艾默生数据中心机房整体解决方案教学教材.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,艾默生数据中心机房,整体解决方案,武汉艾瑞信系统工程技术有限责任公司,吴鹏,艾默生公司概况,成立于1890年,总,部,设于,美,国,密,苏,里州,圣,路易斯市,110,多年成功发展历史,拥有八大业务品牌,全球市场和技术领导者,全球员,工超,过,十,一万,名,拥有,60,多,家,业绩卓越的,子公司,生产基地,超,过,245,个,，,业务遍布,世界,150多个国家,位居世界电子行业前3位，世界50强明星企业之一，世界500强之一,网络能源,环境优化技术,工业自动化,过程管理,机电科技,专业工具,储存技术,家电应用技术,Consistently ranked among“Fortunes Most Admired Companies”,Emerson score:7.51,Emerson industry rank:2(2005 Ranking:2),艾默生网络能源,提供,99.99999%,的高可靠网络能源系统,全球最完整的网络能源端到端一体化整体解决方案供应商,整合了网络能源业界最宽最完整的拥有自主知识产权的产品线，,为客户提供最完整的网络能源产品,建立起以客户为中心的共同的客户接口和组织平台，,为客户提供品质一致的由全方位产品组成的综合解决方案,所有分公司的客户支持和服务统一由,“,艾默生网络能源全球服务,”,机构负责。,客户服务更完整、更全面、更加个性化,最大限度采用市场、服务、制造、供应、研发的,本地化策略，全面贴近客户要求,电信行业市场：设有28个办事处和代表处，网络覆盖全国主要通信行业,分销行业市场：发展有200多家核心代理商，网络覆盖全国主要省、市和用户行业,IT,业制造商市场：设立专门的业务团队，面对面解决用户的个性需求,艾默生网络能源有限公司的市场经营,建构营销网络优势，全面贴近客户需求，提高市场响应速度,服务网络贴近用户，在中国设有29个用户服务中心，负责区域内的服务业务管理和实施。,在中国设有26个,UPS,联保服务中心，47个变频器联保服务中心，负责区域内相关产品的维修业务。,拥有强大的,IT,平台，所有的工程与维护业务都有,IT,系统的全面支持。,公司拥有500多名专业的设备维护专家和工程督导队伍,并培训和认证了1200人的工程与维护合作队伍。,提供电信网络代维服务和通信机房托理服务。,艾默生网络能源有限公司的服务优势,今天的数据中心,1970,1999,主要的大型计算机供应 商是,IBM,。,其他的包括,Unisys,Bull,Wang,。,2000,今天大型机、小型机逐渐被标准机架式服务器替代。,新一代数据中心示意图,网络平台,信息处理,信息交换,信息传输,信息存储,能源平台,提供可靠能源,提供纯净能源,提供安全运行环境,支,撑,新一代数据中心规划,供电系统规划,市电供电系统,备用发电机系统,低压配电系统,电缆及电缆路由,列头柜配电系统,散热系统规划,服务器机柜,机房空调容量,室外机布置,局部高密度,管理系统规划,安全管理,运营管理,负荷密度级别,每机柜,3KVA,（,2.7KW,）,每机柜,4KVA,（,3.6KW,）,每机柜,5KVA,（,4.5KW,）,每机柜,6KVA,（,5.4KW,）,部分区域,1012KVA,（,910.8KW,）,/,机柜,容量增加，负荷密度增加的在线扩容,新一代,IT,动力平台的挑战,供电可靠性,1.,供电结构直接决定供电系统的可靠性,2.,动力平台扩容陷阱,扩容场地不足,扩容过程、扩容后系统不可靠，事故频发,3.,供电系统的灵活性面临前所未有的考验,4.,传统配电系统的,“,边缘地位,”,导致实际使用中,50,以上的故障,无法预料，无法监测，难于及时处理。,5.,电池系统，人为故障,新一代,IT,动力平台的挑战,高热密度发热,2000,28,2U Servers,2kw Heat Load,2002,42,1U Servers,6kw Heat Load,2006,6 Blade Centers,24kw Heat Load,2008?,机架内的服务器密度呈现加速集中的趋势，单个机架的热密度也越来越高,2007,美国,能效成为数据中心管理者关注问题,Source:Data Center Users Group Surveys,热量,/,电能,春季最关心的,秋季最关心的,硬件,服务,培训,监控,安全性,合理性,软件,其他,技术改变,热密度,电源,能效,可用性,空间限制,技术改变,监控系统,安全性,可用性,空间,数据中心,数据,新一代,IT,动力平台的挑战,节能降耗,数据中心机房概述,数据中心机房：为满足计算机,/,服务器,/,存储器等设备安全、可靠、稳定的运行所必须的环境而实施的工程。包括不限于：,环境指标：温度、相对湿度、温度变化率、噪音、静电电位、照度、交直流工作电阻等。,机房工程包括的系统有：供配电系统（包括,UPS,）、机房空调系统、消防系统、建筑装饰、综合布线系统、机房监控系统、,KVM,系统等。,根据国家标准（电子计算机机房设计规范,GB50174-93,）及实际情况，主机房区按国家,A,级机房标准设计具体参数如下：,尘埃：主机房区在静态条件下，粒度,0.5m,，个数,18000/dm3,；,噪音：主操作员位置,65dB,；,静电电位,1KV,；,照度：主机房,500Lx,；其它房间,200Lx,；应急照明,5Lx,；,交、直流工作地,1,，零地电位差,1V,。,网络能源全方位产品,艾默生:动力机房一体化整体解决方案,已建成动力一体化解决方案样板点,艾默生,IT,系统柔性支撑方案,-,供电保护,-,散热,-,集中监控,构建柔性设备保护平台,!,供电系统,发电机,30KVA,3000KVA,通常与大楼发电机组共用,重点数据中心，需要专门配置柴油发电机,供电系统,ATS,实现市电市电，市电与发电机之间可靠切换,供电系统,低压配电,采用全球最可靠的,ABB,开关,配置,LCD,实现智能显示与监控,重要开关状态监控,根据机房供电条件具体设计,供电系统,UPS,与电池,UPS,容量按照机架数量估计,电信集团规定每个机架的容量小于,4KVA,计算例子：假设需要安装,200,个机架，则最大容量为,800KVA,。又假定只有部分机架容量达到,4kva,；所有机柜中，预计平均,70%,的利用率，则容量为,560KVA,上个例子中，实际最大容量约,560KVA,，选择,UPS,容量最大工作容量,/UPS,冗余系数,0.7,800KVA,UPS,冗余供电方案,根据,TIA942,标准，,UPS,的冗余方案分为：,无冗余,N+1,冗余,2N,冗余,2(N+1),冗余,UPS,供电方案类型与演进,分散供电，单机方案,UPS,解决方案中最简单的一种,每一分散地点交流供电系统容量多为,6KVA,以下,各点交流负载独立地由一台,UPS,提供动力保护,市电通常就近采用插座输入,分组供电，热备份冗余方案,按照不同业务，分别采用多组,UPS,分别给,负载供电,同类业务的负载集中由一组,UPS,进行供电,每一组,UPS,由一台主机和一台从机组成，,从机串接在主机旁路中。,集中供电，模块并联供电方案,全部交流负载集中供电，由,1,台模块化并联,UPS,供电,模块化,UPS,包括：机架、可并联功率模块、,可并联电池模块、充电模块等,集中供电，,N+1,并机冗余方案,全部交流负载集中供电，由各台,UPS,平均,分担,各台,UPS,的旁路和输出分别并接在一起,主路可以采用不同的输入交流电,单机及并机存在共同的问题,UPS,单机和并机系统都存在输出单点故障,必要性,79%,的故障来源于,UPS,至负载的配电线路故障,根据美国,IDC,公司的统计资料：,在,UPS,输出供电系统的故障中,各种故障出现的几率：,79%,来源于,UPS,输出与负载之间的供电线路上的故障（保险“烧毁”，,断路器“跳闸”，负载“短路”，由施工,/,老鼠咬所造成的“开路”故,障等）,11%,来源于,UPS,和电池组,其它故障占,10%,充分性,服务器等关键负载都采用双路电源,服务器的电源冗余,:,配备双份或多份支持热插拔的电源。正常工作时，各台电源各输出一部分功率，从而使每台电源都处于轻松的负荷状态，这样有利于电源稳定工作。若其中一台发生故障，则另外几台就会在没有任何影响的情况下接替服务器的工作，并通过灯光或声音告警。用户可以在不关闭系统的前提下更换损坏的电源，所以采用热插拔冗余电源可以避免系统因电源损坏而产生的停机现象。,双总线交流供电解决方案,（示意图）,推荐的供电方案,2N,冗余,推荐的供电方案,2(N+1),冗余,艾默生,UPS,系列全球最全,UPS,家族,10,单机容量，,KVA,20,60 80,200,6,、,10 KVA,iTrust UH11,iTrust UH11,户外型,iTrust UH31,iTrust 2G/UP11,1,、,2,、,3KVA,3,、,6,、,9,、,12,、,15,、,18KVA,10,、,15,、,20KVA,iTrust UL33,NXe/f/a,iTrust Industry,Hipulse(U),30,、,40,、,60,、,80KVA,20,、,30,、,40,、,60KVA,10,、,15,、,20,、,30,、,40,、,60,、,80,、,100,、,120,、,140,、,160,、,200KVA,80,、,120,、,160,、,200,、,300,、,400,、,500,、,600,、,800KVA,800,单进单出,UPS,三进单出,UPS,三进三出,UPS,1,1,、,2,、,3,iTrust US11,业界领先的,DSP,全数字控制，确保电力变换过程的稳定和高效，实现整机提供的高可靠性,第一代：分立元件集成电路,第三代：,DSP,数字信号处理器,第二代：,CPU(,单片机,),快于传统单片机,10-20,倍，事件处理及时、准确,集成度提高，简化了电路,抗干扰能力增强,直接产生脉宽调制波，特别适用于高频控制领域,避免了模拟控制器固有的硬件参数漂移等,缺陷，保证了产品的一致性,艾默生,UPS,产品技术优势,专业的输入整体防雷解决方案，大幅度增强,UPS,系统的电网适应性，确保系统的长期运行可靠,全系列产品的防雷功能都经过实测检验,防雷装置严格按照,IEC,标准设计,内置标配,D,级防雷装置,1.2/50s+8/20s 6KV/3KA,可选,C,级防雷箱,8/20s 20KA,艾默生,UPS,产品技术优势,绿色电源技术；,输入采用,PFC,技术的,IGBT,整流器，带来,UPS,输入特性的飞跃，,避免了,UPS,对电网的负载，并有效降低客户的系统成本,理想的输入功率因数,（,无需任何配件,）,输入功率因数,0.99,；,有效电网污染，减少电缆发热，延长开关寿命，降低油机配比,艾默生,UPS,产品技术优势,输入,U/I,波形,整机电磁兼容性达到欧洲,EN62040-Class B,的标准,可用于医疗，精密仪表，高级办公环境等,全方位的智能化电池管理方案，确保电池组的高效利用和长期寿命，保护客户投资,基于电池充放电特性曲线的智能管理,均浮冲自动转换,电池自动检测,可设置电池定期自动维护,精确后备时间预测,剩余容量预测,温度补偿,艾默生,UPS,产品技术优势,电池管理的重要性和必要性；,据统计，,UPS,系统故障的约,70%,来自电池的失效或故障,电池的非线性化学特性需要专业的技术对其进行管理,艾默生智能化电池管理的具体技术措施,全方位的网络监控方案的提供，帮助客户实现无人职守,1,，,标准产品：,后台中英文监控软件,SiteMonitor,远程浏览和监控,SNMP,网络适配卡,接入楼宇自动监控系统,MODBUS,适配卡,提供短消息告警等服务,无线,MODEM,提供机房环境量的监控和故障告警,机房信号适配器,2,，,定制产品：,UPS,信号适配器（外置,SNMP,卡）,SiteMonitor,SNMP,卡,MODBUS,卡,机房信号适配器,无线调制解调器,可通过协议转换监控不同品牌的,UPS,！,艾默生,UPS,产品技术优势,容量,:,1/2/3 KVA,特点,:,机架式,/,塔式兼容,全数字控制，可靠性高,体积小，重量轻，易维护,抗扰性好,(120-280V),，电磁兼容,class B,电池模块可扩展,满足国际安规认证,防雷器内置,应用,:,SOHO,宽带,/IP,电话,/,数字电视 节点设备,路由节点,室内型微基站,支持的系统方案,:,单机运行,US11R Series,US11R-,全能型的节点支撑,容量,:,6/10 KVA,特点,:,IGBT,整流器,全数字控制,内置电池盒,超宽电压输入范围,(120-280V),大屏幕液晶显示,智能电池管理,防雷器内置,应用,小型企业机房，办公自动化,网吧，楼宇监控，精密仪器，过程控制,支持的系统方案,:,单机,/,串联热备份；电池内,/,外置,UH11 Series,UH11-,小型网络的可靠保障,WDH(mm):280875770,UH31,UH31-,高性价比的业务支撑方案,容量,:,10/15/20 KVA,，三进单出,特点,:,电气指标优异,全数字控制,超宽电压输入范围,(120-280V L-N),大屏幕液晶显示,(Chinese/English),可扩充的充电能力,防雷器 内置,缺相工作能力,应用,:,企业数据机房，楼宇监控,铁路信号控制，小型网管系统等,支持的系统方案,:,单机,/,串联热备份，电池外置,容量,:,3/6/9/12/15/18KVA(,最大,5+1,冗余,),特点,:,系统配置灵活（单机,/,冗余，电池内置,/,外置，矮柜,/,高柜）,提供,N+X,冗余，可靠性高,全模块化（功率,/,电池,/,充电器），热插拔,技术领先分散式并联，双变换结构，,DSP,全数控,高适用性输出,PF=0.8,，输入超宽电压,(120-280V),高智能化扩容自识别，多种监控接口,应用,:,企业,Intranet,网管系统,小型数据中心,办公自动化,iTrust II,兼具可靠性和成长性的,UPS,系统,ITrust II,WDH(mm):500552994/1492,容量,:,3/6/9KVA (,最大,2+1,冗余,),单进单出,特点,:,可整机内置于,19,英寸机架,系统配置灵活（单机,/,冗余，内置,/,外置，,提供,N+X,冗余，可靠性高枕无忧,全模块化（功率,/,电池,/,充电器），热插拔。人人会用！,技术领先分散式并联，双变换结构，,DSP,全数控,高适用性输出,PF=0.8,，输入超宽电压,(120-280V),高智能化扩容自识别，多种监控接口,应用,:,服务器机柜，存储，核心网管系统,支持的系统方案,:,单机，,1+1/1+2/2+1,冗余，电池内置,/,外置,UP11,关键设备的集成供电首选,UP11,WDH(mm):483760353,Dimension:,600mmW700mmD1400mmH,NXe,NX,关键业务用最佳投资价值产品,容量,:,10,200 KVA,，三进单出,/,三出,特点,:,IGBT,整流器绿色电源,双,DSP,控制可靠，精确,超宽电压输入范围,(208-477V L-L),Large,大屏幕液晶显示,(12 languages,可并联扩充至,6,台，支持双总线方案,超强智能化简易并联，黑匣子等,体积小，重量清，噪音低,国际安规认证（,CE,）,50/60Hz,兼容，,380/400/415,兼容,应用,:,中，小核心数据机房,电信增值业务，文件管理系统,中型过程自动化系统,医疗诊断,/,成像系统,支持的系统方案：,单机,/,串联热备份,/,并联冗余,/,双总线,UL33,Series,UL33,金牌口碑产品,容量,:,20/30/40/60 KVA,，三进三出,特点,:,IGBT,整流器,全数字控制,(,双,DSP),超宽电压输入范围,(-45%-20%),大屏幕液晶显示,分散式并联技术,多至,8,台的并联能力,标配输出隔离变压器,应用,:,中型网管中心,中型数据机房,通信、电力、金融，政府，企业,Dimension:,600mmW860mmD1400mmH(20/30KVA),800mmW860mmD1800mmH(40/60KVA),Hipulse,大型,/,超大型数据中心的供电首选,容量,:,80/120/160/200/300/400/500/600/800KVA,特点,:,提供,12,脉冲整流器,过载能力强,超强抗短路能力,双母线同步技术(,LBS),并机环流小,可并联扩充至6台.,应用,:,大型,IDC/EDC,机房,银行证券结算中心,/,各省分行数据中心,通信枢纽中心网管系统,/,计费系统,空管中心，卫星地面站,半导体制造,Dimension:,*00mmW875mmD1900mmH,Hipulse-U,全新一代,Hipulse,容量,:,120/160/200/300 KVA,特点,:,除传统,Hipulse,优点外,升级为,DSP,全数字控制技术,输出功率因数上升为,0.9,内置,D,级防雷,/,并机板,/Class A,滤波器,/LBS,功能,简化并机调试工作量,应用,:,大型,IDC/EDC,机房,银行证券结算中心,/,各省分行数据中心,通信枢纽中心网管系统,/,计费系统,空管中心，卫星地面站,半导体制造,Dimension:,*00mmW875mmD1900mmH,艾默生,IT,系统柔性支撑方案,-,供电保护,-,散热,-,集中监控,构建柔性设备保护平台,!,一、为什么要使用精密空调,1.,不良的环境对精密设备有危害,温度无法保持恒定,-,造成电子元气件的寿命大大降低,局部温度过热,-,设备突然关机,湿度过高,-,产生冷凝水,湿度过低,-,产生有破坏性的静电,洁净度不够,-,交换数据错误、机组部件过热,浪费能源，使运行成本增加,机房专用精密空调,2.,精密设备,对环境有严格要求,保持温度恒定,(,控制在22,-24,，,温差,1-2,之内,),保持湿度恒定,(,控制在50%,RH,精度,3%,5%,RH,之内,),空气洁净度,0.5,微米,/,升,30,新风量,30,m,3,/,人.小时,机房正压,10,Pa,机房专用精密空调,二、精密空调与舒适性空调的区别,1.,舒适空调无法满足精密环境要求,机房专用精密空调,舒适,环境的热影响,机房环境的热影响,热密度,(,W/,平方米,),100-150,150,-800,环境调节要素,舒适,环境,的要求,机房环境的要求,显热比,0.6-0.7,0.9-1.0,温度范围,21,o,-27,o,C,22,o,-24,o,C,换气能力,(,次/小时,),5-15,30-60,空气过滤,简单,ASHRAE 20%+,相对湿度设定范围,没有设定,50%,+,5%,对特别功能的要求,普通空调,机房空调,再热器,没有,提供,加湿器,没有,提供,集中监控能力,没有,提供,运行时间,(小时,/,年,),1000-2500,8760,使用寿命,23年,10,年,断电自动恢复,无,断电可自动恢复,备份,无,N+1/N+2,2.,使用,精密空调的技术优势,机房专用精密空调,项 目,产 品,长期稳定的运行寿命,恒温恒湿功能,高显冷比降低运行费用,完善的后台监控和报警能力,提供洁净的环境,机房专用空调,好,有,0.91.0,运行费用,低,有,好,舒适性空调,差,无,0.60.7,运行费用,高,无,差,3.,使用精密空调的部件设计优势,机房专用精密空调,项目,精密空调,舒适性空调,结构件,室内,框架钢结构，经过耐腐蚀处理,塑料件为主，老化破损变色,室外,耐腐蚀铝合金，适应各种环境,钢板喷涂件，易老化生锈,换热器,铜管翅片式,铜管翅片式,节流部件,热平衡膨胀阀,毛细管,风机,采用合金材料风扇,塑料风扇，易破损,控制系统,先进的微电脑控制系统，全面的告警功能，方便的维护界面,控制功能简单，告警功能少,压缩机,涡旋式、半封闭活塞式，原装进口,涡旋式、转子式，基本为国产,机房空调验证周期长，采用可维护设计，各种保护和告警设置完善，充分考虑全连续运。舒适空调一般,1-2,就能完成一款新机型，测试验证充分，空调控制系统对异常保护和告警设置完善，问题能及时发现和排除，可靠性低，可维护性差。,4.,使用精密空调的成本优势,耗能成本比较的计算,显热比,0.90,机房空调,0.65,舒适性空调,能效比,3.3,机房空调,3.0,舒适性空调,在线工作,24,小时,/365,天,0.8,元,/KW.,小时,产生,1.4KW,显冷量,1,年耗电费用,(,相当于,1P,家用空调,),：,机房空调：（,1.4KW0.9,）,3.3,）,365,天,24,小时,0.8,3303.4,元,/,年舒适空调：（,1.4KW0.65,）,3,）,365,天,24,小时,0.8,5031.4,元,/,年,舒适性空调用于机房中而产生的电能消耗费用是机房空调的,1.5,倍。,机房专用精密空调,四、精密空调容量选取,1、精密空调的应用范围,电信交换机房、数据中心、移动基站,计算机房、计费中心、控制中心,电子产品及仪表车间、标准检测室、校准中心、精密加工车间,UPS,和电池室、动力机房,医院和检测室、生化培养室、洁净室、实验室、培训中心,仓储室（博物馆、图书馆、档案管、烟草、食品、医药）,机房专用精密空调,2,、精密空调的负荷一般要根据工艺房间的实际余热余湿以及状态的变化进行准确计算，但在条件不允许时也可估算，下面介绍两种简便计算方法：,方法一：功率及面积法,方法二,：,面积法（当只知道面积时）,Qt=Q1+Q2 Qt=S,P,Qt,总制冷量（,KW）,Qt,总制冷量（,KW）,Q1,室内设备负荷（=设备功率0.8）,S,机房面积（,m,2,）,Q2,环境热负荷（=0.18,kW/m,2,机房面积）,P,冷量估算指标(,根据不同用途机房的估算指标选取),机房专用精密空调,3,、精密空调场所的冷负荷估算指标：,电信交换机房、移动基站（30,0,350,W,/m,2,）,IDC,数据中心（60,0,800,W,/m,2,）,计算机房、计费中心、控制中心、培训中心（30,0,350,W,/m,2,）,电子产品及仪表车间、精密加工车间（30,0,350,W,/m,2,）,标准检测室、校准中心（25,0,300,W,/m,2,）,UPS,和电池室、动力机房（30,0,350,W,/m,2,）,医院和检测室、生化培养室、洁净室、实验室（20,0,250,W,/m,2,）,仓储室（博物馆、图书馆、档案管、烟草、食品）(15,0,200,W,/m,2,),机房专用精密空调,五、艾默生,精密空调的多种送风解决方案,1、上送风机型（风道送风）,机房专用精密空调,工艺设备,精密空调,2,、上送风机型（风帽送风）,机房专用精密空调,工艺设备,精密空调,3,、下送风机型,机房专用精密空调,精密空调,工艺设备,架高地板,精密空调,机房空调系统,机房空调系统,水冷机组,冷冻水机组,乙二醇冷却机组,双冷源机组,乙二醇自然冷却机组,高热密度问题,“,2/3,的故障发生在机架的最顶部的,1/3,”,数据中心高热密度解决方案地板下送风,数据中心单位热密度达到,1200W/,平方米,中心机架功率密度大、热密度高、热量分布极度不均匀等问题,采用下送风型机房空调系统和,XD,系统,可全方位解决现代数据,地板下送风,XD,系统,数据中心高热密度解决方案,推荐的机房空调的摆放方法,不恰当的机组摆放方式,垂直于送风风道,艾默生,IT,系统柔性支撑方案,-,供电保护,-,散热,-,集中监控,构建柔性设备保护平台,!,监控与门禁系统,监控与门禁系统,1.,门禁控制系统,2.,机房环境量监控，如温度，湿度，红外，烟感等,3.,设备监控,监控与门禁系统,1.,门禁控制系统,可靠的门禁系统，确保机房安全,记录详细门禁信息,姓名,进入时刻,持续时间,监控与门禁系统,2.,机房环境监控,温度,湿度,烟感,水浸,红外,监控与门禁系统,3.,动力设备监控,发电机、,ATS,、低压配电系统、,UPS,与电池、空调等统一监控,两种解决方案：,艾默生动力与环境监控系统,PSMS,全功能，包括动力设备、机房环境、门禁、极早期烟感报警等,全,IP,化机房动力与环境监控系统,UPSitePlus,IP/Web,方式浏览，包括动力设备、机房环境,监控与门禁系统,3.,动力设备监控,监控与门禁系统,3.,动力设备监控,谢谢！,