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根据国家相关规范要求及实际情况,对机房电源负荷等级、供电及容量的预留做了详细分析,给出结论,供设计人员参考。
1 数据机房用电负荷等级及其供电
1.1 用电负荷等级
一般数据机房内设备用电的负荷等级是一级负荷或一级负荷中特别重要负荷,按JGJ 16-2008《民用建筑电气设计规范》(以下简称“《民规》”)的规定,重要电信机房的交流电源,其负荷级别应与该建筑工程中最高等级的用电负荷相同。
因此,当数据机房内设备用电负荷为一级负荷中特别重要负荷时,其运行的空调负荷将被直接影响为一级负荷,其照明(包括正常照明、备用照明、应急照明)也将为一级负荷。
GB 50174-2016《电子信息系统机房设计规范》规定“后备柴油发电机的容量应包括不间断电源系统、空调和制冷设备的基本容量及应急照明和关系到生命安全等需要的负荷容量”。在实际应用中,空调的运行、照明都直接影响设备运行。所以,按“两规范要求不一致时从严”的原则,空调负荷、照明负荷等级也应与电子设备用电相同。
1.2 供电设备
《民规》规定,一级负荷由双路电源供电,末端切换。对于机房内电子设备而言,由于双电源切换过程中存在一定的时间间隔,会造成数据的丢失甚至设备的重启,所以无论机房电子设备是几级负荷,GB 50174-2016《电子信息系统机房设计规范》都规定了“电子信息设备应由不间断电源系统供电”。故机房内电子设备供电应为双回路供电到机房,双电源切换供UPS,再给设备供电;对于一级负荷中特别重要负荷,其双路电源有一路应来自柴油发电机。
GB 50174-2016《电子信息系统机房设计规范》规定“用于电子信息系统机房内的动力设备与电子信息设备的不间断电源系统应由不同回路配电”,就是说电子设备与空调设备应采用不同的双电源箱供电。
1.3 备用及应急照明
GB 50174-2016《电子信息系统机房设计规范》规定:主机房和辅助区应设置备用照明,备用照明的照度值不应低于一般照明照度值的10%;有人值守的房间,备用照明的照度值不应低于一般照明照度值的50%;备用照明可为一般照明的一部分。
在设计中,备用照明可按100%考虑,即普通照明全是备用照明,按GB 50016-2014《建筑设计防火规范》的规定,消防备用照明在火灾时仍需工作,故此备用照明为非消防应急照明,其供电可与空调设备共用一个双电源箱。
然而,应急疏散照明(包括疏散通道照明和标志灯)因是消防负荷,按国家相关规范规定,应采用单独的供电回路,故应独立设置双电源箱,并由EPS供电或采用自带电池的消防灯具。
1.4 小结
当数据机房内设备用电负荷为一级负荷时,其双回路电源可按一级负荷要求设置,无需由柴油发电机供电,机房内供电与上述供电方式一致。
总之,数据机房供电应有三个双回路供电,三用三备,末端双电源切换,分别为电子设备、空调设备(包括正常照明和备用照明)及应急照明。
2 数据机房用电容量的预留
2.1 用电容量预留计算
数据机房设计中,一般用电容量预留偏低,约500W/m2。在一般数据机房,机柜占地为机房面积的1/5~1/7, 机柜有服务器柜功率为14~30kW,标准存储柜功率为3~5kW;网络柜功率为1~1.5kW。
按800×1000的机柜3~5kW计算,机房内设备容量为0.54~1.25kW/m2,空调冷量按100W/ m2(设备空调按能效比为3:1),照明负荷按20W/ m2计算,留20%余量,则:
电子设备容量(即UPS容量):
0.54×1.2=0.65kW
1.25×1.2=1.5kW
空调容量(包括照明):
(0.54×1/3+0.1/3+0.02)×120%=0.28kW
(1.25×1/3+0.1/3+0.02) ×120%=0.56kW
应急照明:
20×10%×120%=2.4W
2.2小结
电子设备容量(即UPS)按0.7~1.5 kW/m2预留,不低于0.7 kW/m2;空调等设备容量按0.28~0.56kW/m2预留,不低于0.3 kW/m2;机房总容量应按1~2kW/m2预留,不低于1kW/m2。
当然这是在数据机房面积预留比较准确的情况下对电源负荷容量的预留,如果机房面积本身预留的不准确,容量大小就无从谈起了。
3 结束语
数据机房的供电是一个很复杂的问题,涉及到机房类别、负荷等级、供电容量、照明分类、照度、空调、接地等问题,对于数据机房的设计,要综合考虑各方面的因素,满足各种相关规范的要求,以为数据机房提供最合理的供电方案。
文章载于《智能建筑电气技术》杂志2016年第6期,《数据机房的供电设计》,文章版权归《智能建筑电气技术》杂志所有,转载请注明出处。
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