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数据中心建设讲解 王鑫  数据中心工程组成  GB50174—2008解析  机房节能与环保  机房配置计算举例  高频与工频机  双总线供电方案 目 录 数据中心工程组成 数据中心工程内容 GB50174-2008解析 GB50174-2008解析 GB50174-2008解析 GB50174-2008解析 当设备已确定规格时可按下式计算： A = KΣS 式中：A― 主机房使用面积（㎡） K― 系数，取值为5—7 S― 电子设备的投影面积（㎡） GB50174-2008解析 当设备尚未确定规格时可按下式计算： A = KN K―单台设备占用面积，3.5－5.5(㎡/台） N―计算机主机房内所有设备的总台数 GB50174-2008解析 ➢辅助区的面积宜为主机房面积0.2－1 倍 ➢用户工作室可按每人3.5－4㎡计算 ➢工作的房间，可按每人5－7㎡计算 ➢支持区需要根据需求确定 ➢门厅、休息室、值班室和更衣间，更衣间使用面积按最大 班人数的每人1－3㎡计算 GB50174-2008解析 ➢机房的设备布置应满足机房管理、人员操作和安全、 设备运输、设备散热、安装和维护的要求。

➢服务器为前进风/后出风方式冷却时，机柜和机架的布 置宜采用面对面和背对背的方式（或根据制冷方式不同调 整） GB50174-2008解析 ➢成行排列的机柜，其长度超过6m 时，两端应设有出口通 道 ➢当两个出口通道之间的距离超过15m 时，在两个出口通道 之间还应增加出口通道 ➢出口通道的宽度不应小于lm，局部可为0.8m GB50174-2008解析 GB50174-2008解析 GB50174-2008解析 GB50174-2008解析 GB50174-2008解析 GB50174-2008解析 GB50174-2008解析 GB50174-2008解析 GB50174-2008解析 GB50174-2008解析 GB50174-2008解析 GB50174-2008解析 GB50174-2008解析 GB50174-2008解析 GB50174-2008解析 GB50174-2008解析 GB50174-2008解析 GB50174-2008解析 GB50174-2008解析 GB50174-2008解析 GB50174-2008解析 GB50174-2008解析 GB50174-2008解析 GB50174-2008解析 GB50174-2008解析 GB50174-2008解析 GB50174-2008解析 GB50174-2008解析 GB50174-2008解析 机房节能与环保 机房节能与环保 机房节能与环保 机房节能与环保 机房节能与环保 机房节能与环保 机房节能与环保 机房节能与环保 50 PUE建造手段 2.5冷热通道布局+下送风+风冷+50%负载率+工频UPS 2.4冷热通道布局+下送风+风冷+50%负载率+高频UPS 1.9冷热通道布局+下送风+冷冻水外机+50%负载率+高频UPS 1.7冷热通道布局+精准送风+冷冻水外机+70%负载率+高频UPS 1.5 冷热通道布局+水平送风+冷冻水外机+50%负载率+高频 UPS+EC风机 1.4 冷热通道布局+冷通道封闭+水平送风+冷冻水外机+70%负载率 +高频UPS+EC风机 1.35 冷热通道布局+冷通道封闭+水平送风+冷冻水外机+70%负载率 +高频UPS+EC风机+自然冷却 1.25 冷热通道布局+冷通道封闭+水平送风+冷冻水外机+100%负载 率+高频UPS+EC风机+自然冷却（大于5000小时） 机房节能与环保建设方式 ➢数据中心的机房的面积为11.1*5.8≈64平米 ➢取每个机柜的占地面积为中间值3.5m2/台 数据中心可安装机柜： 64m2÷3.5m2/台≈18台机柜（实际安装24台） 机房配置计算举例 服务器为双电源输入，UPS系统为双总线设计， 选用HIFT系列120KVA UPS2台。

电池后备时间按2小时计算： 每台配置12V100AH*3组 电池柜：DBC20A*12台 机房配置计算举例 数据中心的服务器总功率为： 取每个机柜服务器容量3KW/台，那么数据中心服务器总 功率为： 24台机柜× 3KW/台=72KW 机房配置计算举例 1、服务器机房配置： Qt=72KW+0.15 KW/m2*64m2=82KW 最少需配置80KW精密空调2台（一台冗余） 2、UPS室配置： Qt=240KW*0.1+0.15 KW/m2*40m2=30KW 最少需配置30KW精密空调1台（未考虑冗余） 机房配置计算举例 柴油发电机容量 =120KW*1.5+(160KW+30KW)/3.5*2+5KW =300KW 需要配置一台300KW的柴油发电机 机房配置计算举例 机 房 配 置 计 算 举 例 关于UPS”工频机”和”高频机” 市场上将UPS分为”工频机”和”高频机” “工频机”主要特征： 整流器功率器件采用可控硅； 逆变器采用有变压器的电路结构； 逆变脉宽调制频率通常低于5K赫兹 工频机UPS主电路 关于UPS”工频机”和”高频机” “高频机”主要特征： 整流器功率器件采用IGBT； 逆变器采用无变压器的电路结构； 逆变脉宽调制频率高于5K赫兹。

高频机UPS主电路 = = PFC整流：整流： 降低输入电流谐波成分降低输入电流谐波成分 完成完成AC/DC变换并提升电压变换并提升电压 +384V -384V DC/AC逆变器直接逆变器直接4线输出线输出 两类UPS的技术比较 项目高频机工频机 单机容量范围1K-300K（最大500K）10K-800K 输入电压范围±20％－±25％±15％ 输入功率因数0.96-0.990.8-0.96 输入电流谐波失真 THDI 3%-7%5%-30% 逆变器调制频率5－20KHZ2-5KHZ DC BUS电压560-800V120V-540V 主要功能电路整流及升压电路； 逆变器电路； 旁路电路； 通讯显示电路； 充电及升压电路； 电池接通电路； 直流平衡调整电路； 整流器电路； 逆变器电路； 旁路电路； 通讯、显示电路 整机效率94％－96％85％－93％ 充电容量几安－几十安（个别一百安以上）十几安－几百安 占地（500KVA）约1.5㎡约3㎡ UPS框图－－没有区别 维修旁路维修旁路 静态旁路静态旁路 整流器整流器 逆变器逆变器 蓄电池蓄电池 • 组成： 整流器、逆变器、蓄电池、静态旁路、维修旁路－ －都是相同的，没有功能上的区别 两种电路结构UPS的部分性能比较 负载率40%100% UPS 12脉冲 UPS 高频机 12脉冲 UPS 高频机 输入功率因数0.890.990.930.99 THDI 14%5%8%4% 效率89%95%91%95% 两种电路结构UPS的部分性能比较 输入谐波、输入功率因数和效率 工频机UPS运行费用偏高 运行成本的比较 UPS1容量400KVA，效率92％，满载输入功347.8KW ups2容量400KVA，效率95％，满载输入功率336.8KW 一年有8760小时 每度电价格0.8元 UPS1每年比UPS2多支出的电费为： （347.8－336.8）×8760×0.8＝77088元 用能效比为3：1的空调平衡这个发热量还需要支出 77088/3＝25696元 总运行费用多支出77088＋25696＝102784元 用户为什么还会选用传统机型 高频机投入市场初期的不良运行记录 工频机可靠性在理论上高于高频机 对UPS内置变压器的功能理解不完全 没有把环保、节能、运行成本放在很重要的位置 模块化UPS的可靠性 1+1冗余并机和4+1模块化冗余并机的可靠性差别及与负载量的关系 可靠度R(t) 100%负载75%负载50%负载 UPS单机或功率模块0.99 0.99 0.99 单机1+1冗余0.9999 0.9999 0.9999 模块化4+1冗余0.999 0.99999 0.99999995 模块化UPS的可用性 1+1冗余并机和4+1模块化冗余并机的可用性差别及与负载量的关系 可用性A(t) 100%负载75%负载50%负载 UPS单机（MTTR=8h）0.99990.99990.9999 功率模块（MTTR=1h）0.999990.999990.99999 单机1+1冗余0.999999990.999999990.99999999 模块化4+1冗余0.999999992≈1≈1 模块化UPS单机功率较小 模块两种结构形态： • 机架容量做大（640K） • 并机实现大容量（1200K） 适合中型机房使用： • 1000平米以下机房 • 200个机柜的机房 3N UPS供电方案 典型典型DRDR UPSUPS系统（分布式冗系统（分布式冗 余，负载率余，负载率66%66%）） 2N2N UPSUPS系统（负载率系统（负载率 50%50%）） 1200K的负载若选用3台600K的UPS供电，那么最多允许1台 UPS故障，实际上是一个2+1的系统，它的可靠性是0.9996 （3个9）。

若选用4台600K的UPS组成传统的双母线系统， 它是一个2*2的系统，可以允许2台UPS故障，它的可靠性是 0.999996（5个9）若选用6台400K的UPS组成传统的双母 线系统，它是一个3*3的系统，可以允许2-3台UPS故障，它 的可靠性将更高 所以选用“UPS三角形供配电方案”的条件之一是：允许降 低系统可靠性 降低了系统可靠性 1200K的负载若选用3台600K的UPS供电，需要将负载平均分 成3份，每份400K，否则任何一台UPS故障，都会有另外一台 UPS超载但由于每台服务器的功率不一定一样，每个机柜的 功率也不一定一样，再加上其它应急照明、监控等需用UPS电 源的设备，同时还要考虑后续的扩容、维护等动作，实际上要 做到将3份负载始终均分，是不可能的 降低了系统可靠器的双路电源实际上是不能保证电流均分的，这样的话， 1200K的负载若选用3台600K的UPS供电，即便是将静态的 负载功率均分了，正常运行情况下也不能保证UPS各带67% 的负载若一台UPS坏了，更不能保证另两台UPS的负载都 是100%为了避免这种情况发生，还是要扩大UPS的容量 或者数量，所以少配一套UPS的目标还是达不到。

降低了系统可靠性 谢谢 王鑫13671031254 74 。