IDC机房技术建设书 - 图文

机房技术建设书

IDC机房 技术建议书

2015-3-5

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目录

1

设计范围 ................................................................................................................................... 4 1.1 1.2 1.3 1.4 2

机房L1层规划涉及范围 .............................................................................................. 4 微模块设计范围 ........................................................................................................... 5 电源配套系统设计范围 ............................................................................................... 6 建筑空调及配套设计范围 ........................................................................................... 6

微模块设计方案 ....................................................................................................................... 6 2.1 2.2 2.3

制冷系统设计 ............................................................................................................. 10 机柜系统方案 ............................................................................................................. 11 密封通道 ..................................................................................................................... 12 2.3.1 2.4

双排密封冷通道 ............................................................................................. 12

监控系统方案说明 ..................................................................................................... 15 2.4.1 2.4.2 2.4.3 2.4.4

概述 ................................................................................................................. 16 监控架构 ......................................................................................................... 16 技术指标 ......................................................................................................... 20 走线路由 ......................................................................................................... 24

3 4

高压直流系统 ......................................................................................................................... 24 供配电系统设计方案 ............................................................................................................. 32 4.1 4.2

负荷计算 ..................................................................................................................... 32 供配电系统方案设计 ................................................................................................. 33 4.2.1 4.2.2

中高压系统系统 ............................................................................................. 33 柴油发电机组 ................................................................................................. 33

5 暖通空调系统设计 ................................................................................................................. 34 5.1 5.2 5.3 5.4

空调系统要求 ............................................................................................................. 34 设计原则 ..................................................................................................................... 34 热负荷计算 ................................................................................................................. 35 暖通方案设计 ............................................................................................................. 36 5.4.1

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冷源 ................................................................................................................. 36

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5.5 空调末端 ..................................................................................................................... 38 5.5.1 5.5.2

加湿系统 ......................................................................................................... 39 气流组织（水平送风） ................................................................................. 39

6 华为集成能力： ..................................................................................................................... 40 6.1 6.2 6.3 6.4

总集成分工界面（业界传统的总集成范围） ......................................................... 41 总集成分工界面（总集成商统一负责） ................................................................. 42 华为数据中心主要合作伙伴和供应商 ..................................................................... 43 华为可集成范围和集成价值： ................................................................................. 43

7

华为数据中心案例： ............................................................................................................. 44

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1 设计范围

1.1 机房L1层规划涉及范围

本项目共二层，1层4000平方米和3层10000平方米，规划为数据中心使用。 机房1F平面规划：

? ? ?

1、一楼为高低压和电力机房，主要包含市电引入、变压器和UPS等相关设备。 2.变压器采用2N配置，为 6台2500KVA和2台315KVA0。 3、油机和水塔在建筑外 左侧约20m处，储水池也位于室外。

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? ?

4、中压油机本期为 5台2000kw，未来共7+1台。 5、水冷采用3个高压 一个低压变频 各位800冷吨。

机房3F平面规划：

? ? ?

1、3楼为高压直流和微模块区。

2、本项目先实施3个微模块机房，还有一个区域预留给二期。

3、本期项目包含，HVDC微模块（短模块）416套， HVDC微模块（长模块）680套， HVDC微模块（高可靠模块）104套。模块长度： ≤ 6m（10～12 个IT机架），模块宽度：3.6m（1.2+1.2+1.2），模块间距：1.2～1.5m，主通道宽：1.5～1.8m。

1.2 微模块设计范围

建筑空调及配套设计范围主要包括：

? 微模块综合配电系统； ? 微模块制冷系统 ? 微模块监控系统 ? 微模块综合布线系统 ? 微模块机柜系统

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1.3 电源配套系统设计范围

负责的电源配套设计范围主要包括：

? 10kV转0.4kV变配电系统； ? HVAC供配电系统 ? 0.4kV柴油发电机组 ? 高压直流配电系统 ? 照明系统 ? 防雷和接地系统

1.4 建筑空调及配套设计范围

建筑空调及配套设计范围主要包括：

? 空调冷源系统

? 空调末端（微模块部分详述） ? IT服务器机房加湿系统

? 机房装修 ? 气体消防

2 微模块设计方案

本其项目采用我司IDS2000小型模块化数据中心方案。IDS2000采用All-In-Room建设模式，小型数据中心一体化集成了机柜系统、供配电系统、制冷系统、监控系统和综合布线系统。采用双排密封方式部署一个单模块。

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双排密封通道效果图

微模块数据中心的优势：

微模块设计：

设备模块集成IT机柜、配电柜、电池柜、HVDC整流柜、分水器（CDU）、冷冻水空调末端（LCU）、消防检测告警、环境监控、门禁、密闭冷通道结构件、走线槽、底座等部件。

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微模块预制交付流程：

为满足客户对模块化数据中心快速扩张需求，供应链已建立预先制造备货能力，极大地满足产品高质量、快速交付要求。

本项目微模块配置图：

A.短模块：

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B.长模块：

C.高可靠模块

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2.1 制冷系统设计

小型模块化数据中心密封通道采用行间空调，空调按近期设备需求进行配置。N+1配置。 行级空调，空调技术指标如下：

空调技术指标表 参数名称 制冷量 电源制式 存储温度 相对湿度要求（RH） 海拔高度 防护等级 室内机尺寸（高×宽×深）

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指标 20KW 380V AC 50Hz -40℃~+65℃ 10%~100% 0~3000m IP20 2000mm×600mm×1100mm

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2.2 机柜系统方案

机柜系统依据使用门的形式分为通透式机柜和半密封机柜。其中通透式机柜主要应用于双排布局和不密封通道的场景。采用玻璃门的半密封机柜应用于单排密封通道布局。本期项目由于是双排布局，所以采用通透式机柜。

1)设备机柜

每模块总计设置12个IT柜。

2)外观

模块化数据中心配置的机柜尺寸统一，机柜符合19英寸标准，采用前后风道。机柜外观如图3-4所示。

机柜外观图

2)特性

机柜满足如下特性：

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1．前后门通风率不低于70%。

2．机柜内后部可安装两条竖装PDU（power distribution frame）。 3．机柜的垂直安装上标示有每个“U”的位置。

4．机柜的前门、后门及侧板均可锁住，并只能用专用钥匙才能打开。 5．机柜静载不小于1000kg。

3)技术指标

机柜技术指标如表3-1所示。

机柜技术指标 参数 外形尺寸（高×宽×深） 颜色 材质 风道 技术指标 2000mm×600mm×1100mm 黑色 高强度A级优质碳素冷轧钢板 前后风道 单机柜有42U可用空间，方孔条可前后调节，机柜后侧设置两条竖装PDU安装位置。 防静电地板 前门单开，后门双开 IP20 说明 – – – – 安装空间 – 安装方式 开门方式 防护等级 – – – 2.3 密封通道

2.3.1 双排密封冷通道

本期项目采用双排密封冷通道，由天窗、端门与机柜连接组合而成。密闭冷通道可隔离冷热气流，使冷气不外泄到其他区域，避免与热气流交换后的空气混合。密闭冷通道气流组织管理如下图所示。

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机柜通道截面

模块总高度不超过2.9m（机房净高度大于等于2.9 m），如下图所示。

模块截面示意图

天窗

密封冷通道的天窗采用平顶结构，由两块侧板、一块顶板、一块旋转天窗组成。 旋转天窗通过电磁锁与顶板连接，工作状态下旋转天窗处于水平状态，消防状态下电磁锁通电打开，旋转天窗在重力作用下自动打开，保证灭火气体进入密封冷通道内。天窗外观如图3-7所示。

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天窗外观示意图

端门

密封冷通道的端门有推拉门和双开门两种形式。

推拉门

推拉门采用推拉结构，以机柜为载体，安装上下轨道，保证密封冷通道系统的自身独立性。门板由1.5mm冷轧钢板折弯而成，中间镶嵌钢化玻璃，保证通道内区域的可视性。推拉门尺寸（高×宽×深）为2050mm×1600mm×42mm。推拉门外观如图2-11所示。

推拉门外观示意图

双开门

双开门整体与机柜通过螺钉联接，可以保证密封冷通道系统的独立性。门板中间镶嵌钢化玻璃，保证通道的可视性。门板下部安装密封毛刷，可以提高模块的密闭性。双开门外观如图2-12所示。

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双开门外观示意图

2.4 监控系统方案说明

本期项目配置IDS2000小型数据中心的监控系统为NetEco数据机房管理系统。

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2.4.1 概述

NetEco是华为面向数据机房基础设施管理推出的新一代数据机房管理系统，实现对数据机房基础设施层的动力、环境、视频、门禁等设备的实时数据、设备状态、告警等的管理。支持各种机房视图和报表展现，用户可方便查看机房设备实时状态。NetEco提供标准的平台，可灵活配置、柔性扩容、分层级管理，适应模块化和集装箱数据机房等多种应用场景。

通过柔性拓展的物理架构和模块化设计的思路，NetEco管理平台既能对单个数据中心基础设施进行管理，也能对多个分地域的数据中心基础设施进行集中统一管理。NetEco管理平台与网元的组网方式如图2-13所示。

逻辑结构

2.4.2 监控架构

IDS2000小型数据中心监控系统NetEco架构包括软件架构，硬件架构、外部接口和传输协议。

软件架构

NetEco系统为B/S架构，运行在服务器端，支持多用户浏览窗口，系统升级或维护时只需更新服务器端软件即可，简化了系统维护与升级的成本和工作量，降低了用户的总体成本。

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NetEco软件架构包含软件基础平台、公共应用、设备管理、应用管理和应用集成五个部分。

NetEco软件功能组件分层图如图2-14所示。

NetEco功能组件分层图

? 软件基础平台和公共应用，提供的功能包括设备接入、系统监控、告警管理、拓扑管理、性能管理、数据库备份管理、License管理、安全日志管理。

? 设备管理，提供对机房基础设备的配置、连接能力，完成设备属性、 运行指标的采集、Topo构建和展示。对于所有的设备，提供公共的告警、 性能、访问的安全管理，同时通过设备面板的方式提供Web维护终端。

? 应用管理，提供资源存量管理、报表管理、用户自定义设备信息管理和简单的分级功能。

? 应用集成，通过Portal方式，利用界面集成解决第三方应用系统的接入。

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硬件架构

NetEco系统的硬件运用采集器，提供包括智能配电、节能、智能温控、安全、监控及远程管理等关键特性，对外提供北向接口。

采集器为标准1U盒子，可安装在标准19英寸机柜内，采集器的外观如图2-15所示。

采集器外观图

采集器结构内部由背板及滑道组成，支持主控卡槽位和4个扩展卡槽位，如图2-16所示。

采集器槽位分别图

采集器的技术参数如表2-6所示。

采集器技术参数 项目 2015-3-5

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项目 输入额定电压（交流） 输入电压范围（交流） 输入特性 频率（交流） 输入额定电流（交流） 工作温度 储存温度 环境 相对湿度 海拔高度 参数 220V AC 200V AC～240V AC 50/60Hz 0.3A -20℃～65℃ -40℃～70℃ 5% RH～85% RH 0 m～3000 m 外部接口

NetEco系统的外部接口包括北向第三方网管访问接口、南向产品设备访问和第三方服务集成接口。

? 北向第三方网管访问接口

NetEco管理系统北向支持SOAP和SNMP接口，通过这两种接口，可以与第三方系统进行信息交互。 ? 南向产品设备访问接口

NetEco管理系统支持与第三方设备对接，系统默认支持SNMP、V1/V2/V3、Modbus、电总，也支持用户自定义协议接口。 ? 第三方服务集成接口

第三方服务集成接口根据不同的第三方存在差别，系统默认提供SOAP或具有RESTFUL形式的web服务。

传输协议

NetEco系统支持目前业界标准的Modbus、SNMP和电总协议，实现对底层设备的接入。同时可对外提供各种通讯协议和接口，实现与第三方系统的对接。

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2.4.3 技术指标

NetEco管理系统的技术指标如表2-10所示。

NetEco管理系统的技术指标表 项目 子项目 界面响应时间 控制命令响应时间 处理能力 普通报表查询时间 系统启动时间 设备告警响应时间 告警准确率 准确率 对现场设备控制准确率 系统平均故障间隔时间 性能 监控系统硬件的平均故障间隔时间 平均故障修复时间

MTTR＜0.5h 100% MTBF＞20000h MTBF＞100000h ＜5s ＜5min ＜5s 100% 参数 ＜3s ＜5s IDS2000模块内不集成消防灭火系统，因此应用场景的数据机房内需要装配相应的火灾自动报警系统及灭火系统。机房内需要设置烟感、温感及气体灭火系统或规范允许的其他灭火系统（如水雾灭火系统）。

模块设置天窗控制器及天窗控制装置，感烟探测器、感温探测器安装在通道顶部，通过电源线及信号线与天窗控制器连接，并由天窗控制器自带的电源模块供电。当天窗控制器接到火灾报警信号时，自动打开天窗，保证数据中心机房的灭火剂能够快速进入模块以达到灭火效果。 火灾报警系统

模块化数据机房的密闭通道内安装有感烟探测器、感温探测器，模块入口上

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方面板安装声光报警器，一旦有告警信号产生，信号将上报至数据中心机房的消防系统，同时发出声光告警。当天窗控制器接收到模块内烟感或温感探测信号时自动开启天窗，利用机房消防系统实现探测及灭火，并将告警信号上传至模块监控系统。

模块化消防方案示意图

天窗控制器的具体功能如下：

当模块内任一个烟、温感探测器检测到烟雾或温度超标时，将送出告警信号给天窗控制器，天窗控制器将自动接通电磁锁电源，从而控制天窗打开，同时上传告警信号。声光告警器工作，发出声光报警。

当管理系统将远程开窗信号操作天窗打开按纽时，天窗控制器接通电磁锁的电源，从而打开天窗。

当管理系统对远程声光按钮进行操作时，天窗控制器接通声光告警器的电源，发出声光报警。

天窗控制器同时连接手动控制天窗按钮及手动声光报警复位按钮。手动控制天窗按钮能够手动打开天窗，手动控制声光报警按钮在声光报警器报警状态下能够手动消音。

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天窗控制器控制方式示意

天窗控制器接线方式示意

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摄像头温湿度传感器烟感温感

天窗控制组件

灭火系统

IDS2000模块化机房的模块内不集成消防灭火系统，需要利用数据中心机房内的消防灭火系统实现灭火。旋转天窗通过电磁锁与顶板连接，工作状态下旋转天窗处于水平状态，消防状态下电磁锁通电打开，旋转天窗在重力作用下自动打开，保证灭火气体进入密封冷通道内。数据中心机房的消防系统的火灾探测系统和灭火系统喷头不用伸入到模块化机房内部，而按照传统方式安装机房顶部。模块采用电动天窗的方式火灾时自动开启，实现与大楼消防系统配合。

旋转天窗电磁锁

旋转天窗外观示意

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2.4.4 走线路由

IDS2000 V2产品利用走线槽实现电缆和信号线，强电和弱电分层管理。在每个机柜顶部中间有走线孔，方便线缆连接至机柜中。走线槽可实现长度方向的扩容，且在相交时分上下两个通道走线，实现电源线和信号线的分层管理；红色标签线槽走强电，蓝色标签线槽走弱电。在天窗的结合部有线缆绑扎孔，方便线缆的绑扎。走线示意图如图2-22所示。

机柜走线示意图

3 高压直流系统

需求12个机柜，供电功率为6.75kw，且电池备电1h； （1)

高压直流计算：

2N系统时每个模块需要2套高压直流系统，按照整个系统备电1h，则每个高压直流系统只需要支持一半负载备电1h（先假设按照一小时计算）； P=6.75*12=81kW,T＝1h；

则I＝P/240＝81*1000/240/2＝169A； Q≥1.25*169*1/0.45/（1-0.008*10）

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＝510AH

配置1组500AH蓄电池组，每组电池120只2V 500AH电池组成；

负载电流Io＝81*1000/240＝337.5A；蓄电池浮充电流Ib＝0.1C10＝0.1*500＝50A；

总电流I总＝Io＋Ib＝337.5+50＝387.5A；单个模块容量为20A，则模块个数X＝387.5/20＝20个，每10个冗余1个模块，则冗余2个模块；共需要20A模块22个，容量为440A。

可选择600A电源系统，配置25个20A模块。系统由整流柜和直流柜组成，整流柜和直流柜基本配置如下： 序号 1 整流柜 2 直流柜 （2)

电池输入：400A*2；负载输入：13*40A/2P MCB 空调计算：

800*600*2200 2 输入：315A/3P；22*20A模块； 800*600*2200 2 柜类 基本配置 尺寸 数量 微模块内总负载81kW，高压直流损耗约为％7，总的热负荷约为90kW左右，而LCU制冷量为25kW，则需要90/25＝4台，冗余一台，共5台LCU；LCU功率1kW。 （3)

微模块设计

系统采用2N配置，微模块示意图如下：

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（4)

电池系统设计

500AH 2V电池尺寸如下：

电池柜采用600*1100*2000机柜，每个机柜放6层电池，每层4个，需要机柜数量240/*24＝10个。故建议采用电池架。

电池架尺寸：长*宽*高＝4900mm*800mm*1500mm

1. 客户需求12个机柜，供电功率为4.4kw，且电池备电1h（先假设按照一小

时计算）； （1)

高压直流系统计算：

P=4.4*12=52.8kW,T＝1h；

240V直流电源每组电池120只12V电池，2V单体电池放电终止电压1.8V，则每

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组电池终止电压为216V；

则I＝P/240＝52.8*1000/240＝220A； Q≥1.25*220*1/0.45/（1-0.008*10）＝664AH

配置2组400AH蓄电池组，每组电池120只2V 400AH电池组成； 负载电流Io＝52.8*1000/240＝220A； 蓄电池浮充电流Ib＝0.1C10＝0.1*800＝80A； 总电流I总＝Io＋Ib＝220+80＝300A；

单个模块容量为20A，则模块个数X＝300/20＝15个，每10个冗余1个模块，则冗余2个模块；

所以，共需要20A模块17个，则总系统容量为340A。 （2)

电源系统选择：

可选择400A一体化电源系统，其参数如下： 序号 1 一体化柜 （3)

输入：250A/3P*2；17*20A模块；电池输入：400A*2；负载分路：315A*1 800*600*2200 1 柜类 基本配置 尺寸 数量 微模块设计：

微模块内总负载52.8kW，高压直流损耗约为％7，总的热负荷约为60kW，而LCU制冷量为25kW，则需要60/25＝3台，冗余一台，共4台LCU； 模块需要一路高压直流一路市电供电，交流配电柜参数如下： 序号 柜类 基本配置 尺寸 数量 2015-3-5

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IT配电：输入：160A/3P；输出：综合1 交流柜 13*40A/1P； LCU配电：输入：2*32A/3P，输出：12*16A/1P； 直流配电：315A*1，输出：13*40A/2P；

微模块布置示意图如下：

600*1200*2000 1

（4)

电池系统设计：

400AH 2V电池尺寸如下：

电池柜采用600*1100*2000机柜，每个机柜放6层电池，每层6个，需要机柜数量240/*36＝7个。故建议采用电池架。

电池架尺寸：长*宽*高＝4900mm*800mm*1200mm

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2. 客户需求12个机柜，供电功率为6.75kw，且电池备电0.25h； （5)

高压直流计算：

2N系统时每个模块需要2套高压直流系统，按照整个系统备电0.25h，则每个高压直流系统只需要支持一半负载备电1h； P=6.75*12=81kW,T＝0.25h；

则I＝P/240＝81*1000/240/2＝169A； Q≥1.25*169*0.25/0.38/（1-0.008*10）＝188AH

配置1组200AH蓄电池组，每组电池20只12V 200AH电池组成；

负载电流Io＝81*1000/240＝337.5A；蓄电池浮充电流Ib＝0.1C10＝0.1*200＝20A；

总电流I总＝Io＋Ib＝337.5+20＝357.5A；单个模块容量为20A，则模块个数X＝357.5/20＝18个，每10个冗余1个模块，则冗余2个模块；共需要20A模块20个，容量为400A。

可选择400A电源系统，配置20个20A模块。系统由整流柜和直流柜组成，整流柜和直流柜基本配置如下： 序号 柜基本配置 尺寸 数量 2015-3-5

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类 1 一体柜 2 直流柜 （6)

空调计算：

输入：400A*2，输出：26*40A/2P； 600*1200*2000 1 输入：250A/3P；20*20A模块；电池输入：800*600*2200 400A*2；负载分路：400A*1； 2 微模块内总负载81kW，高压直流损耗约为％7，总的热负荷约为90kW左右，而LCU制冷量为25kW，则需要90/25＝4台，冗余一台，共5台LCU；LCU功率1kW。 （7)

微模块设计

系统采用2N配置，微模块示意图如下：

（8)

电池系统设计

200AH 2V电池尺寸如下：

电池柜采用600*1100*2000机柜，每个机柜放8个电池，需要机柜数量40/*8＝5个。故建议采用电池架。

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3. 客户需求12个机柜，供电功率为4.4kw，且电池备电0.25h； （5)

高压直流系统计算：

P=4.4*12=52.8kW,T＝0.25h； 则I＝P/240＝52.8*1000/240＝220A；

Q≥1.25*220*0.25/0.0.38/（1-0.008*10）＝197AH

配置1组200AH蓄电池组，每组电池20只2V 400AH电池组成； 负载电流Io＝52.8*1000/240＝220A； 蓄电池浮充电流Ib＝0.1C10＝0.1*200＝20A； 总电流I总＝Io＋Ib＝220+20＝240A；

单个模块容量为20A，则模块个数X＝240/20＝12个，每10个冗余1个模块，则冗余2个模块；

所以，共需要20A模块14个，则总系统容量为280A。 （6)

电源系统选择：

可选择400A一体化电源系统，其参数如下： 序号 1 一体化柜 （7)

输入：250A/3P*2；14*20A模块；电池输入：400A*2；负载分路：315A*1 800*600*2200 1 柜类 基本配置 尺寸 数量 微模块设计：

微模块内总负载52.8kW，高压直流损耗约为％7，总的热负荷约为60kW，而LCU制冷量为25kW，则需要60/25＝3台，冗余一台，共4台LCU；

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模块需要一路高压直流一路市电供电，交流配电柜参数如下： 序号 IT配电：输入：160A/3P；输出：综合交1 流柜 直流配电：315A*1，输出：13*40A/2P； 微模块布置示意图如下：

13*40A/1P； 800*1200*2000 1 柜类 基本配置 尺寸 数量

（8)

电池系统设计：

电池柜采用600*1100*2000机柜，每个机柜放8个，需要机柜数量20/*8＝3个。故建议采用电池架。

4 供配电系统设计方案

4.1 负荷计算

本项目共有1200个IT机柜，每个IT机柜功率为6.75KW，后备时间时间1小时（先假设按照一小时计算），所需高压直流系统容量为160000*220*3=13200KW，IT机柜分三期建设，每期安装400个机柜，每期高压直流系统容量4400KW。

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暖通系统冷冻水机组8台共3000KW，空调末端450台LCU共450KW。

4.2 供配电系统方案设计

4.2.1 中高压系统系统

从2个变电站分别将2路10KV市电引入至一层供电局公用配电房。 从供电局公用配电房将2路10KV市电引至高压室，两路10kV，互为备用。两段母线之间设置母线联络，每段母线均能承担所有负荷。

高压配电室10kV母线以放射式电缆线路向各台变压器供电。

变压器需求总容量=（13200KW+3000KW+450KW）/0.9/0.8=23125KVA，选用12台2000KVA变压器。

4.2.2 柴油发电机组

柴油发电机需求总容量=（13200KW+3000KW+450KW）+/0.9=17388KW，需要11台1600KW油机，采用12台1600KW柴油发电机，组成（11+1）冗余方案给后端负载供电，8小时备电。

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5 暖通空调系统设计

5.1 空调系统要求

? 微模块采用冷冻水系统制冷，该冷冻水系统由数据中心基础

设施提供

? 微模块可支持单路冷冻水系统输入，或双路冷冻水系统输入 ? 微模块支持冷冻水系统的自由冷却（water side free

cooling），水温范围7-20度

? 微模块制冷量/送风温度满足IT设备22-25度、相对湿度

35%~65%进风要求，温升10-15度

? 微模块的供水\\回水\\排水管布置在钢架基础内

? 本期项目，冷冻水的供水水温为9-12度，标准工况为12度

5.2 设计原则

数据中心作为客户的信息中心枢纽，承载着关系客户核心信息的IT设备。然而，暖通系统作为数据中心的基础要素之一，制冷失效或制冷量不够都是造成数据中心服务器停机的一大主要因素，因此一个高品质的机房暖通系统是数据中心安全运行的基本条件。

华为公司进行数据中心暖通系统的设计时，遵循以下设计原则： ? 满足数据中心暖通系统设计符合国家标准和规范； ? 遵循技术先进、经济合理的原则；

? 最大限度采用节能设计，降低暖通系统运行功耗； ? 制冷冷源能力与机房实际分期负荷匹配，提高利用率； ? 符合持续制冷、PUE目标等设计要求；

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5.3 热负荷计算

计算原则如下：

IT设备的发热量主要来源于IT设备自身（主要是显热负荷，波动幅度小）。IT主机房的设备发热量按UPS的最大供电能力计算，未来不会因为空调系统而限制IT设备的发展。

? 热负荷除IT设备发热外，还应考虑其它负荷：照明负荷15w/

㎡，外围护散热、新风冷热负荷，太阳辐射热、人体热负荷、UPS损耗、变压器损耗、水泵、风扇和管道热损耗，安全余量等多种因素。

机房热负荷主要来自两个方面:机房内部产生的热量和机房外部产生的热量。

机房内部产生的热量，它包括： ? 室内计算机及外部设备的发热量 ? 辅助设备发出的热 ? 照明器具发出的热 ? 工作人员发出的热

机房外部产生的热量，它包括： ? 围护结构的传导热 ? 由窗户进入的太阳辐射热 ? 由窗户缝隙进入的热 ? 新风换气进入的热 ? 其它热负荷

根据大量的工程实践经验，除主要的设备热负荷之外的其他负荷，如机房照明负荷、建筑围护结构负荷、补充的新风负荷、人员

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的散热负荷等，可根据计算机房的面积进行估算。

5.4 暖通方案设计

5.4.1 冷源

机房空调冷源方案

? CW制冷方案

数据中心CW系统原理图如下图：

图 5-1 CW 系统原理图

大型冷冻水制冷系统，采用集中供冷方式，由制冷站的冷水主机制取低温冷冻水（7度），通过输配管网系统（水泵、水管等）输送至室内空调末端。室内空调末端内的风机驱动室内空气循环，利用空气温升换热带走设备的发热，并通过热空气与室内空调末端内的换热器，将热量传递给冷冻水。所以，冷冻水被“加热”成17

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度，返回制冷站，完成一个完整的循环。

室外侧，通过冷却水循环将热量传递给冷却塔，并最终通过冷却塔与空气的换热，将热量散发到大气中去。所以，冷水主机的制冷压缩循环，通过消耗一定能量，只是起到将低温物体中的热量，认为传递到高温物体中去。

CW制冷系统适合大型数据中心，解决高热密度问题，避免DX制冷系统众多室内外机的连接。

同时，可以通过水泵变频等实现冷量的调节。通过低温冷冻水存储，很方便的实现持续制冷。

当然，存在的问题是水进机房带来的隐患，水管路设计及配套水浸传感器、排水设施等很关键。

CW子系统主设备包括冷水主机、精密空调、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔等。水链路上还包含其它设备，例如蓄冷罐、膨胀水箱/定压补水装置，水处理设备、管材阀件等.

? 冷水主机：采用蒸汽压缩式制冷循环的冷水机组根据压缩机

分类主要有活塞式、转子式、涡旋式、螺杆式和离心式冷水机组，本设计暂采用离心式冷水机组。

? 空调末端：本设计中，空调末端采用微模块内的LCU空调末

端。

? 冷却塔：冷却塔是利用空气同水的接触（直接或间接）来冷

却水的设备。是以水为循环冷却剂，从一系统中吸收热量并排放至大气中，从而降低塔内空气温度，制造冷却水可循环使用的设备。

? 水泵：水泵是输送液体或使液体增压的机械。水泵的选择，

是根据水泵站灌排的规划流量，分割成单机流量后，再根据

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规划的水泵站的净扬程，加上管路的水头损失(一般先估算损失扬程)，暂定为水泵站的设计扬程。

? 蓄冷罐：水蓄冷是利用水的显热实现冷量的储存。作为应急

冷源，水蓄冷设计需要实现满足经济、可靠、灵活、高效的设计，满足数据中心持续制冷需求。将根据客户最终要求确定是否需要。

5.5 空调末端

1）水平送风机组：

水平送水机组由于气流组织短，更贴近机柜，主要应用高密度机柜散热解决方案，该方式对高架地板、天花板、机柜等没有特别的要求，适应性非常好，可用性很高。

图 5-2 水平送风机组

2）方案说明

? IT服务器机房

IT服务器机房采用8台水冷冷水型机组,（6+2）冗余运行，室内精密空调的控制系统随设备一同配带，控制器可以输出信号至动环监控系统。

机房空调末端机组（微模块内）的冷冻水供回水设计温度为：12/18?C。冷通道送风温度：20?C；热通道回风温度：26?C 。

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5.5.1 加湿系统

1）加湿方案

本项目采用机房温、湿度独立控制:

传统的空气调节原理受到挑战，温湿度独立控制空调系统更具节能优势。机房空调无论处于加湿或除湿状态都会降低其制冷效率，将机房温湿度控制解耦，并采用更为经济有效的湿度控制技术，可减少机房能耗。

目前，业界已有数据中心尝试使用更为经济的手段对机房进行湿度控制，如在机房内布置独立的加湿设备，如湿膜加湿机组、高压雾化加湿模块。所以本次服务器机房湿度由安装在空调间内的湿膜加湿器控制。

图 5-3 湿膜加湿技术原理图 5.5.2 气流组织（水平送风）

服务器机房采用行级空调，采用水平送风，精密空调与机柜精密安装在一起，气流路径缩短，效率更高。

下图为服务器机房的气流组织图：

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图 5-4气流组织图

6 集成能力：

IDC数据中心不仅是产品，而是产品+集成服务。经过多年的经营，华为在数据中心领域已经有深厚的积累。

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6.1 总集成分工界面（业界传统的总集成范围）

? （业界常见做法）机房密切相关的机房空调和低压供电系统由总集成商负责采

购，并对机房制冷系统和空调系统的整体方案、工艺、质量、PUE负责，并负责范围内的项目管理、调试和试运行 。可采用甲指乙供的策略。

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? 业主负责对业务目标和整体方案需求的制定，对总集成商方案进行评估和审计，

对总集成商和设备供应商交付质量进行协调、质量审计。

6.2 总集成分工界面（总集成商统一负责）

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6.3 数据中心主要合作伙伴和供应商

6.4 可集成范围和集成价值：

总集成可缩短交付工期，并提高机房能耗效率。

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7 数据中心案例：

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/5ier.html