艾默生数据中心机房整体解决方案.ppt

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1、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,Consistently ranked among“Fortunes Most Admired Companies”,Emerson score:7.51Emerson industry rank:2(2005 Ranking:2),艾默生网

2、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I

3、T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

4、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

5、）/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,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,新一代IT动力平台的

6、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

7、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 30KVA3000KVA 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

8、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0.7800KVA 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

9、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

10、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。

11、,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、1

12、40、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

13、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

14、,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

15、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

16、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

17、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/

18、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

19、价值产品,容量:10200 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

20、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/

21、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

22、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 30m3/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

23、精密空调,2.使用精密空调的技术优势,机房专用精密空调,3.使用精密空调的部件设计优势,机房专用精密空调,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、24小时0.83303.4元/年舒适空调：（1.4KW0.65）3）365天24小时0.85031.4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

25、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=SP 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（m2）Q2 环境热负荷（=0.18kW/m2 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（300350W/m2）IDC数据中心（600800W/m2）计算机房、计费中心、控制中心、培训中心（300350W/m2）电子产品及仪表车间、精密加工车间（300350W/m2）标准检测室、校准中心（250300W/

26、m2）UPS和电池室、动力机房（300350W/m2）医院和检测室、生化培养室、洁净室、实验室（200250W/m2）仓储室（博物馆、图书馆、档案管、烟草、食品）(150200W/m2),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,2、上送风机型（风帽送风）,机房专用精密空调,3、下送风机型,机房专用精密空调,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

27、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！,