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时代博川模块化数据中心解决方案概述

发布者::tbc   发布时间: :2018-04-16 17:04 浏览次数: :

模块化数据中心(Modular Data Center)是以微模块为独立单位进行工厂预制、快速部署的数据中心机房,包含有多个不同功能、不同功率的微模块配合使用,满足机房需求。

模块化数据中心整体介绍:

        模块化数据中心中包含配电、空调、监控、机柜以及结构系统(包括机柜、支撑结构件、顶棚、桥架以及冷通道等)以及若干个功能单元,均为工厂预制;IT机柜分两列放置,服务器交付上架后实现微模块冷通道的封闭,所有设备可灵活的在现场实现拼装,因此微模块可作为一个独立的小型数据中心快速部署投入使用。

        模块化数据中心内不同功能机柜单元(配电设备、空调设备)之间的外形尺寸均为标准化设计,与机柜结构类似,便于现场快速对接安装;冷量分配单元与机柜结构类似,与模块内列间水冷空调连接的管路布置在静电地板下。

        以“面对面”的两列机柜为基础,预先按需集成:封闭冷通道(含通风地板)、标准机架、精密配电(含列头柜及电源预布线)、消防联动、天窗门禁、电照安防、监控管理接口等组件的一体化模块产品。简言之,模块化数据中心系统是一个标准化的、为服务器安装提供条件的智能基础设施。

整体示意图

模块数数据中心的优势

        1)快速部署

模块化数据中心在规划,设计时严格遵循国际标准,采用模块化设计, 集成度高,易于安装。模块化数据中心在出厂前完成机柜的预安装,现场只需接通机柜外部电源,固定机柜等简单操作后即可使用。模块化数据中心采用空调水平送风,无须安装架空地板。

        2)安全可靠

模块化数据中心遵循Tier 3标准,设备安全可靠。模块化数据中心在设计时充分考虑抵御自然灾害能力,具有可靠的电力,冷量供应,保证通讯网络的正常运行。模块化数据中心配置完善的监控系统,可随时了解机房内的情况,提升机房的防盗能力。

        3)灵活扩展

模块化数据中心采用模块化设计,可灵活配置,满足快速扩容。模

块化数据中心在电力供应,通信端口上预留合理的余粮,可实现灵活扩容。

        4)模块化数据中心采用精密空调和密封冷/热通道,降低能耗,避免冷热气流的混合。模块化数据中心提高数据中心的能效,与传统数据中心相比,减少30%能耗。

遵循设计标准:

        (1)《政府机关电子信息系统机房建设规范》

        (2)GB50174-2008《电子信息系统机房设计规范》

        (3)GB2887-89《计算机场地技术条件》

        (4)GB9361-88《计算站场地安全要求》

        (5)GB/T2887-2000《电子计算机场地通用规范》

        (6)GB6650-86《计算机机房用活动地板技术条件》

        (7)SJ/T10796-1996《计算机机房用抗静电活动地板技术条件》

        (8)《处理涉密信息的电磁屏蔽室的技术要求和测试方法》BMB3—1999C级

        (9)《高性能屏蔽室屏蔽效能设计方案》 GB12190-90

参考设计标准:

        (1)《工业与民用供电系统设计规范》(GBJ52-82)

        (2)《低压配电装置及线路设计规范》(GBJ54-83)

        (3)《电气装置安装工程施工及验收规范》(GBJ32-82)

        (4)《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》(50169-92)

        (5)《低压配电设计规范》(GB50054-95)

        (6)《不间断电源设备》

        (7)《不间断电源技术性能标定方法和试验要求》(现行国标电工标准)

        (8)《建筑物电气标准》(国际电工标准)

        (9)《建筑设计防火规范》

        (10)《建筑内部装修设计防火规范》(GB50222-95)

        (11)《安全防范工程程序与要求》(GA/T75-94) 

        (12)《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》(GB/T50311-2000)  

        (13)《智能建筑设计标准》(EBD-03-95)  

        (14)《建筑与建筑群综合布线系统工程施工及验收规范》

        (15)《商用建筑综合布线标准》(EIA/TIA-568B)

        (16)《通信系统机房设计》(GBKJ-90)

        (17)《安全防范工程程序与要求》(GA/T75-94)

        (18)《民用闭路监视电视系统工程技术规范》(GB/50198-94)

        (19)以太网、快速以太网、千兆以太网以及相关的互联网协议

        (20)《通信局(站)电源系统总技术要求》(YD/T1051-2000)

        (21)《采暖通风与空气调节设计规范》(GBJ19-87)(2001年版)

        (22)《通风与空调工程施工及验收规范》(GB50243-97) (23)《火灾自动报警系统施工及验收规范》(GB50116-92)

        (24)《七氟丙烷(HFC-227ea)洁净气体灭火系统设计规范》Q/HSB 06-2000  

        (25)《气体灭火系统施工及验收规范》GB50263-97

        (26)《高层民用建筑设计防火规范(1999年版)》(GB50045-95)  

        (27)《火灾自动报警系统设计规范》(GB50116-98)  

        (28)《建筑防雷设计规范(2000年版)》GB50057-94  

        (29)《工业企业照明设计标准》GB50034-1992 (30)《通信接地设计规范》GBJ79-85  

        (31)《采暖通风与空气调节设计规范》GBJ19-87  (32)《民用建筑电气设计规范》(JGJ/T16-92)

模块化数据中心解决方案配置

        产品的设计、安装符合国家技术政策及现行相关消防、安全、抗震、环保节能等标准规定。单套系统内可配置机柜、配电柜、冷通道封闭系统,列间空调,冷通道宽度1200mm。本次计划采用的封闭冷通道机柜系统一套,单套系统内置(机柜尺寸可变化)如下:

服务器机柜600mm*1000mm*2000mm

综合布线机柜600mm*1000mm*2000mm

一套冷通道封闭系统,冷通道宽度1200mm。

        本次采购的模块化数据中心系统数量为1套,封闭冷通道机柜系统单套配置的硬件种类及数量如下表所示:(可根据项目实际需求调整)

机柜技术方案

        机柜环境满足参数,工作温度:-10℃~+45℃。相对湿度:≤95%RH(25℃±5℃时)。垂直倾斜度:≤5%。

机柜结构及外观

        产品的设计、安装符合国家技术政策及现行相关消防、安全、抗震环保节能等标准规定。

        1.符合标准:符合IEC60297-1标准,为数据中心服务器提供可靠稳定的安装空间,保证服务器的安全运行。技术标准:用于机房的冷通道密闭组件,采用的材料和器件,紧固件、密封件,其机械、化学、电气性能以及各种性能的检测方式均应符合中国国家标准、通信行业标准及IEC 的有关标准。产品符合ANST/EA RS-310-D、IEC297-2、DIN41491、DIN41494; PART1、PART7、GB/3047、2-92标准;兼容19英寸国际标准,公制标准和ETSI标准。

        2.外观颜色:进口阿克苏塑粉RAL9004黑色。可选配RAL7035国际灰色。材料:整体采用优质冷轧钢板,焊接式框架、立柱2.0mm,其它1.2mm。

        3.外观特点:机柜前门为单开弧形网状门,弧形门的弧度为R1400高度为17mm,通风率不低于70%。机柜后门为双开平板网状门,通风率不低于70%,门和侧板为可拆卸式结构,门的开合转动灵活,且开启角不小于120°,门体带安装抠手或铰链,方便拆卸。机架前后门均带锁,锁可靠。本次工程所有的柜门锁扣均为通用锁扣。

        4.承载能力:静态承重1000公斤以上,满足《电子设备机柜通用技术条件》 GB/T 15395-1994及《建筑结构荷载规范》 GB/T 50009-2001的要求。

内部配置:每台机柜配2块隔板,20块1U盲板,2条竖向扎线板,40套豪华内六方卡扣螺钉,1支内六方工具。

        5.基本结构:由框架、前后门、侧板、顶板、底板、立柱、层板,盲板等供配电装置及相应定位、紧固件组成。框架为优质冷轧钢板焊接式框架,更为牢固,多台机柜并柜后框架与框架之间平整且无缝隙,不需要加拼接挡板。底部和顶部可上下固定,顶盖能承受顶部线缆及结构件的负载;各零部件以及内外部整体结构有足够的刚性和韧性,不会在设备安装后出现晃动和结构件变形。

微模块拼接图

​        6.机柜装配:装配具有一致性和互换性,零部件最大限度地采用标准件和通用件,紧固件无松动。外露和操作部位的零部件光滑,无锐棱毛刺。

        7.表面处理:整体协调,配合美观,在机房灯光下无晕眩;表面处理进行了脱脂、酸洗、防锈磷化、纯水清洗、静电喷塑等处理,不脱漆、耐酸碱、耐溶剂、耐腐蚀、耐指纹不受手汗影响;表面采用进口塑粉静电喷涂处理工艺,外观表面光洁、色泽均匀、无露底、金属件无毛刺和锈蚀、防静电;焊缝整齐均匀,且表面粗糙度符合行业相关标准。

        8.进线设计:采用上下进线设计,机柜顶盖前后部各一条长形可关闭进线孔,尺寸为宽340mm*深50mm,中间部分为网状通风孔。机柜底板前后部各一条长形可关闭进线孔,尺寸为宽340mm*深50mm,中间位置为7块可关闭进线孔,每块尺寸为宽340mm*深55mm。

        9.内部结构:机架内部设置有4根安装立柱,用于安装设备和固定层板。安装立柱能够前后移动调节对齐,后部2根扎线板,一根用于扎线,一根用于安装PDU电源。

        10.机柜层板:隔板深度为不小于640mm,标准型层板承重≥60kg,加强型层板承重≥110kg。层板可随意安装和拆卸,其安装高度和前后位置为可调节。层板的固定方式可使用螺丝固定方式。

        11.安全性能:本次机柜保证不会为用户带来机械性危险。

机柜内气流组织

        (1)机柜前后门采用网孔门设计,通风率不小于70%(含门框),利于机架设备通风散热。

        (2)机柜满足并柜安装,所有机柜均配置并柜连接件。

        (3)机柜正面密闭:机柜内设备正面板平面配置1U盲板,确保冷风全部进入设备正面板进风口,而不致泄漏。盲板采用优质冷轧钢板制作,盲板覆盖面积不小于设备安装位的50%,盲板规格有1U、2U等多种规格,本期项目每个机架配置1U盲板数量20个(封闭冷通道机柜系统之间可调配换用)。

盲板示意图

密闭冷通道技术方案

        本次机房内服务器产品的摆放方式为“面对面”摆放方式。在产品前端铺设可调节进风量的开孔地板,可根据设备的散热量来随时调节风量。对产品顶部架设顶板,两侧安装封闭门,封闭整个冷却区域,以此来达到精确制冷的目的。封闭模块效果图如下:

 

微模块示意图

​        应用环境技术参数,温度:满足环境温度0~45℃下正常工作。相对湿度:满足5%~95%相对湿度下正常工作。海拔高度:小于1000米(海拔超出1000米时需要考虑降额设计)。耐受地震烈度:Ⅷ度(水平加速度:0.25g;垂直加速度:0.125g)。污秽等级:Ⅳ级(爬距:3.1cm/kV,按最高工作电压计)

冷通道外观与结构

        (1)冷通道密封良好。通道各部件与机柜间有效密封,机柜内部非设备区有效密封。能源利用效率高,节能30%。

        (2)非透明组件外观颜色:黑色,与服务器机架颜色一致,所有钢质零部件表面静电喷塑处理。

        (3)以机柜尺寸为基本单元进行模块化设计,机柜、天窗等模块留有标准接口,能够灵活扩展,快速安装。

        (4) 门上安装大面积的钢化玻璃,玻璃厚度≥5mm方便查看冷通道内部情况。顶部为透明玻璃,透光率≥85%。

        (5)智能照明系统:冷通道内选用内辅助照明,照明开关外置封闭冷通道机柜系统进门处,照度满足GB50174-2008相关要求。冷通道内设LED灯,满足通道内照度要求,灯管安装在顶板边框内,不影响机柜门开启,照明配电线缆采用暗走线方式。最大化地实现绿色节能。

        (6) 模块内通道净空高度为大于2米,保证工作、维护人员的舒适性;保证机柜上方有足够的冷空气,不过热。

        (7)冷通道顶部选用钣金附件,跌落或翻转时不会对人员造成伤害,方便加装环境监控传感器。

        (8)本次模块化数据中心机房为单元模块式设计,天花板安装在机柜正面的顶部,每个单元均能独立安装,能与相邻的单元连接。模块的天花板支撑装置通过支架直接与机柜连接,并且可在不拆除通道系统的情况下,完成将机柜移出进行维修的功能,以增加机架维护的便利性。

通道端门

        端门用于封闭冷通道两端的模块,防止冷空气外流,门脚与地板加装毛刷,用于封堵气流。门与门框之间,加装防撞条,关门时门框与门边将防撞条夹紧,起到封堵缝隙,防止冷气流窜。提高了微模块的整体密闭性,双向安装推拉弧形铝合金弧形把手,开关门具有良好的手感,门与机柜的配合严密,间隙少于5mm。通道门的设计为常闭状态,安装全自动控制器装置。门均制有缓冲密闭装置,提供较好防护。开门方式多种可选。

自动端门(可选配手动端门,不含门禁系统)

双排机柜:

        双排机柜全自动平移端门:密闭通道的端门采用全自动平移门,端门可自动开启,使用电机配合门禁等方式自动开启端门,安装上下轨道,端门附带门禁控制器,读卡器,开门按钮,双门电控锁,电锁专用电源,IC卡,进出方便,门的开启方式为左右滑动,可充分利用机房的有限空间,操作方便,两端端门将端门左右两侧机柜侧面全部包覆,形成一体化的端门模块,门框的主体厚度是150mm。门板由1.2mm冷轧钢板折弯而成,中间安装钢化玻璃,保证通道内区域的可视性。端门设计如图所示:

端门示意图

全包覆式自动端门

单排机柜:

        单排机柜自动平移端门:密闭通道的端门采用全自动平移门,端门可自动开启,使用电机配合门禁等方式自动开启端门,安装上下轨道,端门附带门禁控制器,读卡器,开门按钮,双门电控锁,电锁专用电源,IC卡,进出方便,门的开启方式为向左或向右滑动,可充分利用机房的有限空间,操作方便,两端端门将端门单侧机柜侧面全部包覆,形成一体化的端门模块。门板由1.2mm冷轧钢板折弯而成,中间安装钢化玻璃,保证通道内区域的可视性。端门设计如图所示:

端门示意图

天窗组件

        (1)密闭通道采用两个固定天窗,其余为消防天窗,以机柜尺寸为基本单元进行模块化设计,机柜、天窗等模块留有标准接口,能够灵活扩展,快速安装。

        (2)顶部为透明钢化玻璃,透光率≥85%。

        (3)模块化数据中心系统冷通道的顶部设有消防天窗,达到消防设定温度或接到气体消防系统+24Vdc干接点信号时天窗自动开启,天窗开启有效面积满足国标《气体灭火系统设计规范》(GB50370-2005),要求在8秒钟之内使消防气体均匀充盈在机房及模块内各部分。消防天窗还支持手动开启方式。

        (4)翻转天窗由磁力锁吸附在顶盖边框上,磁力锁电源由消防系统控制,出现消防警报情况时,电磁锁因消防系统强制关闭电源而失去吸力,天窗在重力作用下下沉,天窗受自身重力旋转,消防气体涌入冷通道灭火。

        (5)当天窗下垂后,模块内通道净空高度不低于2米,保证工作、维护人员的舒适性;保证机柜上方有足够的冷空气.

固定天窗 翻转天窗

网络桥架

        网格桥架安装在机柜上面,用于机柜上走线。

技术特点:

        1)采用优质冷轧钢板,根据客户机柜数量,按米计算桥架长度;

        2)采用W型强弱电分离桥架,安装在机柜顶部,和机柜平行放置;

        3)规格尺寸:宽300mm/200mm*高105mm

网络桥架

骨架设计

        (1)骨架采用优质冷轧钢板厚度1.5mm,模块式安装固定,结构牢固、可靠、安全。

        (2)每个模块单元设计合理的走线空间,可满足冷通道内所有传感器、控制组件的线缆管理需求。

        (3)骨架与天窗、骨架与机柜配合严密,无空隙泄漏,保证密封冷通道内的气体组织。通道封闭结构包含不同高度机柜配置所需的封闭围板。该围板为标准模块设计,可现场快速拆装及调整更换。


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