数据中心建设基础知识

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1、 数据中心建设基础知识 王智民 整理于 2015-5 大纲 数据中心的相关标准ANSI/TIA-942Telecommunications Infrastructure Standard for Data CentersTIA/EIA 568Copper 供电系统影响要素； 制冷系统影响要素； 建筑围护结构影响要素; 建设与启用模式影响要素; CRAC：精密空调 数据中心认证-LEED美国LEED体系是一个国际性绿色建筑认证系统。我国在2006年3月颁布了绿色建筑评价标准(GB /T500378 2006), 这是我国批准发布的第一个国际性的绿色建筑认证系统。1998年由美国绿色建筑委员会（非

2、政府、非盈利组织)。建立了LEED认证组织，开始了绿色建筑认证工作。目前，国内已有专门的咨询机构可以进行美国LEED绿色建筑认证，如中国建筑科学研究院上海分院、绿色建筑与生态城研究中心。LEED认证几乎适用于所有的建筑类型其认证体系包含： 面向新建筑的评估体系LEED for New Construction 简称LEED-NC 提倡业主与租户共同发展LEED for Core & Shell 简称LEED-CS 针对商业内部装修LEED for Commercial Interior 简称LEED-CI 强调建筑运营管理评估LEED for Existing Building 简称LEED-

3、EB 住宅评估LEED for Home 简称LEED-H 社区规划与发展评估LEED for Neighborhood Development简称LEED-ND 数据中心认证-LEED美国LEED认证全过程均通过网络完成，主要包含以下7个环节：1）GBCI官网注册2）下载模板准备申报材料3）网上上传申报材料4）GBCI提出初审意见5）修改补充提交复审6）最终审核意见 7）公示并颁发证书、奖牌 全球UPS厂商对比APC (创于1981年美国,全球行业领先品牌,全球最大的UPS供应商之一,十大服务器机柜品牌,美国电力转换集团)艾默生Emerson (始创于1980年,一家多元化的全球制造和技术公

4、司,全球500强企业,美国纽约上市公司,美国艾默生公司)梅兰日兰MGE (施耐德电气的下属的世界上领先的配电品牌之一,十大UPS不间断电源品牌,施耐德电气(中国)投资有限公司)易事特EAST (于1989年,中国驰名商标,广东省名牌,全球领先的整体电源解决方案供应商,广东易事特电源股份有限公司)台达 (交换式电源供应器产品处于世界领先品牌,全球直流稳压电源的最大制造商之一,台达电子工业股 份有限公司)科士达KSTAR (中国规模最大的UPS研发生产企业之一,国家级高新技术企业,行业著名品牌,深圳科士达科技股份有限公司)科华KELONG (中国本土最大的高端UPS电源制造商与提供商之一,国家级重

5、点高新技术企业,科华恒盛股份有限公司)四通Stone (致力于不间断电源行业的科技发展与革新的企业,UPS行业的领导品牌之一,广州四通UPS电源电脑有限公司)山顿Sendon (专业于UPS不间断电源高新技术领域的生产/研发/贸易/服务与支持,大型跨国企业,山顿国际有限公司) UPS主要技术指标 UPS 市电：输入指标 UPS 负载：输出指标 UPS 电池：电池管理 UPS 用户：通讯监控 UPS UPS：备份与扩容 后备式UPS 在线互动式UPS 在线式UPS 第一代UPS（90年前）： SCR整流SCR逆变 第二代UPS（9095年)： SCR整流GTR逆变 第三代UPS（9505年）：

6、SCR整流IGBT逆变 第四代UPS（05年后）： IGBT整流IGBT逆变 全球精密空调CRAC厂商对比品牌 中文 起源国 官网 说明AIRDALE 雅利顿 英国 APC APC 美国 apc .com BULE BOX 绿盒 意大利 bluebox.it canatal 佳力图 加拿大 加拿大CLIMATEWORX旗下climaveneta 克莱门特 意大利 climaveneta.it COMPU-AIR 金标 美国 compu- CIAT 法国 CIAT.COM DataAire 数据埃尔 美国 世界第一台机房空调制造商精密冷却产品齐全DENCO 丹科 英国 gea- 德国GEA集团E

7、MICON 依米康 意大利 emiconac.it LIEBERT 力博特 美国 L 兼并ATLAS、HIROSS成为最大机房空调出品商精密冷却产品齐全LENNOX 雷诺士 美国 MODUCEL 英国 eeaton- 英国高端精密空调STULZ 史图斯 德国 Stulz.de 精密冷却产品齐全UNFLAIR 优力 意大利 UNFLAIR.com 德国施耐德 精密空调CRAC主要技术指标指标项 机房精密空调机组的技术性能要求质量标准 国际ISO9001、欧洲CE证书、VDE质量标准机组运行环境 环境温度范围：-5+45环境相对湿度：90%(25)无腐蚀性、爆炸性气体、无导电尘埃材料 采用优质钢制

8、整体框架和不锈钢元器件，蒸发器翅片表面带有亲水涂层，内衬材料使用无毒非矿物纤维材料，可循环使用，可采用环保的R407c制冷剂、门板采用抛光喷塑处理。基本性能 具备制冷、制热、加湿、除湿功能。基于高显热比（0.9）、高能效比(4.89)的原则设计制造。高显热比，完全配合计算机房显热大，潜热小的使用要求。 高能效 比，针对全年连续运行，节约业主总投入成本。制冷系统 所有制冷部件都为世界名牌，压缩机须采用谷轮（Copeland）高效涡旋式压缩机。运行时间 机组能在正常的环境条件下每天运行24小时，连续运行365天机组运行电压 380VAC15%机组运行频率：50HZ2.5%制冷量 总冷量20KW，显

9、冷量18.5KW蒸发器 采用大面积V型蒸发器，快速除湿设计冷却方式 风冷送风方式 下送风，上回风风机系统 前倾角型离心风扇，自动调整皮带张力型电机系统标准风量（m3/h） 5600 m3/h配置方式 1台压缩机独立配置1台室外机。 控制温度范围 1828温度控制精度：0.2控制湿度范围 4070%湿度控制精度：2%噪声 内置吸收噪声的隔音板，采用吸音而非反射的方式降低声压位准。相比降低噪声达5个dBA。压缩机保护装置 有热保护装置和高压防爆装置加湿器 高效远红外加湿系统，可快速加湿，适应恶劣水质，低维护量。加湿量（kg/h）4.5 kg/h加热器 加热器为电级二级加热装置（6/6kW）。 指标

10、项 机房精密空调机组的技术性能要求控制器及显示单元 采用最新的大屏幕液晶中文及图形显示。空调机组发生故障(如过滤器需清洗或更换、压缩机故障、加热故障、加湿器故障、风机故障、冷凝器故障、温湿度过高或过低,吸气压力过低、排气压力过高等)时，能提供报警信号，并在显示屏上显示和发出音量可以大小调节的蜂鸣响声，并具有200个事件的日记记录,以便查询。控制器可设定保安密码，防止未授权人员更改参数。能监控制冷系统内的主要参数。强大的群控功能：1、备份； 2、轮巡：定时切换备份机组 ；3、层叠：根据机房内热负荷的变化自动控制机组中空调机的运行数量；达到节能的目的 4、避免竞争运行。冷凝器 高效全调速冷凝器，低

11、噪声。机组框架采用不锈钢连接件与船用等级耐腐蚀铝材。最高工作温度45。 自启动 空调机由于供电故障（或电压、频率超出范围）停机后，当供电恢复正常，空调机组能在0-255秒内（可调）保持原有参数自动逐级启动，防止电力过载,恢复正常工作。通信接口 空调机组具备RS232远程接口及 RS485本地通信接口，提供通讯协议，可通过调制解调器，进行远程电话网络监控。并可接BMS通用监控系统。分时启动 空调机组内部件可自动分时启动，对电网冲击小。防止频繁启动 压缩机启动延迟可调(0255sec)可防止压缩机频繁启动MTBF 设备MTBF平均无故障时间大于10万小时，备份系统MTBF超过25万小时；系统设计寿

12、命为15年维护 维护方便，所有部件均可正面维护，独立的制冷循环和电气系统可保证维修时不间断工作。安全及可靠性 通风部分、制冷部分与配电部分均分别隔开,接地和防雷击可靠,空气开关安全可靠空调主要部件厂家 主要设备生产厂家：压缩机为美国COPELAND公司 售后服务 中标方供货时须提供原厂商出具的五年质保服务证明原件 数据中心散热技术方案 IT设备散热所需的风量：M3/H = 2.9WT其中M3/H 为机柜中的设备散热所需的风量（立方米冷风/每小时）W=瓦特数（IT设备的功耗）T=IT设备的温差（设备回风温度减去设备的进风温度） 数据中心散热基本原则：隔离冷热空气 被动式散热方案： 冷池和热池 垂

13、直排风管机柜 主动式散热方案： 处理器低功耗、内存节能技术、水冷机柜、液冷机柜 空调制冷 热回收 冷热电三联 自然散热 数据中心散热技术方案标准热池方案垂直排风管系统或称为烟囱机柜 数据中心配电方案 数据中心配电方案 数据中心配线方案 ZDA 水平电缆EDA机架 EDA的一个机柜ZDA的电缆配线口MDA的一个机柜采用简化型布线结构的数据中心机房平面图EDAEDAEDA EDAEDAZDA MDA 数据中心配线方案 服务器水平电缆（90M） TOR 交换机服务器 配线板LAN 交换机服务器 水平电缆（90M）服务器EDA 通过 ZDA 同 HDA 连接 配线板区域配线区ZDA 水平配线区HDA设

14、备配线区EDA CP/ZO EDA 直接 同 HDA 连接跳线 设备配线区EDA配线板 跳线跳线服务器 服务器 集装箱数据中心特点 模块化1）集装箱式IT设施模块，它包括采用冷热通道布局的机柜系统，机柜配电，机房空调或机房空气处理单元（风机盘管），用于采集机房温湿度和压力的数据传感器，照明和消防系统等；2）集装箱式电源基础设施模块，它包括市电和柴油发电机接入的开关柜，UPS系统，蓄电池组，配电柜以及为供电系统制冷的空调；3）集装箱式制冷基础设施模块，它包括排热设备，热交换器，水泵和控制系统。集装箱式制冷模块多采用带自然冷却功能的风冷冷机，因为风冷冷机的尺寸和功率段比较适合用于集装箱装备和模块化

15、部署，其能效也较优； 4）集装箱式发电机组模块可以作为可选备用电源，它包括柴油发电机，油箱和开关柜等。 按需快速部署 移动便携 高密度 低PUE 一站式 即插即用 低成本 采用集装箱数据中心需考虑的因素1）适合于大型IT系统，只有在单次部署上千台服务器的时候，其经济上的优越性才能体现出来。否则在负载增幅不足以达到集装箱提供的容量时，部署集装箱式IT模块则无法充分体现其成本优势2）对楼体有承重和布局要求，集装箱式IT设施模块需要较高的楼体承重，而且集装箱的运输和部署需要较大的间隙和空间来完成，且不适宜于进入多楼层或高层建筑物3）需要标准化IT设备，越多的标准化元素越能体现出工厂预制和预测试的优势