一种微模块数据中心的算例验证及应用
摘要：本文首先阐述微模块数据中心的关键系统，随后，针对数据中心建设过程中涉及的各类关键子系统，从设计过程出发，在确定机房等级和规模基础之上，通过规划和综合分析微模块数据中心各子系统的影响因子，梳理各子系统的计算过程，并结合实际案例演练，得出结论，希望能为数据中心的前期设计、后期工程验证提供技术性指导和参考。 关键词：微模块、数据中心、设计、机房等级
1.工程概况
本项目位于江苏南京，是某区党政机关新建大楼，整栋大楼基础装修均已完成，机房占地约185m2（约26.4米*7米），周长约117m2，机房区约138.9m2，辅助区约20.04m2，UPS配电间约25m2，楼层层高4.5m，梁下净高4.2m，吊顶高度1.3m，静电地板高度0.4m，位于该大楼3层，为该党政机关的中心机房，根据业主规划，中心机房为B类机房，验证原则参考国标GB 50174-2017,采用整体设计分布实施指导方针，首先进行新大楼数据中心建设，其次对原有机房进行搬迁，部署两套双排微模块，单套布局为：20台机柜+1精密列头柜+3台列间空调，共24个柜位。
1.项目实际应用
本项目采用主流的以快速部署、灵活扩容和稳定运行的微模块，部署机房配电系统、精密空调系统、UPS及电池系统、动环监控系统、防雷接地系统、无管网消防系统等，整体设计中心机房满足大楼在办公和业务未来3-5年规划。
2.1机房布局
主机房场地选址位于大楼的3层，机房场地远离振动源、噪音源、磁场、电场干扰区及动荡区。机房区域划分为、辅助区、三大部分，主机区（主要放置机柜、空调、交换机、服务器等设备），支持区（主要放置UPS主机、配电柜等设备）、辅助区作为备品备件扩展用。本项目根据数据中心设计规范及现场的实际需求，分为主机房区、支持区和辅助区[1]，具体规划如下：
2.2供配电系统
奥肯定律数据中心工程中负荷包括IT设备、辅助设备、消防设备和一般办公等非重要用电负荷。
2.2.2配电系统架构
本次机房采用B级机房标准建设，IT配电通过UPS输出供电，空调照明等由市电直接供电。配电路由为： A路PDU：市电→UPS→IT机柜A路PDU；
B路PDU：市电→UPS→IIT机柜B路PDU；
空调照明：市电→空调照明设备；
2.2.3电气负荷预留计算
采用需要系数法进行负荷计算，负荷计算结果作为变压器、UPS等供配电系统各环节设备的依据[2]。本次微模块机房布置40台IT机柜（每个机柜5kW）、6台精密空调和照明、新
风辅助设备(负荷按照每150W/平方米)，需要系数为0.9，同时系数为0.9，机柜用能负荷功率因素0.95，整个机房有功功率合计263kW。
2.3UPS系统
2.3.1UPS选型
UPS不间断电源系统是控制系统电源的关键部分，需要考虑系统的容错性和可维护性。本机房供电采用2N结构，根据负荷测算，选用2台300KVA的UPS主机。
2.3.2电池选型计算
本项目后备时间按照带IT负荷（250kW）电池后备2小时计算，供电采用2N结构，单台UPS供电125kW。
首先计算电池后备负荷均摊在每个2V单体上的功率。
计算公式如下：
Pnc={P*Pf}/（η*N*n）
中国工业经济P：125kW
N：单体电池cell数为1(该项目需用12V电池，故取6)
Pf：负载功率因数，该项目取0.8
η：逆变器效率为0.95
n：电池组串联12V电池个数为40节(每组40节)
电池EOD点：1.75V
Pnc：每cell均摊的功率W
经计算，每个12v单体电池的放电功率为：Pnc={125000*0.8}/（0.95*6*40）=438W/Cell；
查询厂家蓄电池电池恒功率放电数据表，200-12（12V-2000Ah）电池放电120min，截止电压为1.75V/cell功率为438W/Cell，由于137.5*3=438W/Cell，经比较125kW后备2h需要3组12V-200AH蓄电池，每组40节，得出250kW共需要240节12V-200AH蓄电池串联，满足
UPS带IT负荷250kW电池后备1H的要求。分摊到每台UPS延时约2小时，采用240节12V-200AH电池。
国际标准视力表2.3.3蓄电池组承重计算
本项目选用12V/200AH电池240节，每节电池的重量约为60KG，40节电池架的重量约为80KG,一个40节电池柜的总重量统计为40*60+80=2480KG，40节电池架的占地尺寸约为2500*1500mm，面积为3.75m²。
蓄电池间楼板承重计算为F=2480/3.75=661.3KG/m²。
换算成KN/m²=661.3/100=6.61KN/m²。
目前3楼机房承重为9KN/m²，满足电池放置承重要求。
2.4精密空调选型计算
整个机房热负荷应包括下列内容：模块内设备的散热、建筑围护结构得热、人体散热、照明装置散热、新风负荷、伴随各种散湿过程产生的潜热。
精密空调的负荷一般要根据上述热负荷分析的实际热量和变化进行准确计算，但在条件不允许时也可概算，可以采用功率及面积法：
Qt=Q1+Q2，其中Qt总制冷量（KW），Q1室内设备负荷（取值：设备功率*0.9），Q2环境热负荷（0.12～0.18KW/m² ×机房面积）。英语教学反思案例
本项目热负荷计算：
Q1（室内设备负荷）=259.2*0.9=233.28KW；
Q2(环境热负荷)=0.12Kw/m²x184.68m²=22.16KW；打破银行垄断
Qt(总制冷量)=233.28+22.16=255.44KW；
考虑到机房内有2个微模块，微模块空调的总体制冷量需求按一半来计算，即255.44/2/40=3.19，每个微模块至少用选用3台40KW列间精密空调，机房内共选用6台40KW列间空调来满足设备制冷量需求。
2.5动力照明及插座系统
2.5.1机房照明系统选型计算
机房普通照明系统电源由安装在网络通讯机房内的照明总箱引来，为服务器机房、网络通讯机房大数据云机房照明供电。照明设计时，遵照以下照度、照明的均匀度、照明的稳定性、眩光与阴影、发光效率原则，根据照度计算公式N=E*A/(Φ*UF*MF)/n，计算出各个房间所需要的灯具数约33套，配置相应的灯具，从而保证各个房间的照明要求。艾爵隐形眼镜
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