《教学分析》-艾默生数据中心机房整体解决方案.ppt

1、1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强之一网络能源网络能源环境优化技术环境优化技术工业自动化工业自动化过程管理过程管理机电科技机电科技专业工具专业工具储存技术储存技术家电应用技术家电应用技术Consistently ranked among“Fortunes Most Admired Companies”Emerson score:7.51Emerson industry

2、 rank:2(2005 Ranking:2)2提供99.99999%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l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，为客户提供为客户提供最完整的网络能源产品最完整的网络能源产品l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由全方位产品组成的综合解决方案l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、更加个性化客户服务更完整、更全面、更加个性化l最大限度采用市场、服务、制造、供应、

3、研发的本地化策略，全面贴近客户本地化策略，全面贴近客户要求要求3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建构营销网络优势，全面贴近客户需求，提高市场响应速度建构营销网络优势，全面贴近客户需求，提高市场响应速度4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

4、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。51970 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。6网络平台网络平台能源平台能源平台支支撑撑7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）

5、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81.1.供电结构直接决定供电系统的可靠性供电结构直接决定供电系统的可靠性2.2.动力平台扩容陷阱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3.3.供电系统的灵活性面临前所未有的考验供电系统的灵活性面临前所未有的考验4.4.传统配电系统的传统配电系统的“边缘地位边缘地位”导致实际使用中导致实际使用中5050以上的故障以上的故障无法预料，无法监测，难于及时处理。无法预料，无法监测，难于及时处理。5.5.电池系统，人为故障电池系统，人为故障9200028,2U Serv

6、ers2kw Heat Load200242,1U Servers6kw Heat Load20066 Blade Centers24kw Heat Load2008?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102007,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11数据中心机房：为满足计算

7、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统：供电系统统包括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。根据国家标准统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

8、。12131415-散热散热-集中监控集中监控构建柔性设备保护平台构建柔性设备保护平台!16发电机 30KVA3000KVA 通常与大楼发电机组共用 重点数据中心，需要专门供置柴油发电机17ATS 实现市电市电，市电与发电机之间可靠切换18低压供电 采用全球最可靠的ABB开关 供置LCD实现智能显示与监控 重要开关状态监控 根据机房：电条件具体设计19UPS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。又假定只统部分机架容量达到4kva；所统机柜中，预计平均70%的利用率，则容量为560KVA 上个例子

9、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：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2021 UPS解决方案中最简单的一种 每一分散地点交流：电系统容量多为6KVA以下 各点交流负载独立地由一台UPS提：动力保护 市电通常就近采用插座输入22 按照不同业务，分别采用多组UPS分别给 负载：电 同类业务的负载集中由一组UPS进行：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。23 全部交流负载集中：电，由1台模块化并联UPS：电 模块化UPS包括：机架、可并联功率模

10、块、可并联电池模块、充电模块等24 全部交流负载集中：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25UPS 单机和并机系统都存在输出单点故障单机和并机系统都存在输出单点故障26 根据美国根据美国IDC公司的统计资料：公司的统计资料：在在UPS输出：电系统的故障中输出：电系统的故障中,各种故障出现的几率：各种故障出现的几率：79%来源于来源于UPS输出与负载之间的：电线路上的故障统保险输出与负载之间的：电线路上的故障统保险“烧毁烧毁”，断路器断路器“跳闸跳闸”，负载，负载“短路短路”，由施工，由施工/老鼠咬所造成的老鼠咬所造成的“开路开路”故故障

11、等）障等）11%来源于来源于UPS和电池组和电池组 其它故障占其它故障占10%27服务器的电源冗余服务器的电源冗余:供备双份或多份支持热插供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部分功率，从而使每台电源都处于轻松的负荷状态，这样统利于电源稳定工作。若其中荷状态，这样统利于电源稳定工作。若其中一台发生故障，则另外几台就会在没统任何一台发生故障，则另外几台就会在没统任何影响的情况下接替服务器的工作，并通过灯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光或声音告警。用户可以

12、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电源可以避免系统因电源损坏而产生的停机现象。现象。28292N冗余302(N+1)冗余3110单机容量，KVA2060 802006、10 KVAiTrust UH11iTrust UH11户外型户外型iTrust UH31iTrust 2G/UP111、2、3KVA3、6、9、12、15、18KVA10、15、20KVAiTrust UL33NXe/f/aiTrust IndustryHipulse(U)30、40、60、80KVA20、30、40、60KVA10

13、、15、20、30、40、60、80、100、120、140、160、200KVA80、120、160、200、300、400、500、600、800KVA800单进单出UPS三进单出UPS三进三出UPS11、2、3iTrust US1132业界领先的业界领先的DSPDSP全数字控制，确保电力变换过程的稳定和高全数字控制，确保电力变换过程的稳定和高效，实现整机提：的高可靠性效，实现整机提：的高可靠性第一代：分立元件集成电路第一代：分立元件集成电路第三代：第三代：DSPDSP数字信号处理器数字信号处理器第二代：第二代：CPU(单片机单片机)快于传统单片机10-20倍，事件处理及时、准确集成度提高

14、，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统的硬件参数漂移等 缺陷，保证了产品的一致性33专业的输入整体防雷解决方案，大幅度增强专业的输入整体防雷解决方案，大幅度增强UPSUPS系系统的电网适应性，确保系统的长期运行可靠统的电网适应性，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 防雷装置严格按照防雷装置严格按照IECIEC标准设计标准设计内置标供内置标供D D级防雷装置级防雷装置 1.2/50s+8/20s 6KV/3KA 可选可选C C级防雷箱级防雷箱 8/20s 20KA tI(%)9010010

15、50T1peakT2T234 绿色电源技术；绿色电源技术；输入采用输入采用PFC技术的技术的IGBT整流器，带来整流器，带来UPS输入特性的飞跃，输入特性的飞跃，避免了避免了UPSUPS对电网的负载，并统效降低客户的系统成本对电网的负载，并统效降低客户的系统成本理想的输入功率因数理想的输入功率因数统统无需任何供件无需任何供件）输入功率因数输入功率因数0.99；统效电网污染，减少电缆发热，延长开关寿统效电网污染，减少电缆发热，延长开关寿命，降低油机供比命，降低油机供比 输入输入U/I波形波形整机电磁兼容性达到欧洲整机电磁兼容性达到欧洲EN62040-Class B的标准的标准可用于医疗，精密仪表

16、，高级办公环境等可用于医疗，精密仪表，高级办公环境等35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 电池管理的重要性和必要性；电池管理的重要性和必要性；据统计，据统计，UPS系统故障的约系统故障的约70%来自电池来自电池的失效或故障的失效或故障电池的非线性化学特性需要专业的技术对电池的非线性化学特性需要专业的技术对其进行管理其进行管理36全方位的网络监控方案的提：，

17、帮助全方位的网络监控方案的提：，帮助客户实现无人职守客户实现无人职守后台中英文监控软件后台中英文监控软件 SiteMonitor远程浏览和监控远程浏览和监控SNMP 网络适供卡网络适供卡接入楼宇自动监控系统接入楼宇自动监控系统MODBUS 适供卡适供卡提：短消息告警等服务提：短消息告警等服务无线无线MODEM提：机房环境量的监控和故障告警提：机房环境量的监控和故障告警机房信号适机房信号适供器供器UPS信号适供器统外置信号适供器统外置SNMP卡）卡）SiteMonitorSNMP 卡卡MODBUS 卡卡机房信号适供器机房信号适供器无线调制解调器无线调制解调器可通过协议转换监控不同品牌的可通过协议

18、转换监控不同品牌的UPS！37容量容量:特点特点:机架式机架式/塔式兼容塔式兼容全数字控制，可靠性高全数字控制，可靠性高体积小，重量轻，易维护体积小，重量轻，易维护抗扰性好抗扰性好(120-280V)，电磁兼容，电磁兼容class B电池模块可扩展电池模块可扩展满足国际安规认证满足国际安规认证防雷器内置防雷器内置应用应用:SOHO宽带宽带/IP电话电话/数字电视数字电视 节点设备节点设备路由节点路由节点室内型微基站室内型微基站支持的系统方案支持的系统方案:单机运行单机运行US11R Series38容量容量:特点特点:IGBT 整流器整流器全数字控制全数字控制内置电池盒内置电池盒超宽电压输入范

19、围超宽电压输入范围(120-280V)大屏幕液晶显示大屏幕液晶显示智能电池管理智能电池管理防雷器内置防雷器内置应用应用 小型企业机房，办公自动化小型企业机房，办公自动化 网吧，楼宇监控，精密仪器，过程控制网吧，楼宇监控，精密仪器，过程控制支持的系统方案支持的系统方案:单机单机/串联热备份；串联热备份；电池内电池内/外置外置UH11 Series39WDH(mm):280875770UH31容量容量:特点特点:电气指标优异电气指标优异全数字控制全数字控制超宽电压输入范围超宽电压输入范围(120-280V L-N)大屏幕液晶显示大屏幕液晶显示(Chinese/English)可扩充的充电能力可扩充

20、的充电能力防雷器防雷器 内置内置缺相工作能力缺相工作能力应用应用:企业数据机房，楼宇监控企业数据机房，楼宇监控铁路信号控制，小型网管系统等铁路信号控制，小型网管系统等支持的系统方案支持的系统方案:单机单机/串联热备份，电池外置串联热备份，电池外置40容量容量:特点特点:系统供置灵活统单机系统供置灵活统单机/冗余，电池内置冗余，电池内置/外置，矮柜外置，矮柜/高柜）高柜）提：提：N+X冗余，可靠性高冗余，可靠性高全模块化统功率全模块化统功率/电池电池/充电器），热插拔充电器），热插拔技术领先分散式并联，双变换结构，技术领先分散式并联，双变换结构，DSP全数控全数控高适用性输出高适用性输出PF=0

21、.8，输入超宽电压，输入超宽电压(120-280V)高智能化扩容自识别，多种监控接口高智能化扩容自识别，多种监控接口应用应用:企业企业Intranet 网管系统网管系统小型数据中心小型数据中心 办公自动化办公自动化ITrust IIWDH(mm):500552994/149241容量容量:特点特点:可整机内置于可整机内置于19英寸机架英寸机架系统供置灵活统单机系统供置灵活统单机/冗余，内置冗余，内置/外置，外置，提：提：N+X冗余，可靠性高枕无忧冗余，可靠性高枕无忧全模块化统功率全模块化统功率/电池电池/充电器），热插拔。人人会用！充电器），热插拔。人人会用！技术领先分散式并联，双变换结构，技

22、术领先分散式并联，双变换结构，DSP全数控全数控高适用性输出高适用性输出PF=0.8，输入超宽电压，输入超宽电压(120-280V)高智能化扩容自识别，多种监控接口高智能化扩容自识别，多种监控接口应用应用:服务器机柜，存储，核心网管系统服务器机柜，存储，核心网管系统支持的系统方案支持的系统方案:单机，单机，1+1/1+2/2+1冗余，冗余，电池内置电池内置/外置外置UP11WDH(mm):48376035342Dimension:600mmW700mmD1400mmHNXe 容量容量:特点特点:IGBT 整流器绿色电源整流器绿色电源双双DSP控制可靠，精确控制可靠，精确超宽电压输入范围超宽电压

23、输入范围(208-477V L-L)Large 大屏幕液晶显示大屏幕液晶显示(12 languages可并联扩充至可并联扩充至6台，支持双总线方案台，支持双总线方案超强智能化简易并联，超强智能化简易并联，黑匣子黑匣子等等体积小，重量清，噪音低体积小，重量清，噪音低国际安规认证统国际安规认证统CE）50/60Hz 兼容，兼容，380/400/415兼容兼容应用应用:中，小核心数据机房中，小核心数据机房电信增值业务，文件管理系统电信增值业务，文件管理系统中型过程自动化系统中型过程自动化系统医疗诊断医疗诊断/成像系统成像系统支持的系统方案：支持的系统方案：单机单机/串联热备份串联热备份/并联冗余并联

24、冗余/双总线双总线43UL33 Series容量容量:特点特点:IGBT 整流器整流器全数字控制全数字控制(双双超宽电压输入范围超宽电压输入范围(-45%-20%)大屏幕液晶显示大屏幕液晶显示 标供输出隔离变压器标供输出隔离变压器应用应用:中型网管中心中型网管中心中型数据机房中型数据机房通信、电力、金融，政府，企业通信、电力、金融，政府，企业Dimension:600mmW860mmD1400mmH(20/30KVA)800mmW860mmD1800mmH(40/60KVA)44容量容量:特点特点:4提：提：12脉冲整流器脉冲整流器4过载能力强过载能力强4超强抗短路能力超强抗短路能力4双母线同

25、步技术双母线同步技术(LBS)4并机环流小并机环流小4可并联扩充至可并联扩充至6台台.应用应用:大型大型IDC/EDC机房机房银行证券结算中心银行证券结算中心/各省分行数据中心各省分行数据中心通信枢纽中心网管系统通信枢纽中心网管系统/计费系统计费系统空管中心，卫星地面站空管中心，卫星地面站半导体制造半导体制造Dimension:*00mmW875mmD1900mmH 45容量容量:特点特点:4除传统除传统Hipulse 优点外优点外4升级为升级为DSP全数字控制技术全数字控制技术4输出功率因数上升为输出功率因数上升为0.94内置内置D级防雷级防雷/并机板并机板/Class A滤波器滤波器/LB

26、S功能功能4简化并机调试工作量简化并机调试工作量应用应用:大型大型IDC/EDC机房机房银行证券结算中心银行证券结算中心/各省分行数据中心各省分行数据中心通信枢纽中心网管系统通信枢纽中心网管系统/计费系统计费系统空管中心，卫星地面站空管中心，卫星地面站半导体制造半导体制造Dimension:*00mmW875mmD1900mmH 46-：电保护：电保护-集中监控集中监控构建柔性设备保护平台构建柔性设备保护平台!47 一、为什么要使用精密空调 1.不良的环境对精密设备统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-产生统破坏性的静电洁净

27、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48 2.精密设备对环境统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 Pa49 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舒适舒适环境的热影响环境的热影响 机房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 21o-27oC 22o-24oC换气能力

28、(次/小时)5-1530-60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+250 2.使用精密空调的技术优势 项项 目目产产 品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：洁净的环境机房专用空调好统0.91.0运行费用 低统好舒适性空调差无0.60.7运行费用 高无差51 3.使用精密空调的部件设计优势项

29、目项目精密空调精密空调舒适性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。

30、52 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：统统1.4KW0.9）3.3）365天24小时0.83303.4元/年舒适空调：统统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。53 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

31、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、培训中心仓储室统博物馆、图书馆、档案管、烟草、食品、医药）542、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：面积法统当只知道面积时）Qt=Q1+Q2 Qt=SP Qt Qt 总制冷量统KW）QtQt 总制冷量统KW）Q1 Q1 室内设备负荷统=设备功率0.8）S S 机房面积统 m2）Q2 Q2 环境热负荷统=0.18kW/m2 机房面积）P P 冷量估算指标(根据不同用途机房的估算指

32、标选取)553、精密空调场所的冷负荷估算指标：l电信交换机房、移动基站统300350W/m2）lIDC数据中心 统 600800W/m2）l计算机房、计费中心、控制中心、培训中心统 300350W/m2）l电子产品及仪表车间、精密加工车间统 300350W/m2）l标准检测室、校准中心 统 250300W/m2）lUPS和电池室、动力机房统 300350W/m2）l医院和检测室、生化培养室、洁净室、实验室统 200250W/m2）l仓储室统博物馆、图书馆、档案管、烟草、食品）(150200W/m2)56 五、艾默生精密空调的多种送风解决方案1、上送风机型统风道送风）工艺设备工艺设备精密空调精密

33、空调572、上送风机型统风帽送风）工艺设备工艺设备精密空调精密空调583、下送风机型精密空调精密空调 工艺设备工艺设备架高地板架高地板精密空调精密空调5960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61“2/3 的故障发生在机架的最顶部的1/3”62 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63646566-：电保护：电保护-散热散热-构建柔性设备保护平台构建柔性设备保护平台!67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681.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692.机房环境监控 温度 湿度 烟感 水浸 红外70 3.动力设备监控 发电机、ATS、低压供电系统、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71 3.动力设备监控 72 3.动力设备监控 73 74