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數據中心用集裝箱式發電機組的布置特點
發布時間:2022-10-17 02:33:28  ▏閱讀:

 

 

新聞主題

數據中心用集裝箱式發電機組的布置特點

 


 

 

摘要:鑒于集裝箱柴油發電機組在建造數據中心備用電源方面的明顯優勢,在國外的數據中心也有非常廣泛的應用,與國內的數據中心集裝箱柴發相比,有其不同的特點??得魉构驹诒疚闹幸钥得魉拱l電機組為例進行簡單的介紹,選型的用戶可以借鑒下列方法中比較適合本單位的做法。


集裝箱柴油發電機組設計方案.png

集裝箱柴油發電機組布置方案

 

 

 

一、數據中心等級

 

根據國家《IDC業機房星級的劃分與評定》GB2887-89規定了IDC業機房星級的劃分條件。標準適用于正式營業的各種經濟性質的IDC業機房。以星(★)的數量和顏色表示IDC業機房的等級,星級分為五個等級,即一星級、二星級、三星級、四星級、五星級(含鉆石五星級),星級越高,表示IDC業機房的檔次越高。其中,三星級及以下機房定義為低端機房,四星級定義為中端機房,五星級及以上定義為高端機房,另外,分別通過機房的建筑規模、基礎建設規格、地理位置、采用的設備型號(進口/國產)以及機房所采用的帶寬層級(核心層/骨干層/城域層)進行了劃分,對符合條件的IDC機房,頒發國家認定證書。

備注:國內國外的標準雖然不一樣,但相對應的國際T4標準數據中心,相當于國家五星級數據中心,國際T3標準數據中心,相當于國家四星級數據中心;這里對應的分別是中端IDC機房&高端IDC機房。

● T1數據中心:基本型

T1數據中心可以接受數據業務的計劃性和非計劃性中斷。要求提供計算機配電和冷卻系統,但不一定要求高架地板、UPS或者發電機組。如果沒有UPS或柴油發電機,那么這將是一個單回路系統并將產生多處單點故障。在年度檢修和維護時,這類系統將完全宕機,遇緊急狀態時宕機的頻率會更高,同時操作故障或設備自身故障也會導致系統中斷。

● T2數據中心:組件冗余

T2數據中心的設備具有組件冗余功能,以減少計劃性和非計劃性的系統中斷。這類數據中心要求提供高架地板,UPS和發電機組,同時設備容量設計應滿足N+1備用要求,單路由配送。當重要的電力設備或其他組件需要維護時,可以通過設備切換來實現系統不中斷或短時中斷。

● T3數據中心:在線維護(全冗余系統)

T3級別的數據中心允許支撐系統設備任何計劃性的動作而不會導致機房設備的任何服務中斷。計劃性的動作包括規劃好的定期的維護、保養、元器件更換、設備擴容或減容、系統或設備測試等等。大型數據中心會安裝冷凍水系統,要求雙路或環路供水。當其他路由執行維護或測試動作時,必須保證工作路由具有足夠的容量和能力支撐系統的正常運行。非計劃性動作諸如操作錯誤,設備自身故障等導致數據中心中斷是可以接受的。當業主有商業需求或有充足的預算追加,T3機房應可以方便升級為T4機房。

● T4數據中心:容錯系統

 

T4級別的數據中心要求支撐系統有足夠的容量和能力規避任何計劃性動作導致的重要負荷停機風險。同時容錯功能要求支撐系統有能力避免至少1次非計劃性的故障或事件導致的重要負荷停機風險,這要求至少兩個實時有效地配送路由,N+N是典型的系統架構。對于電氣系統,兩個獨立的(N+1)UPS是一定要設置的。但根據消防電氣規范的規定,火災時允許消防電力系統強切。T4機房要求所有的機房設備雙路容錯供電。同時應注意T4機房支撐設備必須與機房IT設備的特性相匹配。

 

二、集裝箱式機組的特點

 

1、雙層集裝箱堆疊

由于柴油發電機的體型較大,常常放在室外場所,而在用電量較大的環境中,單臺發電機組已經無法滿足發電所需要的功率,需要多臺發電機組同時工作才能帶動發電,而多臺發電機占用的安裝空間較大,占用了其他可利用的安裝空間。為此設計了一種能節省安裝空間的雙層平臺集裝箱式發電機組。其優點如下:

可減少發電機組占地面積,增加單位面積的功率輸出,在許多地方顯得非常迫切,采用堆疊式的集裝箱柴發是一個非常有效的方法,雖然不是非常普遍,但是在美國確實能看到一些特別的應用,通過堆疊集裝箱柴發的方法實現了單位面積功率密度的大幅提升。

 

雙層平臺集裝箱式發電機組.png

雙層平臺集裝箱式發電機組

 

 

 

 

 

2、排風和排煙通道

隨著大型數據中心的建設,大量的備用柴油發電機組布置在室外,由于柴發運行需要大量的冷卻風吸入集裝箱同時加熱后排出,同時還有高溫尾氣排出。為了避免熱空氣的回流,在北美的大數據中心中常常采用提升排風通道和排煙管路的方法,例如采用電動百葉。這一方案可能帶來工程建設周期加長、投資增加、外觀不美觀的問題,但是數據中心的建設方還是把保證發電機組能正常運行以及滿足環境排放要求作為第一考慮的要素。

 

集裝箱式柴油發電機組結構圖.png

電動百葉式集裝箱發電機組

 

 

 

 

 

3、儲油箱設計

在國外的數據中心設計中,柴油發電機組供油系統的設計也需要嚴格遵守當地的法律、法規和規范的要求。通常柴發供油系統的設計需要考慮以下幾個因素:運行時間標準,燃油儲存與油泵輸送,燃油冷卻,管路及維護,系統控制,適用的規范和標準等。國內數據中心的多臺發電機組的儲油系統幾乎都是集中放置在地下大油罐中,而在國外還會有另外一種儲油的方式,就是在集裝箱柴發的底部設置一個大的儲油箱,可以滿足單臺柴發幾小時至24小時的運行消耗。

在美國數據中心燃油的儲存,目前有地上儲油罐(Aboveground Storage Tanks,簡稱ASTs)和地下儲油罐(Underground Storage Tanks,簡稱USTs)兩種儲存方式。

 

儲油方式
地上儲油罐
地下儲油罐
優點
 
1.設計要求較低,管路相對簡單;
2.安裝成本低,安裝要求低;
3. 易于維護,易于移動;
4.泄露檢測較為容易。
1.防火間距小,占地面積較??;
2.溫度、濕度保持較為穩定;
3.火災風險較低。
缺點
1.設計要求較高,管路相對復雜;
2.受環境影響較大;
3.火災風險較高。
1.防火間距大,占地面積較大;
2.安裝成本高,安裝要求高;
3.維護較為復雜,不可移動;
4.需要全面的泄露檢測系統。

 

 


 

 


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