机房改造方案建议书.docx

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机房改造方案建议书

机房改造方案

建

议

书

陕西鼎益科技有限公司

2017年5月4日

第一章机房改造工程设计概况

随着计算机系统技术和设备的不断更新换代，安装计算机设备的场地技术，即机房工程也在不断地推陈出新。

所采用的新材料、设备、工艺和技术，其目的是为了更好地保证机房的温度、湿度、洁净度、照度、防静电、防干扰、防震动、防雷电、及时监控等，能充分满足计算机设备的安全可靠地运行，延长计算机系统使用寿命的要求，同时又要给系统管理员创造一个舒适、典雅的环境。

因此，在设计上要求充分考虑设备布局、功能划分、整体效果、装饰风格，体现现代机房的特点和风貌。

一、本次改造机房情况概述

西电集团医院机房位于西安市丰登路97好集团医院一楼，面积35㎡，宽5米左右，长7米左右。

机房中间有玻璃隔断，现有5个机柜。

机房使用两台工业空调制冷，效果不理想。

改造要求：

改造按传统机房设计，将玻璃隔墙打通，更换两台工业空调为精密空调。

更换机房UPS，延时计划2个小时。

增加动环监控一套。

二、设计理念

根据项目概况，我们所做设计在各项规范的前提下满足客户需求和后续发展需求。

机房建设应依据国家有关标准，充分利用、整合现有资源，按照“实用可靠、有效适度、经济节约、技术先进”的总体原则实施。

在机房设计、建设过程中还应充分考虑方便今后的运行维护，并能有效降低机房运行及维护成本。

机房建设的具体原则主要包括：

高安全性

要充分考虑并采取有效措施防止火灾、电力故障、通信故障、漏水、雷击、非法入侵等造成的安全事故。

高可靠性

采取有效措施提高平均无故障时间（MTBF），降低平均修复时间（MTTR），提高运维管理水平。

标准化和规范化

在数据中心机房设计和建设过程中，应当基于有关国家标准和国际标准，坚持统一标准、规范的原则，从而为未来的业务发展、设备扩容奠定基础。

灵活性和可扩展性

数据中心机房必须具有良好的灵活性与可扩展性，能够根据今后信息化发展及技术进步的需要，提供设备扩容、技术升级、设备更新的灵活性。

先进性

在综合考虑成本、效益的前提下，尽可能采用先进、成熟的技术和设备，保证既能满足当前的需求，又能兼顾未来业务和技术发展的需要。

实用性

数据中心机房的设计和工程建设要充分考虑功能的实用性，要以充分满足技术、管理需求为前提。

可管理性

采用的各类机房设备应具有智能化、可管理的能力，同时通过建立全面、完善的集中监控和管理系统，实时监控机房的运行状况，及时发现异常情况和故障，提高机房运行的安全性和可靠性。

机房的各类设备、设施要便于维护。

经济性

在进行工程设计和建设过程中，在充分满足需求的前提下，应努力节约成本，降低建设费用。

同时，还应综合考虑能以较低的成本、较少的人员投入来维持今后的日常运行，降低运行成本。

人机工程

在数据中心机房设计和建设过程中应根据人机工程原理，考虑机房工作人员的便利、舒适。

环保、节能、采用环保材料、加强环保措施、避免环境污染；采用节能设备、重视节约能源。

三、设计依据

1）.GB50174-2008《电子计算机机房设计规范》；

2）.YD/T1095-2000《信息技术设备用不间断电源通用技术条件》；

3）.GB2887-2000《计算机场地技术条件》；

4）.GB7450-87《电子设备雷击保护导则》；

5）.CECS72：

97《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》；

6）.CECS89：

97《建筑与建筑群综合布线系统工程施工及验》；

第二章空调部分方案建议

一、空调系统

机房原有工业空调两台，现更换为两台精密空调。

根据机房空调选用要求，空调选用需要满足所有设备所需制冷量。

根据设计10个机柜计算要达到其所需制冷量的空调功率如下：

根据Qt=Q1+Q2

Qt总制冷量（KW）

Q1室内设备负荷（=设备功率×0.8）

Q2环境热负荷（=0.18kW/㎡×机房面积）

Qt=（10×3kW×0.8）+（0.18kW/㎡×35㎡）

=30.3KW

计算得知达到本次改造机房所需制冷量所需空调功率最少为30.3KW。

从机房整体设计考虑，在满足所需制冷量的同时建议选用备用空调。

备用空调选用可以降低机房制冷故障的风险，以及加强空机房所需制冷的保障性。

从科学设计和现代机房的建设特点建议选用所需制冷功率空调相同功率的空调。

由以上数据和方案确定，建议采用两台30KW制冷量空调。

两天空调实现互为备份，提高制冷可靠性。

二、空调推荐及产品介绍

根具机房实际情况和客户需求，我公司推荐使用两台艾默生PEX系列上送风30KW空调。

实现机房制冷需求和制冷可靠性。

空调产介绍：

Liebert.PEX系列描述

Liebert.PEX――稳定可靠的精密空调系统

描述：

✧Liebert.PEX机组是基于艾默生全球研发与设计平台的精密空调机组

✧高可靠性、高灵活性、全寿命成本

✧制冷量范围宽，风冷机组20kW~100kW

应用范围：

✧中、大型交换机房和移动机房

✧计算机房和数据中心（IDC）

✧高科技环境及实验室

✧工业控制室和精密加工设备

✧标准检测室和校准中心

✧UPS电池室

✧生化培养室

✧医院和检测室

优点与特点：

1、高可靠性、高灵活性、全寿命低成本

2、可拆卸搬运的结构，100%全正面维护，节省机房占地空间

3、艾默生Copeland高效涡旋式压缩机，适合环保制冷剂

4、大面积V型蒸发器，分配器精密设计，确保节能

5、独特的高效远红外加湿系统，加湿速度快，适应恶劣水质，低维护量

6、5寸超大屏幕全中文图形显示屏

7、强大的联控与通讯功能

8、风冷全调速冷凝器，噪声低；

高适应性：

✧多项节能设计多种送风方式，满足不同气流组织需求多种冷却方式

✧适应R22、R407C等不同冷媒多种监控方式

✧风冷冷凝器提供适合不同温度环境（包括低温启动）的配置

✧风冷方式提供超远安装距离和超高落差的方案

Liebert.PEX机组的特点

✧高可靠性、高节能性、全寿命低成本

✧同等制冷量条件下，占地面积最小。

侧面及背面不需要维护空间，前面只需要600mm维护空间

✧可拆卸后搬运，保证重新组装与整机无差别，适合特殊场地搬运（如利用小电梯或狭小通道）

✧艾默生Copeland高效涡旋式压缩机，适合环保制冷剂（R407C）

✧大面积V型蒸发器，快速除湿设计，确保节能

✧独特的高效远红外加湿系统，加湿速度快，适应恶劣水质，低维护量

✧全中文图形显示屏

✧强大的群控与通讯功能

Liebert.PEX机组的设计

✧Liebert.PEX风冷系统的室内机由压缩机、蒸发器、加热器、风机、控制器、远红外加湿器、热力膨胀阀、视液镜、干燥过滤器等主要部件组成。

✧PEX风冷机组整机性能体现了高可靠性、高灵活性、高节能率、全寿命低成本。

✧PEX可靠性充分体现在：

智能控制系统；Copeland涡旋压缩机；远红外加湿系统；全调速低噪声冷凝器等

✧PEX高灵活性、高节能率充分体现在：

智能控制系统；远红外加湿系统；全调速低噪声冷凝器；占地面积小；可拆卸搬运，全正面维护；可直接应用环保制冷剂等

✧PEX全寿命成本充分体现在：

智能控制系统；Copeland涡旋压缩机；V型蒸发器；精确蒸发器分配器喷嘴设计；远红外加湿系统；全调速低噪声冷凝器等

✧采用真正的模块化设计思路。

生产的单制冷回路和双制冷回路PEX系列精密空调，可以提供单机的制冷量为20KW至100KW。

即能满足现阶段的使用，又能适应未来发展的需求，具有非常广泛的应用范围。

它采用了先进的微处理器控制技术，完全满足机房对环境的精密控制要求。

并且机组控制器可完成各机组间的定时切换及故障切换，同时便于空调系统的集中管理。

PEX机组标配加湿系统为远红外加湿器。

✧应用高能效比的谷轮（Copeland,艾默生子公司，世界上最大的涡旋式压缩机生产厂）公司涡旋式（SCROLL）压缩机。

涡旋压缩机的活动部件的减少使机组的噪声及震动降低很多；压缩机的压缩过程连续、平稳；压缩机的排气过程旋转角度超过540度；在吸气及压缩过程中没有热量交换；在压缩过程中制冷剂气流方向没有改变；减少了气流损失；涡旋式压缩机无需高、低压阀门；减少了阀门损失，防止产生液击；启动电流低。

✧

张力自调节风机系统，在出厂设置或现场可通过更换电机皮带轮和皮带的方式（而不是风机皮带轮和皮带）调节机外余压，在增加机外余压的过程中，确保通过增加电机功率同时增加风量和风压（而不会导致更换风机皮带轮和皮带导致的风压增加、风量下降的问题）。

此外，独特的皮带张力调整系统，可避免在运行过程中出现皮带过松及过紧的现象，消除了风机丢转的弊病，大大的延长了皮带的使用寿命。

✧采用了“V型”蒸发器盘管，采用了带内螺纹的铜管及冲缝型翅片，比采用传统式盘管的机组有更高的传热效率。

采用“V型”结构盘管可使制冷系统的循环与制冷负荷相匹配，并且通过盘管表面的气流更加平稳，最大限度的降低机组噪声。

✧高效低维护量的远红外加湿器：

加湿速度快，适应恶劣水质，低维护量。

加湿器不锈钢水盘，高强度的石英灯，微电脑绝对湿度逻辑控制，5至6秒钟内即可将洁净的蒸汽微粒加入空气中。

石英灯提供的辐射能，使水份在

纯净状态蒸发，不含杂物。

远红外加湿器备有自动供水系统，它大大减少了清理维护工作。

这个系统有一个调整的过量供水器以防止矿物质沉淀，在水压为34.5至1034千帕之间，可适当地调节流量。

控制阀还设有一个Y型的松紧螺旋扣，内置水过滤网。

远红外加湿对水质无要求，运行成本低，加湿量大，维护量少。

当加湿水盘内达到高水位标准时，水位探测器将传达报警信号，石英灯和加水阀门都关闭保护。

运行成本低（免除电极加湿式需频繁维护和更换加湿罐的问题）。

✧PEX系统的微处理控制器采用5寸全中文蓝色背光液晶LCD显示屏显示，一般情况下显示室内当前的温度和湿度，温湿度设定值，设备输出百分比图（风机、压缩机、制冷、制热、除湿、加湿等）及报警情况。

用户还可以从显示屏的主菜单上进入浏览各设定点、事件记录、图形数据、传感器数据，报警设置等更详细的信息。

用户界面操作简洁，多级密码保护，能有效防止非法操作。

控制器具有掉电自恢复功能，以及高/低电压保护。

通过菜单操作可以准确了解各主要部件运行时间。

专家级故障诊断系统，可以自动显示当前故障内容，方便维护人员进行设备维护。

可存储400条历史事件记录，可以记录MESSAGE（消息），WARNING（警告），ALARM（报警）三种事件。

配置RS485接口，通信协议采用信息产业部标准通信协议。

友好的用户操作菜单界面可以使操作人员很方便的对系统和报警状态进行查询及消声，机组的控制器具有声、光信息报警，标准报警信息包括：

高温报警、低温报警、高湿报警、低湿报警、系统高压报警、系统低压报警、滤网堵报警、风量丢失报警、其他用户自定义报警等。

机组信息可以通过PC机监控。

✧

控制器强大的Teamwork群控功能。

PEX的每个模块都有独立的控制器，并且可以根据现场情况，将各模块联动与群控，同一区域可以将32套机组进行Teamwork方式统一控制管理。

实现的Teamwork群控功能包括：

1、备份：

备份自动切换功能，当群组中机组发生故障时，备份机组自动投入运行，提高空调系统的可靠性；2、轮巡：

定时切换备份机组；3、层叠：

根据机房内热负荷的变化自动控制机组中空调机的运行数量；达到节能的目的4、避免竞争运行：

避免同一机房内多台空调机同时运行在相反的运行状态（制冷/加热、加湿/除湿），达到节能的目的

✧采用高效全调速冷凝器，噪声水平业界最低。

其机组框架由不锈钢连接件与船用等级耐腐蚀铝材组成；一体式风机组合采用独特减震设计；维护要求极低的风扇电机适用于各种气候条件；单/双制冷回路设计；（室外冷凝器）适用于各种恶劣气候条件；可选择水平/垂直两种方式进行（冷凝器）安装。

✧标配点式漏水检测器，先进的漏水检测系统可以向机组或一个独立的监控系统提供声光报警信息。

当漏水告警启动时，将自动关闭加湿系统。

Lebert.PEX机组的节能设计

1、高能效压缩机，确保机组高能效比采用了世界最大的工业级别压缩机制造商谷轮公司（艾默生子公司）生产的高效涡旋式压缩机，能效比高。

涡旋压缩机的活动部件的减少使机组的噪声及震动降低很多；压缩机的压缩过程连续、平稳；压缩机的排气过程旋转角度超过540度；在吸气及压缩过程中没有热量交换；在压缩过程中制冷剂气流方向没有改变；减少了气流损失；涡旋式压缩机无需高、低压阀门；减少了阀门损失，防止产生液击；启动电流低。

2、高效风机系统室内风机为最匹配效率设计，保障风机工作在最佳状态，达到节能目的。

自张力调节设保障传动机构高效稳定工作。

3、“V”型双面蒸发器结构，确保高换热效率：

提高了换热面积，保证了换热效率高，不用加大风机功率弥补换热面积不足，同时机组运行匹配优越。

4、高效远红外加湿器与绝对湿度控制节能：

高效远红外加湿器5至6秒钟内即可将洁净的蒸汽微粒加入空气中，加湿效率高。

绝对湿度控制方式是按空气中的水分含量控制湿度，不会因温度波动引起的相对湿度波动，造成机组不必要的加湿或除湿动作。

一般机房的温度波动是正常的，如果采用相对湿度控制湿度，则在机房温度降低时相对湿度升高，引起机组的除湿运行，造成不必要的能耗；反之温度升高时相对湿度会减小，引起不必要的加湿运行。

5、室外全调速风扇：

保障室外风机转速与室内机组要求的散热量时时匹配，达到节能目的。

6、控制器强大的联动与群控功能，通过Teamwork方式统一控制管理,实现机房环境的节能控制。

第三章UPS部分方案建议

一、UPS系统

根据客户需求，更换UPS设计为可进机柜的机架式UPS，延时2小时。

以改造后机房设备功率计算所需UPS功率如下：

10×3KW＝30KVA。

考虑到UPS设备的运行功率，所需UPS为30KVA÷0.9＝33.4KVA的UPS。

再考虑到实际情况建议所选用UPS应为40KVA。

延时两个小时所需电池计算如下：

电池按负载40KW时延时2小时计算电池，电池计算过程如下：

根据恒功率计算公式：

恒功率计算公式W=（PL*2）÷（Vf*η）（W/cell）

W为所需电池的每单格功率，单位为W/cell

一般的，1h以下备电，W为放电至终止电压1.67V/cell的恒功率数据；1h以上备电，W为放电至终止电压1.75V/cell的恒功率数据；

PL为负载功率（=UPS额定容量*功率因数），Watts

Vf为电池组额定电压，V

η为逆变效率

W=40*1000*2÷384÷0.96（W/cell）

所得W=195.3（W/cell），

注：

Vf为384V，η为0.96

查雄套三瑞12V150AH在1.75V电池恒功率放电表为101W/cell，195.3/101=1.93≈2组（每组32节），共64节12V150AH电池可以满足40KW后备2小时要求。

二、UPS推荐及产品介绍

根具机房实际情况和客户需求，我公司推荐使用一台艾默生ITA系列机架式40KWAUPS。

实现机房配电需求和可靠性。

UPS产品介绍：

艾默生ITA系列UPS系统是艾默生最新研发的产品，ITA系列产品许多特点达到业界最高水平，同时输入兼容三进单和三进三电网（自适应）的UPS超高功率密度，40KW只需4U高度等核心特色特点。

ITA系列UPS诸多优点为用户提供稳定、洁净、不间断的电源，并具备完备的网络管理功能，为用户提供高可靠性，高性价比，高适应性，高可用性的业界同功率断最先进的产品。

产品突出特点

Ø超高功率密度，整机4U

Ø超宽输入电压/频率范围，适应恶劣电网环境

Ø输出功率因数高达0.9，带载量提升20-30%

Ø效率高达95%

Ø兼容机架式/塔式安装方式

Ø支持并联扩展运行

Ø提供丰富机架选件，方便机架内的配电/监

Ø控等功能的一体化实施

Ø可平滑接入艾默生易睿TM监控系统

Liebert®ITAUPS的产品定位？

■适用于安装有机房空调的服务器、网络交换机、控制设备机房，保护关键信息设备

■完全匹配艾默生易睿TM机房整体方案

■黑色机身设计突显了与服务器、机柜的和谐搭配

Liebert®ITAUPS如何确保供电的高可靠性？

■双变换在线式设计，市电掉电无中断

■支持1+1并联冗余和同步双母线，提供高可靠性供电方案

■DSP全数字控制，输出稳压精度高

■采用最新IGBT器件，实现输入超宽抗电网波动范围

■输入标配防浪涌电路，实现卓越的抗电网浪涌能力

Liebert®ITAUPS如何带来绿色环保？

■整机效率高达95%，节能效果显著

■输入功率因数高达0.99，电能利用率高

■满足欧盟RoHS指令，物料/工艺无有毒物质

■可调速智能风扇，风扇转速自适应调节，有效节能降噪

■提供ECO运行模式，效率高达99%，高效节能

Liebert®ITAUPS如何为您省钱？

■高达0.9的输出功率因数，挂接更多负载

■支持并机扩展运行，且无需并机插框

■系统效率高，省电、运行成本低

■功率密度高，占用机架空间小，节省机架数量

Liebert®ITAUPS如何方便的维护？

■超大尺寸LCD和LED显示，各类运行数据/系统状态/历史情况一目了然

■操作显示面板旋转设计，可随安装方式不同自由调整角度，方便直观

Liebert®ITAUPS如何提高方案的可用性？

■兼容机架式与塔式安装

■并机或双母线系统可与输入输出配电装置集成于一个服务器机柜中

■可通过级联电池模块方便地延长后备时间

Liebert®ITAUPS如何满足各种监控需求？

■提供最新USB监控端口

■提供可采集环境量的SIC网络适配卡，支持服务器自动安全关机功能

■后台软件兼容多种操作系统（Windows/Linux/HP-UX/SunSolaris/IBMAIX等）

■兼容艾默生机房监控平台SiteMonitor，支持Web监控

■提供Mib库，方便接入各类NMS网管系统

Liebert®ITAUPS如何保护和延长电池组寿命？

■超宽输入电压/频率范围，有效减少电池放电几率，延长寿命

■温度补偿功能，减少环境温度对电池寿命的影响

■超强充电能力，有效缩短电池回充时间

■电池组节数设置灵活，便于电池系统的利旧

■支持共用电池组，节省电池投

技术参数：

容量

40kVA

型号

ITA30KVA

变换类型

双变换在线式

输入参数

整流器类型

IGBT整流

额定输入电压

380/400/415Vac，三相四线

额定工作频率

50/60Hz

输入电压范围

228Vac～476Vac（三相，228V可带50%负载）

输入频率范围

40Hz～70Hz

输入功率因数

满载>0.99，半载>0.98

输入电流谐波（THDi）

＜5%

电池

适用电池类型

铅酸免维护蓄电池

电池节数

30/32/34/36/40节可设置

充电器输出稳压精度

恒流和恒压充电模式，均充自动控制可设置

输出参数

额定输出电压

380/400/415Vac，单相三线或三相四线可选

额定输出频率

50/60Hz可设置

输出功率因数

0.9

额定输出功率

40kVA/36kW

电压稳定度

±1％，平衡负载；±2％，不平衡负载

输出电压波形畸变率

<2%（线性负载），<5%（非线性负载）

负载最大峰值因数

3:

1（满足IEC62040-3）

阶跃型负载能力

100%

过载能力（%额定负载）

05%～125%额定负载5min，125%～150%额定负载1min

旁路参数

旁路输入电压

380/400/415Vac，三相四线

旁路电压范围

默认-20%～+15%，-40%、-30%、-10%、+10%、+15%等其它范围值可通过软件设置

旁路过载能力

105％～125％10min

系统参数及标准

能否实现并机

支持1+1并机及同步双总线

安装方式

机架式/塔式兼容

整机效率

>95

切换时间

0mS

噪声

≤58dB

语言

中英文

面板显示方式

LED/LCD显示标配

安规

IEC/EN62040-1-1

电磁兼容

IEC/EN62040-2，IEC/EN61000-3-11，IEC/EN61000-3-12，YD/T1095-2008

浪涌保护

IEC/EN62040-2，满足IEC/EN61000-4-5

防护类型

IP20

外观尺寸（W×H×D）

435*750*1784U

重量

50kg

保修

1年

通信及管理

接口类型

USB/智能卡槽（干接点卡/干接点扩展卡/SIC卡/Modbus卡/RS485卡）

环境参数

运行温度范围

0～＋40℃

相对湿度范围

5～95％，无凝露

最大运行海拔高度

<1000m，超过1000m时，1000m以上每100m降额1％

第四章动力环境检测系统

根据客户需求，本次改造机房需要24小时不间断运行的自动监控系统。

监控系统监控的环境和设备主要包括：

配电系统、精密空调系统、机房温湿度、漏水检测、火灾探测等，同时还门禁系统、视频安防监控系统，实现机房的无人值守或少人值守。

监控整体方案

艾默生模块化数据中心监控系统包括环境监控子系统、设备监控子系统、视频监控子系统、以及智能门禁子系统等，主要监控对象如下图所示：

艾默生模块化数据中心监控系统分为两级结构，上层集中监控中心（RDU-M）和下层监控对象信号采集和管理设备（RDU-A、SIC卡、各种传感器、摄像机、门禁系统）。

易睿管理器与下层监控设备之间通过IP网络进行连接，系统架构如下图所示：

图：

系统架构

系统主要功能包括：

1）模块化结构设计：

所有监控单元采用模块化设计，系统扩容维护方便

2）系统高可靠性：

能够7×24×365不间断地连续工作，平均无故障时间（MTBF）大于20万小时，平均修复时间（MTTR）小于2小时

3）系统安全性控制：

服务器采用Linux操作系统，系统稳定可靠，不易受到病毒感染和黑客攻击

4）用户权限管理：

对所有操作人员按其工作性质分配不同的权限，并有完善的密码管理功能，有效的保证系统及数据的安全

5）UPS系统：

实时显示并保存各UPS通讯协议所提供的能远程监测的运行参数和各部件状态，包括输入、输出电压、输出电流、输出频率、整流器状态、逆变器状态、电池状态、旁路状态、负载状态、各部分的工作参数。

实时判断UPS的部件是否发生报警，当UPS的某部件发生故障或越限时，监控主系统发出报警。

高压直流UPS的监控：

实时浏览HVDC的详细状态，发送控制指令到设备，设置设备参数，如有新告警产生，可观察到自动弹出的动态告警。

6）机房精密空调系统：

监测空调机运行状态，故障时进行报警。

监视空调各部件（压缩机、风机、加热器、加湿器、去湿器、滤网等）的运行状态与参数，包括压缩机状态、风机状态、加湿器状态、去湿器状态、加热器状态、空