与稳定性。
  中央监测站:需提供便捷的嵌入式WEB服务,可接入智能电表、UPS、发电机、消防、漏水、温湿度、位移、门禁等进行区域性集中监控管理报警功能,支持HTTP与HTTPS可以直接使用网络浏览器进行监控管理。考虑未来网络系统的趋势,系统须内建完善的TCP/IP功能,且须通过IPv6 Ready Logo Phase II认证以确保兼容性,支持SNMPv1, SNMPv3等开放接口协议,可实现灵活组网或跨平台无缝集成。
  环境侦测器:需配置温湿度感应组件,并采用外置布局方式,能够快速的响应外界温度变化。同时内建屏幕显示温湿度数据,以及具备4个输入干接点以利就近量测开关讯号(如机柜前后门开关状态)。
  设备连网卡:本系统设计方向是架构一个快速响应的环控管理系统,基于此点提升设备网络化正是达成此目标的一个重点。一般的序列通信因为采用轮询的方式往往无法提供实时的信息,也错失采取应对措施的时间。提升设备到达具有联网的能力让集中管理服务器透过网络直接与设备沟通是最为快速有效率的方式。
  设备采集设备:配电柜:监视各级配电柜数据及开关状态(进线柜、出线柜及其他配电柜的开关状态),对于机房的重要配电开关,监视开关是否跳闸或断电等状态非常必要,一旦开关跳闸断电,计算机系统立即停止工作,将造成整个系统崩溃,如不尽快处理造成的损失将无法估计。UPS:实时地监视UPS整流器、逆变器、电池、旁路、负载等各部分的运行状态与参数。系统可全面诊断UPS运行状况,实时监视UPS的各种参数。一旦UPS报警,越限参数变色显示报警,并伴随有报警多媒体语音,系统进行报警记录的同时有相应的处理提示。漏水:由于用户机房的特殊性,且地板下有空调的供排水管等诸多的漏水水源,为了方便用户今后的维护,及时发现地板下的漏水位置及漏水的隐患。空调:系统可实时、全面诊断空调运行状况,监控空调各部件(如压缩机、风机、加热器、加湿器、去湿器、滤网等) 的运行状态与参数,并可通过软件在系统上或通过网络远程修改空调设置参数(温度、湿度等)。监测到有报警或参数越限,越限参数将变色,并伴随有报警声音,有相应的处理提示,及相关处理提示。
  视频系统及门禁系统:监控系统的作用是对机房及主要通道的事态、人流进行宏观有效的监控和管理,并对防火、防盗所发现的异常情况进行图像取证。智能化门禁报警管理系统能实现人员管理自动化,身份认证的电子化。门禁报警系统以智能卡为信息载体和交易工具,运用智能卡、计算机、通讯和网络等技术,实现身份确认的功能。
  4.3、 EMS监控系统特点
  1、支持应用程序与网页浏览
  支持Windows环境下EMS应用程序与WEB浏览。可以在任何地方进行操作而不用安装任何专门的软件,只要有一台能上网的电脑、智能手机、平板电脑等就能使用,客户端零安装、零维护。系统的扩展非常容易。


  2、 PUE及电费计算
  设备配置后系统可以进行PUE数值计算。并依照小时、天、周、月、年等时间区段显示实时PUE数据。提供电费计算功能并统计查询的时间区段内电费组成方式,了解电费结构并依此制定更节省的合约。


  3、视频与动环同一平台管理
  视频与动力环境信息在同一平台完成,降低了管理员工作量提高了管理效率。网络摄影机或DVR直连方式实时呈现。一个事件可以触发多个摄影机做事件录像的工作,并结合事件纪录以方便查找连动的录像纪录。事件录像可设定事件触发前时间开始以及触发后时间结束。


  4、采集设备即插即用
  EMS3000与台达设备及指定第三方产品监控即插即用,无需解码及编程,大大缩短了现场工期,节省工程费用及解码费用。


  5、单机柜微环境管理
  机房整体制冷,而没有考虑机柜内部IT设备的散热问题。因此,机房普遍存在机柜局部热点的现象。机柜中的IT微环境的散热不当,是导致服务器过热而宕机的根源所在。根据机柜的真实环境配置温湿度传感器、烟雾探测器、门磁等,专用于监控机柜内各项环境及各项电力参数,实现了用户对机柜内微环境的远程管理,保障了网络和信息的安全。


  6、支持画面轮播与跑马灯
  支持大屏幕显示功能,可以任意设定显示分辨率。能够指定多个画面定时轮播。除了无须人员操作可实时显示重要画面外,管理人员对重要信息及故障信息了如指掌。具备屏幕跑马灯功能自动显示指定的数据与状态,用户也可自行输入。


  7、电池组信息采集
  在线测量蓄电池组中各个单体电池的内阻,监测蓄电池组运行过程中各个单只电池劣化腐蚀的程度和趋势,动态测量各单体电池内阻及负载能力,快速判别各单体电池性能。提供高整个供电系统可靠性。有效防止了电池管理不佳导致UPS紧急供电出现供电故障。


  8、服务器监控管理
  可收集所有服务器内参数分散网络负载 机壳内环境参数:进风温度、出风温度、风扇转速、风扇状态、电压、电流、功率(W)。当空调故障、区域性降低服务器功耗或关闭。提高网络系统可靠性。当市电断电可降低服务器的功耗,或延时关闭服务器,延长UPS供电时间。



  9、系统资产管理
  定义设备类型,设备供货商,提供设备资产、信息、维护等管理;机柜群组、分类功能,显示机柜信息设备及电力设备示图,机柜内拖拉方式设定信息设备,计算额定功率,承重,空间;显示电力系统失效仿真图树状关系,三相负载显示,电力失效影响设备范围。显示网络系统失效仿真图上下游关系,网络失效影响设备范;利用设备类型、资产编号、安装时间、位置、部门、负责人、经销商信息查询。


  10、事件纪录管理
  系统提供基于数据库的日志功能,系统日志包括用户操作日志、系统运行状态日志、设备报警日志等。所有日志可以根据查询条件实时生成。


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