机房综合项目工程深化设计专项方案.docx
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1、1. 机房工程深化设计方案1.1 绿色数据中心挑战和应对方法1.1.1 数据中心建设面临挑战计划难、节能难:u 数据中心布局计划是个庞大工程,耗时耗力;u 内部和外部对建设模式争论不休;u 冷却架构和末端选择反复比较;u 安全、冗余、节能和造价相互制约。建设周期长、架构扩展难:u 建设周期长,不匹配业务上线周期;u 业务安全要求复杂;u 机柜功率密度要求多样,未来难以估计;u 新技术成本增加成本,难以合理取舍。系统复杂增加维护难度、新设备维护带来新挑战u从IDC全生命周期来看,既要考虑到机房布局可行性,也要考虑到设备安装可行和便捷性,还要考虑到后期维护、维修可能性和便捷性u空间规模变大,水进机
2、房成为肯定,需考虑漏水防护等1.1.2 1.应对方法处理方案标准化、模块化、去工程化:u 分解成多种微模块处理方案;u 选择轻易实现模块化末端空调。技术优异性和成熟性兼顾u 工厂预制和调试,尽可能去工程化;u 选择成熟度高、含有优异性列间空调处理方案u 选择模块化高压直流、模块化UPS供电系统管理手段智能化u 选择性能优异智能监控系统;u 防水工程和漏水检测相结合;u 空调群控和运行优化。1.2 项目背景及需求分析1.2.1 项目背景本方案针对青海省第五人民医院新建数据中心机房方案进行设计描述,根据计划,建设统一数据中心,实现纵向和横向之间数据交换和共享,满足业务系统信息化需要。本项目计划机房
3、建设面积约192平米。建设整体目标是:设计优异、功效完备、可实施信息化硬件支撑平台,对业务提供有力支撑,满足未来35年发展需求,为了满足云计算和虚拟化需求,提升数据中心工作效率,本项目采取模块化数据中心,采取一体化集成处理方案,集成数据中心机柜系统、供配电系统、制冷系统、机房管理系统、防雷接地系统、综合布线系统,有效满足用户在云时代数据中心高效可靠,快速灵活和智能管理需求,本项目包含机房建设具体包含:1)制冷系统;2)供配电系统;3)服务器机柜;4)封闭冷池系统;5)监控系统;6)防雷接地系统;7)新排风系统8)气体消防系统9)装饰装修工程1.2.2 需求分析建筑条件:机房在地上四层,建筑面积
4、约192平米。层高为6米,机房承重为1000kg/m2。机房设计应依据上述建筑条件和机房承关键求,对对应区域做结构加固处理。水文气象条件:西宁市地处高原地域,属半干旱大陆性高原气候,其特点是冬季严寒,夏季清凉,干燥多风,降水量少,蒸发量大,尽夜温差大,太阳辐射强。据青海气象台观察资料:年平均气温5.7,一月平均气温-8.2,七月平均气温17.2,历年极端最低气温-26.6,历年极端最高气温38.7,日气温改变幅度15-20。年平均降水量367.5mm,降水多集中在7、8、9 三个月,占整年降水量57.6%,年最大量541.2mm,年平均蒸发量1748.6mm,蒸发量为降水量4.76 倍。历年最
5、大积雪18cm,基础雪压0.20kN/m2。整年主导风向为东南风,年平均风速2.0m/s,最大瞬时15.7m/s,基础风压0.35kN/m2。历年平均气压775.2 毫巴,平均日照时数2753.5 小时,日照百分率62.8%,历年最高相对湿度79%,平均相对湿度55%,多年平均无霜期138 天。机房等级:新数据中心机房是以后数据通讯、数据存放、系统管理中心,作为数据处理基础关键平台,必需确保其含有高可靠性,优异性和绿色节能等特点,达成国家标准B 级机房要求。机房容量:机房计划建设2个微模块,累计38个IT机柜,当期建设1个微模块,机房IT机柜设计容量应大于19个42U标准机柜。供电和UPS:采
6、取2路市电+电池供电模式,设计方案需要考虑怎样优化利用现有供电条件,达成国家标准B级机房要求。机柜功率密度和制冷:单IT机柜平均功率密度5KW,制冷需满足上述功率密度要求,并采取高效制冷技术,满足绿色机房要求。机房装饰装修:本着轻装修重实用标准进行地面、墙面装修,地面做防静电处理,建设防雷接地系统。1.3 设计标准和依据1.3.1 设计依据电子信息系统机房设计规范(GB50174-)电子信息系统机房施工及验收规范(GB50462-)电子计算机场地通用规范(GB2887-)电子计算机场地安全要求(GB9361-)建筑内部装修设计防火规范(GB50222-95)综合布线系统工程设计规范(GB/T5
7、0311-)电信专用房屋设计规范(YD/T 5003-)通信中心机房环境条件要求(YD/T1821-)低压配电设计规范(GB 50054-)民用建筑电气设计规范(JGJ-16-)建筑给水排水设计规范(GB50015-)建筑设计防火规范(GBJ50016)通信局(站)电源系统总技术要求(YD/T 1051-)通信电源设计安装设计规范(YD/T 5040-)通信局(站)防雷和接地工程设计规范(GB 50689-)通信电源集中监控系统工程设计规范(YD/T5027-)通信用配电设备(YD/T 585- )通信电源用阻燃耐火软电缆(YD/T 1173-)电信设备安装抗震设计规范(YD5059-)建筑灭
8、火器配置设计规范(GB50140-)给水排水管道工程施工及验收规范(GB50013-)气体灭火系统设计规范(GB50370-)民用建筑供暖通风和空气调整设计规范(GB50736-) 公共建筑节能设计标准(GB50189-)建筑照明设计标准(GB50034-)智能建筑设计标准(GB/T50314-)火灾自动报警系统设计规范(GB50116-)建筑物电子信息系统防雷技术规范(GB50343)安全防范工程技术规范(GB50348)视频安防监控系统工程设计规范(GB50395-)出入口控制系统工程设计规范(GB50396-)通风和空调工程施工及验收规范(GB50243-)建筑装饰工程施工及验收规范(G
9、B50210-)建筑防腐蚀工程施工及验收规范(GB50212-)智能建筑工程质量验收规范(GB50339-)建筑电气工程施工质量及验收规范(GB50303-)建设项目工程总承包管理规范(GB/TS0358-)建筑施工安全检验标准(JGJ59-)电信设备抗地震性能检测规范(YD 5083-)通信用电源设备抗地震性能检测规范(YD 5096-)单元式空气调整机(GB/T 17758-)计算机和数据处理机房用单元式空气调整机(GB/T19413-)其它现行多种相关国颁、部颁、通信管理局颁发规程、规范、技术标准等。青海省第五人民医院整体迁建项目建筑智能化工程招标文件及招标图纸1.3.2 设计标准数据中
10、心机房设计必需满足目前各项需求应用,又面向未来快速增加发展需求,所以必需是高质量、高安全、可靠灵活、开放。我们在进行设计时,遵照了以下几条标准: 优异性和实用性 采取优异技术和设备,满足目前需求,兼顾未来业务需求,尽可能采取最优异技术、设备和材料,以适应高速数据传输需要,使整个系统在一段时期内保持技术优异性,并含有良好发展潜力,以适应未来信息产业业务发展和技术升级需求。可行性 以现有成熟系统技术产品为对象设计,同时考虑建设方特定需求及周围信息环境现实状况技术发展趋势,使设计方案现实可行。可靠性 为确保各项业务应用,整个机房必需含有高可靠性。要对数据中心机房布局、结构设计、设备选型、日常维护等各
11、个方面进行高可靠性设计和建设。在关键设备采取备份、冗余等可靠技术基础上,采取相关软件技术提供较强管理机制、控制手段和事故监控和安全保密技术方法提升整个系统可靠性。标准化、开放性 标准化、开放性是现代技术发展及应用必需基础;所以,设计中应遵照国际标准和国家颁布相关标准,包含多种建筑、机房设计标准,电力电气保障标准,空调、消防设计标准和计算机局域网、广域网标准,坚持统一规范标准,以保障投资者长远利益并便于以后使用和维护。其中应用软件亦应采取商品化通用软件,降低二次开发工作量及投资。 可扩充性 系统设计应在满足现阶段应用需要情况下,应充足考虑分期投资建设或系统扩容;技术发展及应用需求发展而引发系统产
12、品更新换代等多种可能性;满足扩充,升级和更新要求。 方便易用性 工程建设,是以满足大家应用需要为目标;所以必需考虑便利于以不一样文化层次、多种年纪用户使用要求;系统及功效配置以能够为用户提供方便、实用、舒适为基准,其使用应简便易学;并便于以后维护及管理。 可管理性伴随业务不停发展,管理任务肯定会日益繁重。在数据中心机房设计中,必需建立一套全方面、完善机房管理和监控系统。所选择设备应含有智能化,可管理功效,同时采取优异管理监控系统设备及软件,实现集中管理监控、实时监控、监测设备运行情况,实时灯光、语音报警、实时事件统计,简化机房管理人员维护工作,从而为数据中心机房安全、可靠运行提供最有力保障。1
13、.4 BM方案设计1.4.1 机房工艺部署机房内设备工艺部署采取艾特网能iBlock BM整体机房处理方案,部署一套BM封闭冷池微模块。微模块包含42U标准服务器机柜19台,1台网络布线柜,列间35KW风冷空调3台,智能一体化配电柜1台,冷通道封闭组件1套。本项目配置模块化120KVA UPS 1台,满载后备1h,分两组,UPS和后备电池放置于单独UPS间。 本项目机房布局示意图图2-1所表示:BM模块化机房布局图以下1.4.2 方案配置u 供配电方案UPS配置服务器负载:19台机柜,单机柜设计功率密度5KW,总负载95kW。考虑到数据中心设备分期投入需求,选择模块化UPS。配置120kVA模
14、块化UPS,配置2个40kVA功率模块,满足供电需求,提议再增配一个功率模块,组成2+1冗余配置,提升系统可靠性。UPS主机框选择艾特网能祁连UM-1200TAL-F,包含一个监控模块,一个旁路模块和手动维修旁路空开。UPS功率模块选择祁连UM-0400TAL-M,单模块功率40KVA。电池配置已知单格电池(2V)放电功率W计算公式以下:W=P/ (n6)备电时间:根据1小时配置, 电池EOD点:1.75V,P:UPS负载功率,依据设计要求根据120KVA计算;KVA转换成KW乘以0.8为96KW:逆变器效率,依据UPS参数,=0.96;n:串联12V电池个数,依据系统参数,n=38。经计算,
15、12V单体电池放电功率为:W=961000/(0.96406)=416.7 W/Cell;依据电池恒功率放电数据表, 艾特网能12V200AH系列电池恒功率放电数据表(25)SP12-200电池在终止电压1.75V/Cell时,1小时放电功率为213.4W,若采取2组蓄电池并联,则有213.4*2=426.8416.7 W/Cell,满足单体计算供电需求。所以需要2组蓄电池并联,每组电池40节SP12-200,满足系统备电时间要求。采取艾特网能SP12-200蓄电池,配置2组,402=80只电池。u 制冷方案热负荷计算和空调配置空调选择需要综合考虑机房面积和机房发烧,负载发烧量按95KW考虑。
16、考虑到负载同时在线率通常不会超出0.8,所以核实后微模块内总热量约为76KW。微模块采取3台艾特网能CoolRow系列变容量列间空调制冷,组成2+1冗余备份系统,空调型号为CR035EA,单台制冷量38.1KW,100%显热比,主用机组总制冷量76.2KW,能够满足微模块内制冷需求。CoolRow列间空调放置于机柜间,配合封闭冷通道制冷,避免机柜局部过热情况发生。1.4.3 BM系统(1)制冷系统CoolRow系列列间机房专用空调CoolRow采取了代表业内优异技术,达成现在业内最高性能水平风冷&水冷3.3以上及冷冻水25以上高能效比,和100%以上显热比。4CoolRow机房空调特点1)EC
17、变容量供冷技术:EC驱动电机,比一般驱动电机节能20%左右;变容量按需供冷,制冷正确,节能效果好;电机变功率调整运行,节能性优于窜气卸载变容量模式;30100%软起动,开启电流小。 2)电子膨胀阀节流技术: 控制精度高, 反应速度快,正确制冷且系统稳定;和负荷匹配正确,节能效果好。优于业内热力膨胀阀配置。3)满柜式大面积蒸发器:优于业内半柜“V”型蒸发器或“/”型蒸发器,换热面积最大,换热效率最高;蒸发器表面迎风风速小,降低风机压头及功率。 满柜式蒸发器/表冷器4)分段式冷凝水搜集系统:冷凝水积水盘分段搜集冷凝水,降低下部表冷器飞水现象,确保冷凝水排水通畅无溢流。优于一体式积水盘设计。 5)全
18、覆盖式风机设计:风机柜内全覆盖均匀部署,机架上下供冷均匀;蒸发器表面风速均匀,无死角,换热效率高。优于业内半覆盖风机部署。6)蒸发器亲水膜涂层:提升换热效率,降低绝热损失。优于行业白板蒸发器.7)正温度系数电子再热器:热量温度负反馈调整,实现温度电流双保护;插拔更换,维护简单。优于电子管翅式加热器。 8)可拆卸电极加湿器:体积小,易拆装;封闭加湿,效率最高;自动冲洗且可拆卸维护,维护费用低。优于远红外加湿器及全封闭电极加湿器。 9)多角度送风导流设计:可依据机房实际部署情况选择45单侧&双侧和全正面水平垂直送风等多个送风方法。优于业内纯正面送风方法和突出机架面板平面水平平行送风方法。10)满柜
19、式大面积过滤器:柜门同尺寸大面积过滤器配置,过滤器面积最大,过滤效果最好,优于业内半柜式过滤器部署;G4级过滤器,优于行业普遍G3配置,效果愈加好;金属框架,可反复使用。11)水管上下灵活走管设计:机组标配水管上下走管预留接口,可依据实际需要灵活选择走管形式。优于业内单种走管,其它形式需非标设计。 12)室外风机变频无极调速:可依据室外温度改变变频无极调整风机转速,节能、降噪、寿命长。优于业内斩波调速风机能耗和寿命。 13)整机能效业内最高:满柜式大面积蒸发器、全覆盖式风机设计、CFD风道气流优化模拟、控制系统能效管理功效、冷凝器风机变频无极调速等多项节能技术应用,整机综合能效比风冷&水冷3.
20、3以上及冷冻水25以上、显热比高达100%以上,处于业内领先水平。(2)供配电系统u 模块化UPSUPS设计理念可靠UPS系列经过精细设计,从电能输入端、电能存放端、电能输出端提供稳定可靠全方位保护,确保负载设备安全。保障恶劣环境中长久稳定运行可靠性体系便捷采取模块化设计理念,主机、电池包、供配电模块、智能监控模块均极易安装;采取自适应负载检测和并机参数动态检测功效,用户扩容方便。模块化、易扩容标准化、易识别一体化、易交付容错化、易维护节能采取优异拓扑、卓越控制算法和优质磁性和功率器件,全系列UPS均含有业界领先效率,从而在有效保障供电连续性同时,大幅节省能耗智慧自有实时操作系统,有力支撑可靠
21、性和灵活性电池参数实时监测,自动实现温度赔偿智能网管系统,覆盖全部供电节点祁连UM系列 40-800 KVAUM系列模块化UPS 采取在线式双变换技术,可全方面消除各类电力问题带给关键负载影响。UM采取全模块化设计,最大可支持40-800kVA平滑扩容,且维护简单易行,极大地改善了传统UPS可用性低问题。UM还含有可靠高效、智能灵活特点,可为用户中大型供电场景提供理想供电保护。特征和价值模块化设计全模块化设计,功率模块、旁路模块、控制模块均支持热插拔,按需扩容,易于维护高可靠能源控制单元、辅助电源等冗余设计,消除单点故障。138-485Vac 超宽电压输入范围,305-485Vac 不降额,3
22、05-138Vac线性降额至40%,降低电池后备供电次数,延长电池寿命高效率低负载下高效运行 :在线模式下,4 0 %负载率时效率可达96%,20%负载时效率可达95%高可用性 高功率密度,单柜可达320kVA,节省占地面积50%输出功率因数达1,对于输入功率因数0.5容性、感性负载均不降额,带载能力强电池节数30-40节可调,设置灵活,旧系统改造时可利用原有电池。单节电池故障时避免用户更换整组电池,节省用户维护成本。户中大型供电场景提供理想供电保护。u 智能精密配电柜 艾特网能智能精密列头配电柜符合YD/T 585- 相关技术要求。智能精密列头配电柜安装于通信局站通信设备机房内机列端首,为本
23、列通信设备进行交流电源分配和电量参数监测。380V(或220V)交流输入电源进入柜体后,火线经过“窥口铜接线端头”连接在总断路器上,然后经总断路器电流互感器汇流排若干个支路断路器用户负载;工作地线进入柜体后,经过“窥口铜接线端头”连接在汇流排上然后经工作地铜排用户负载,完成交流电源分配功效。关键特点 柜体内部布线方便、可靠、美观交流防雷防护功效电量监测功效:三相电压、三相电流、有功和无功功率、电能等功效告警功效: 电压、电流、频率超限告警,开关断和缺相告警含有RS485通信接口,便于远程监控u PDU 每机柜配置两条可拆卸、可更换固定式配电单元(PDU),用于机柜设备电源引入、分配、保护、分合
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