机房消防报警系统设计及气体灭火防护(2)

2019-04-08 19:52

使用智能基础设施管理系统能更好地利用资源,降低维护成本,更快地实施变更,减少停机时间,提供更高的服务性能水平,从而提高收益。

减少数据中心中的材料浪费和能源低效使用有很多种途径。对无源系统进行优化能为打造绿色数据中心做出巨大贡献。若能在设计过程中就召集综合布线厂商与网络设备、能源、通风空调系统(HVAC)等厂商一起讨论,打造出高效的设计,则可以减少环境废物,以低成本提供高性能的系统,创造使用寿命长的高效解决方案。

数据中心的缆线防火需求

和系统管理员工作区域(有人区域),其中管理员工作区的环境与商业大楼基本一样, 数据中心分为无人机房和系统管理员工作区域(有人区域),其中管理员工作区的环境与商业即:以人的逃生、火势不蔓延为目标,采用阻燃、低烟和毒性小的缆线材料。这类缆线中的典型系列是美国的CMx线缆高阻燃缆线和欧洲的LSOH低烟无卤缆线。

对于无人机房,情况有些不同。首先,机房内没有工作人员;其次,在机房内有着大量的信息设备;第三,火焰有可能顺着缆线蔓延到无人机房外或蔓延到无人机房内。为了解决这三个问题,可以选用CMP等级的综合布线缆线,利用其缆线能够在高达500℃的温度下,仍然能够保持20分钟不损毁的优越特性,为信息紧急备份留下一定的时间。

1. 两种防火线缆标准系列

在国际标准中有两个缆线防火系列的标准:IEC 60331系列和IEC 60332系列: IEC 60331系列属于耐火缆线系列,它要求缆线在火焰中仍然具有合格的传输能力,其指标为:在750℃时能够继续工作30~90分钟(共分30分钟、60分钟、90分钟三个等级)。它的特点是:当场的温度达到750℃时,缆线仍然能够在30分钟到90分钟时间内正常工作,这样就给消防报警和应急广播提供了指挥疏散的可能性,也给计算机的正常关机和应急数据备份提供了时间;

IEC 60332系列属于阻燃缆线系列,它要求缆线在火焰中不会蔓延(阻燃)、烟雾少(低烟)、无毒性(无剧毒的卤素元素存在),即能够阻止火势顺着缆线蔓延,而且能够让陷在火场中的人员具有逃生的可能。

对应于这两份国际标准,在2001年形成了公安部标准GA 306.2和GA 306.1,到了2007年,又对这两份标准进行了升级。

2. 在数据中心无人机房内的防火线缆需求分析

在无人工作的数据中心(无人机房)内,都设有消防报警系统和警铃和指示灯,在无人机房内临时工作的人员在遇到火情后可以在第一时间内撤离机房,只有主机、服务器、存储设备等等还滞留在机房内,无法自行逃生。

在面对这样的情况,除了保证人身安全外,是否能够阻止火势蔓延到无人机房、无人机房起火后是否能够在最大限度内保证设备内信息的安全性、是否能够保护设备的接插件不受到腐蚀性气体的腐蚀,就成为了防火中必须要考虑的另一个问题。

对于信息系统而言,最有价值的是信息,而不是设备。为了信息安全,人们推出了冗余、备份、异地备份等各种各样的方法,不惜耗费巨资也要确保信息的完整无损。对于数据中心内的信息而言,如果能够保证设备在收到火警后立即开始归拢数据,并将它们全部传输到安全的地方,然后计算机设备正常关机,这将使信息流失的可能性降到最低。

即使是异地备份,仍然有些信息需要临时汇总。例如,在一些政务中心内,会有UPS为部分电脑提供电源,让数据能够及时归拢。

然而,这一连串的工作是用时间换来的,如果传输线缆不能在火场中保持正常传输的能力,那就谈不上归拢数据。如果电源电缆不能在火场中保持供电的能力,那就谈不上计算机设备的正常关机。由此可见,在万一起火后,最理想的方式是在一定的时间段内保证计算机设备正常工作,将信息安全保存后,正常关机。而要全部完成这些工作,最少需要30

分钟以上的时间。

设备安全不是本文的内容。对于综合布线系统的缆线而言,要达到在一定的时间段中、在火场的高温下能够正常传输、防止火势顺着缆线蔓延、避免腐蚀性气体损坏计算机设备的接插件这三个目标,最理想的方案是开发既有耐火能力又有阻燃低烟无卤能力的传输缆线,因为低烟无卤缆线放出的气体中仅含水和二氧化碳。

在欧洲,已经出现了能够在800~850℃的火场高温下仍然能够正常工作180分钟(FE180),同时阻燃能力达到IEC 60332.3C(垂直缆线阻燃试验等级)的低烟无卤光缆,它打破了低烟无卤缆线无法在高温下工作的说法,达到了可以同时满足上述三个目标的能力。

在数据中心中,核心线路都是光缆,而双绞线(目前还没有看到FE180等级的双绞线,故使用CMP双绞线仍然是目前最理想的选择)仅仅只是在服务器机柜附近出现。如果这些光缆能够使用这种新型耐火和阻燃能力都极强的低烟无卤光缆,那将为数据中心的信息安全和人身安全都带来机遇。

数据中心机房散热冷通道热通道问题分析 方式有很多种,比如房间级的包围设备制冷,也就是传统的把机房空调放置在机房的周围,也就是冷风到里面去。

这是一个很专业的领域。我相信你刚才一定注意到我提到一个密度策略的问题。其实密度策略直接影射出来的就是供电、制冷的策略。基本上来说,在数据中心里,制冷方式有很多种,比如房间级的包围设备制冷,也就是传统的把机房空调放置在机房的周围,通过高架地板,加上打孔的地板,把冷风送到机柜的前部,也就是冷风到里面去。这种方式能够满足的范围是在每个机柜不能超过3000瓦的制冷范围。所以,在传统的低密度的机房里面,都是采用这种房间级的包围式制冷。

讲到机房散热问题的时候,这有几个前提。机房的布局方式分为冷通道和热通道,也就是面对面、背靠背的摆放方式。另外,我们为了提高散热的效率,在没有安装服务器的机柜行里面,应该安装服务器的网板,避免机柜层面冷热空气的混合。

接下来在制冷密度策略里面,第一是房间级的制冷,它的空间约束是在每个机柜不能超过3个千瓦的功率密度。但在实际的应用过程中,会面临这样的问题。现在有一个低密度的数据中心,在这个过程中,IT设备的更替是逐渐实现的。这个时候,它有可能在低密度机房里面应用到高密度的设备,比如高密度的服务器,刀片式的服务器。可能会让单个机柜里面的功率密度超过3个千瓦,这个时候,我们的用户就会有两个选择,辅助制冷和分散负载。

如果数据中心机柜里面的机柜空间足够大,我们就把这些设备分散开来,让每一个机柜里面的负载不超过3个千瓦。另外一种辅助制冷,比如现在没有多余的地方,就应该给机柜增加辅助送风、辅助排风的装置,也就是ARU和ADU。ADU是气流分配,ARU是气流的排除,尽可能地更快地把热空气排走。这样的话,可以支撑一个机柜里面大概6—7千瓦这样功率的密度。

如果客户有更高层面的需求,就需要考虑行级的制冷,也就是采取水平送风行级的制冷的空调,这里面很典型的就是InRow制冷,APC专利的技术。它可以把整个制冷的空调放在机柜行里面,放在紧靠热负载的地方,快速地把机柜后部的热空气吸入制冷以后,通过前部排到机柜聚风口的地方。

我们所有的行级制冷空调都带温湿度监控探头,可以根据负载变化的需要,动态的调整风量,调整变频风扇的段数,也就是调整它制冷的量。一旦我们的用户用到了高密度的设备,同时也应用到了虚拟化以后,这种动态的热点问题会非常明显,它是对于动态热点问题最佳的解决方案。

另外,有的客户有超算的需求,对于一个机柜的功率负载、功率密度已经达到了

20千瓦、30千瓦,甚至到60千瓦层面时,我们建议客户采用机柜级的制冷,就是把机柜两侧各装上一个我们InRow制冷的空调,然后把后部完全封闭起来,也就是热空气从后部排出以后,直接进入制冷的空调里面,再由制冷空调通过前部直接送给一个机柜。

对于客户来说,所有数据中心机房建设的管理,应该是从自己的业务需求出发,尽可能地找到一些相应的参照资料,确保客户目前的业务需求能够转换成合适的IT需求,最终能够转化成合理的可用性目标和合理的效率目标。

数据中心供电系统的设计

余设计系统。通过三相电源三条进线,在有相关的设备的配合下,一起给负载供电。正常时,三条供电线路都工作,每条线路承担总负载的1/3。

该系统称为三隔离冗余设计系统。通过三相电源三条进线,在有相关的设备的配合下,一起给负载供电。正常时,三条供电线路都工作,每条线路承担总负载的1/3。当任 条线路或该条线路上的设备损坏时,其负担的负荷可不间断地切换到另两条正常的线路上。系统结构图如图1所示(B、C相略)。

该设计的优点可用图1所示的单线供电图来说明。图1中只绘出额定负载750 kW 计算机中的一个模块(第一组A相为250 kW)。根据不间断电源输入开关板的有效定额,设计允许供电给4台、每台定额750 kW 的计算机负载。根据设备计算机的负载要求,可方便地调节负载模块数目和供给的计算机的总负载。

1 系统的组成

(1)不间断电源输入开关板:计算机电力系统设计从电网和发电机供电的不间断电源输入开关板开始。如果电网电源失效,该开关板供电的负载自动切换到备用发电机电源。一旦电网电源恢复,负载自动切换回电网电源。

正常时,三块输入开关板都供电,每一块供给约1/3的计算机总负载。但是,输入开关板的定额应使当任一块开关板失效时,两块完好的开关板的容量足以供给计算机的全部负载。

图1中每一块输入开关板的容量为3000A。假定安装了4台750 kW 的计算机负载,额定负载为1600A— —如果任一块失效或要求维修,加到两块完好的输入开关板的负载为2400A。

每一块不间断电源输入开关板装有8个800A断路器,能给4个不间断电源系统的整流器输入和备用输入提供独立的馈线。独立馈线是为了防止因备用输入失电使整流器输入失效。

(2)不间断电源系统:每块不间断电源输入开关板供电给一个独立的不间断电源系统。每个不问断电源系统包含一个静态开关“SS”。该开关集成在不间断电源系统内,并当不间断电源系统发生内部故障时,不间断地将重要的负荷从不间断电源输出切换到电网或发电机电源。

图1中每个不问断电源系统的容量为400kW,而额定负载为250kW。如果任一个不间断电源系统故障或需要维修,两个完好的不间断电源系统中的每一个上的负载为375kW。

(3)不间断电源电池:每个不间断电源系统都具有独立的不间断电源电池。如果任一个不问断电源系统的输入电源失效,该不间断电源电池就在它们应提供的保护时间内继续供电给计算机负载。

图1中保护时间选为计算机负载400 kW (不间断电源满载)下15 min。但是,额定计算机负载为250kw— —在故障维修情况下,两个完好的不间断电源系统上的负载为375kW。因为计算机负载小于电池设计值,保护时间在正常情况下超过40 min,在故障/维修情况下超过17 min。

选定的电池为带糊极板的风冷铅钙型,可提供20年服务寿命。

(4)不间断电源输出开关板:正常的不间断电源由每一块不问断电源输出开关板向一系列静态开关配电。每一块开关板的定额为其相应的不间断电源系统的满载输出功率。每一块开关板还包含一个800A的主断路器和4个400A、100% 定额的输出断路器向下游静态开关SS配电。

正常时,这三块开关板都供电,每一块供给1/3的计算机负载。但是,开关板的定额需满足当任一块开关板失效、另两块完好的开关板的容量足以供给全部的计算机负载。

图1中每一块不问断电源的输出开关板的容量都是800A(640A连续);而额定负载为320A,故维修条件下,负载为480A。

(5)静态开关:负载由6个电子型静态开关在不间断电源系统间切换,图1中为其中的两个,即SS“CB”、SS“AB”。每一个的定额都为480 V、400 A连续。有两个输人电源:一个为优选电源,另一个为备用电源。正常时,负载由优选电源供电。如果该电源意外失效,负载自动切换到备用电源。

这些切换为开路式转移(先开路后接通),但是速度很快。切换在小于1/4周期(4 m8)内发生。所连接的计算机负载能承受短暂失电,从而维持运行。

正常时,6个静态开关都运行和连接到其优选电源。每一个都供给该计算机块负载的约1/6。但是,如果任一个静态开关失效,完好的静态开关切换后有足够的容量供给全部的计算机负载。

每一个静态开关都是400 A,而额定负载是160A。故 维修条件下,负载是320 A。 (6)配电单元:该设计还包含了一系列配电单元,设计成接受静态开关480 V 的输出,降压到120/208 V,再配电给计算机负载。

每一个配电单元定额为300 kVA,总共6个配电单元,每2个成对的配电单元提供250 kW 计算机负载,如图1中的PDU“CB”、PDU“AB”,供双电源计算机设备。

配电单元配对表明正常时三个不间断电源的每一个连接两个配电单元,而且成对配置使正常时每一对配电单元中的每一个由不同的不间断电源供电。

这种成对配置的目标是提供一种运行模式,如果任一配电单元失效,其负载切换到该配电单元对的完好的单元,且当任一个静态开关失效时,其负载切换到另一个静态开关相应的配电单元对的完好单元。

正常时,6个配电单元都供电,每一个供给相应负载组的约一半负载。但是,如果任一配电单元或静态开关失效,完好的配电单元有足够的容量供给相应负载组的负载。

每一个配电单元的容量为300 kVA,而额定负载为135 kVA,故 维修条件下的负载为270kVA 。

(7)双电源计算机负载组:该设计配置三组双电源计算机负载,每组计算机负载为250 kW。计算机生产厂配置双电源计算机设备,可运行于任一线或双线供电。通常,双线都供电,分担双电源计算机的负载。如果任一线失效,计算机内部切换其全部负载到剩下的一线。

每个计算机双输人端的功率流的冗余路径,使该配电设计与双电源计算机设备的该项性能配合很好。这是通过将每一条线连接到由独立的静态开关、不间断电源输出开关板、不间断电源系统、不间断电源电池和不间断电源输人开关板供电的不同的配电单元来达到的。该设计利用了静态开关高速、自动切换的能力,使该静态开关的任一上游部件的故障维修时,均可自动内部切换,确保双电源计算机供电。

2 整体可靠性分析

三隔离冗余设计具有固有的冗余度、容错力、简单性和可维护性,有望实现很高的可靠性。

(1)三组双电源计算机设备的连接存在功率流的冗余路径,固有的冗余度是很显见的。它将静态开关集成到该设计中,提供了常规设计以外的保护措施,静态开关上游任何故障/维修不需要内部切换双电源计算机。~,-j-任一条线的计算机设备,静态开关还提供了加强的保护。

(2)整体功率流的冗余路径与高速开关在冗余 路径间切换的多种性能结合,使该设计达到很强的容错力。利用比较小的电力系统部件,故障隔离进一步加强了容错力。因此,任何部件的故 维修只影响小部分计算机负载。例如,任一个不问断电源系统的故障只需要切换从优选电源到备用电源的两个静态开关。过电流保护器件的选择和设定满足有选择的协调性,也加强了故障隔离。

研究显示,数据中心失电主要是因为误操作,现三隔离冗余设计能减少这类危险。它比常规的设计简单,增加了操作员的理解度,减少了操作员的失误,而且每台750 kW 计算机负载块的电气基础结构完全相同的模块化结构进一步加强了操作员的理解度。

(3)该设计维修方便,计算机不必停机,任何部件都可退出运行作预防性维修或修理。该能力是由于设计中融人了冗余部件和配电路径,以及利用了高速静态开关的多种性能才达到的。

数据中心网络规划要点

现企业异构数据环境无法支持的有效的数据交换,全面、集中、主动并有效地管理和优化IT基础架构,实现信息系统的高可管理性和高可用性,保障了业务的顺畅运行和服务的及时传递,最终以良好的服务赢得用户。

企业数据中心可以实现企业异构数据环境无法支持的有效的数据交换,全面、集中、主动并有效地管理和优化IT基础架构,实现信息系统的高可管理性和高可用性,保障了业务的顺畅运行和服务的及时传递,最终以良好的服务赢得用户。企业数据中心通过实现统一的数据定义与命名规范、集中的数据环境,从而达到数据共享与利用的目标。企业数据中心按规模划分为部门级数据中心、企业级数据中心、互联网数据中心以及主机托管数据中心等。通过这些规模从小到大的数据中心,企业可以运行各种应用。一个典型的企业数据中心常常跨多个供应商和多个产品的组件,包括:联网设备、服务器、存储设备等等。这些组件需要放在一起,确保它们能作为一个整体运行。

我们知道,数据中心是企业应用业务服务的提供中心,是数据运算、交换、存储的中心。它结合了先进的网络技术和存储技术,承载了网络中80%以上的服务请求和数据存储量,为客户业务体系的健康运转提供服务和运行平台。数据中心应采用服务、应用、存储相分离的架构,有效降低了管理维护的成本,同时也能满足日益增长的业务数据对系统扩容的需求。一个完整的数据中心由网络系统、应用服务系统、存储系统、远程容灾系统、网络管理系统等部分组成。

数据中心以网络系统为依托,因此首先应保护网络系统平台的高可靠性,避免因网络系统的故障和性能瓶颈等影响企业关键业务的运行。可通过三层交换技术,有效抑制广播风暴,保证关键业务的数据传输;通过链路冗余和负载均衡技术,保证系统的高可用性;通过链路聚合技术,提高网络传输性能,消除网络瓶颈等等。

一、数据中心网络建设规划设计原则 1、可扩展性

为适应业务的发展、需求的变化、先进技术的应用,数据中心网络必须具备足够的可扩展来满足发展的需要。如采用合理的模块化设计,尽量采用端口密度高的网络设备、尽量在网络各层上具备三层路由功能,使得整个数据中心(IDC)网络具有极强的路由扩展能力。功能的可扩展性是IDC随着发展提供增值业务的基础。

2、可用性


机房消防报警系统设计及气体灭火防护(2).doc 将本文的Word文档下载到电脑 下载失败或者文档不完整,请联系客服人员解决!

下一篇:广告学A第3次作业

相关阅读
本类排行
× 注册会员免费下载(下载后可以自由复制和排版)

马上注册会员

注:下载文档有可能“只有目录或者内容不全”等情况,请下载之前注意辨别,如果您已付费且无法下载或内容有问题,请联系我们协助你处理。
微信: QQ: