Adatközpont tervezés: áramellátó rendszerek, hűtés és transzformátorok

Adatközpont tervezéssokkal többet foglal magában, mint szerverek és hálózati berendezések elrendezését. A megbízható létesítményhez gondosan megtervezett elektromos rendszerre, hatékony hűtésre, tűzvédelemre, fizikai biztonságra és kellő rugalmasságra van szükség a jövőbeni bővítéshez. Ahogy a számítási felhő, az AI-alkalmazások és a nagy teljesítményű számítástechnika tovább növekszik, az energiakapacitás és az energiahatékonyság különösen fontossá vált.

Az adatközpont-fejlesztők és a mérnöki csapatok számára, ha a tervezést a kezdetektől fogva helyesen készítik el, az csökkentheti a működési költségeket, javíthatja a megbízhatóságot, és elkerülheti a későbbi költséges módosításokat.

Az adatközpont tervezése az informatikai berendezések biztonságos és folyamatos működtetéséhez szükséges fizikai infrastruktúra és műszaki rendszerek tervezésének folyamata. Lefedi az épület elrendezését, a tápellátást, a hűtést, a hálózati csatlakozást, a felügyeletet és a redundanciát.

Elektromos infrastruktúraKülönös figyelmet érdemel, mert még egy rövid áramkimaradás is hatással lehet a szerverekre, tárolórendszerekre és az üzleti szempontból kritikus alkalmazásokra. Egy jól megtervezett adatközpont ezért nem csak a normál működési feltételeket veszi figyelembe, hanem a berendezések meghibásodását, a karbantartási igényeket és a jövőbeni terhelések változásait is.

A legfontosabb tervezési szempontok közé tartozik a rendelkezésre álló hálózati teljesítmény, a teljes IT-terhelés, a hűtési igény, a redundanciakövetelmények, az energiahatékonyság és az alkalmazandó helyi elektromos szabványok.

Elektromos tervezés és áramelosztás

Az adatközpontok tervezésének alapja a megbízható elektromos rendszer. Az energiaellátási architektúrának stabil áramot kell biztosítania a közüzemi csatlakozástól az egyes informatikai terhelésekig, miközben lehetővé kell tennie a kritikus berendezések működőképességét a karbantartás vagy a kiválasztott berendezés meghibásodása során.

Egy tipikus energiaelosztási útvonal a következőket tartalmazhatja:

Közműhálózat → Középfeszültségű kapcsolóberendezések → Erőátviteli transzformátor → Kisfeszültségű kapcsolóberendezések →UPS → Áramelosztó egység (PDU)→ Szerverállványok

A tényleges konfiguráció a létesítmény feszültségszintjétől, kapacitásától, tartalék stratégiájától és a helyi követelményektől függ. Néhány nagy létesítmény helyszíni generátorokat, energiatároló rendszereket vagy alternatív energiaforrásokat is használ.

A mérnököknek ki kell számítaniuk a várható informatikai terhelést, és figyelembe kell venniük a hűtőberendezéseket, a világítást, a segédrendszereket és az egyéb épületszolgáltatásokat.

A megfelelő kapacitási ráhagyás fontos, de minden alkatrész túlméretezése növelheti a kezdeti költségeket és csökkentheti a hatékonyságot, ha a berendezés alacsony terhelés mellett működik.

A megfelelő transzformátor kiválasztása adatközponthoz

A transzformátorok nélkülözhetetlenek az adatközpontok energiaellátási infrastruktúrájában, mivel hozzáigazítják a közüzemi vagy elosztó feszültségeket a későbbi elektromos berendezések által igényelt szintekhez.

A megfelelő transzformátor a bejövő feszültségtől, a szükséges kapacitástól, a telepítési környezettől, a hatékonysági céloktól és a létesítmény megbízhatósági stratégiájától függ.

Száraz típusú transzformátorok

Száraz típusú transzformátort gyakran fontolóra vesznek beltéri elektromos helyiségekben, kereskedelmi épületekben és olyan létesítményekben, ahol a folyadékszigetelés elkerülése prioritást élvez. Az öntöttgyanta transzformátorok gyakori választási lehetőséget jelentenek olyan telepítéseknél, amelyek szilárd szigetelést és csökkentett rutin folyadékkal kapcsolatos karbantartást igényelnek.

A száraz típusú transzformátor kiválasztásakor a mérnököknek értékelniük kell a névleges teljesítményt, a szigetelési osztályt, a hőmérséklet-emelkedést, a hűtési módot, a burkolat védelmét, a zaj- és a szellőzési követelményeket.

Olajba merülő transzformátorok

Az olajbemerített transzformátorokat széles körben használják közüzemi alállomásokban és kültéri áramelosztó rendszerekben. Hőteljesítményük és kapacitásopcióik alkalmassá tehetik nagyobb teljesítményigényekre is, a projekttervtől függően.

A telepítési tervezésnek ki kell térnie a tűzvédelemre, a folyadék elszigetelésére, ahol szükséges, a környezetvédelmi előírásokra, a távolságokra és a karbantartási hozzáférésre.

Középfeszültségű és teljesítmény transzformátorok

Középfeszültségű transzformátorok kötik össze a bejövő elosztó tápot a létesítmény elektromos infrastruktúrájával. A nagyobb campusok és nagyméretű adatközpontok több transzformátort vagy dedikált alállomást igényelhetnek a nagy energiaigény és a működési rugalmasság támogatásához.

A transzformátor kapacitását részletes terhelési tanulmányból kell kiválasztani, nem pedig önmagában az IT adattáblán szereplő névleges értékekből. A mérnököknek értékelniük kell a harmonikus terhelést, a bekapcsolási áramot, a feszültségszabályozást, az impedanciát, a rövidzárlati ellenállást és az UPS rendszerekkel való kompatibilitást is.

Hűtőrendszer tervezése és energiahatékonysága

A hűtés az adatközpontok tervezésének másik fontos része. A szerverek, tárolórendszerek, teljesítményelektronika és egyéb berendezések folyamatosan hőt termelnek, és a nem megfelelő hőelvonás befolyásolhatja a berendezés teljesítményét és élettartamát.

A hagyományos létesítmények számítógéptermi légkondicionáló (CRAC) vagy számítógéptermi légkezelő (CRAH) rendszereket használhatnak. A nagyobb sűrűségű környezet egyre inkább fontolóra veszi a meleg- és hidegfolyosós elszigetelést, a soron belüli hűtést vagy a közvetlenül chipre történő folyadékhűtést.

A transzformátor- és kapcsolóberendezési helyiségekben is megfelelő szellőztetésre és hőmérsékletszabályozásra van szükség. Az elektromos berendezéseket a gyártó hő- és környezetvédelmi követelményeinek megfelelően kell felszerelni, megfelelő távolságot kell hagyni a karbantartáshoz.

Az energiahatékonyságot a teljes létesítményben értékelni kell. A Power Usage Effectiveness (PUE) egy általánosan használt mérőszám, amelyet úgy számítanak ki, hogy elosztják az adatközpont teljes energiafogyasztását az IT-berendezések energiafogyasztásával. Az alacsonyabb PUE általában jobb általános infrastruktúra-hatékonyságot jelez, bár nem méri a létesítmény teljesítményének minden aspektusát.

Redundancia és megbízhatóság az adatközpontok tervezésében

Az adatközpontokat a berendezés meghibásodásának és a tervezett karbantartás következményeinek figyelembevételével kell megtervezni. A redundancia csökkenti a szolgáltatáskimaradások kockázatát, de a megfelelő szint az üzleti követelményektől és a költségvetéstől függ.

A gyakori konfigurációk közé tartozik az N, N+1, 2N és 2N+1.. Általában az N a tervezett terhelés támogatásához szükséges kapacitást jelenti; Az N+1 egy redundáns komponenst ad hozzá, míg a 2N két egymástól független méretű kapacitásútvonalat biztosít.

Redundancia alkalmazható transzformátorokra, kapcsolóberendezésekre, UPS-modulokra, generátorokra, hűtőberendezésekre és elosztó utakra. A duplikált berendezések telepítése azonban nem szünteti meg automatikusan minden egyes hibapontot. A védelmi koordináció, a vezérlőrendszerek, a karbantartási eljárások és a fizikai elkülönítés szintén számítanak.

A tervezőcsapatoknak hibaüzemmód-elemzést kell végezniük, és ellenőrizniük kell, hogy a létesítmény hogyan viselkedik, amikor az egyes alkatrészek vagy áramutak elérhetetlenné válnak.

AI és nagy sűrűségű adatközpontok tervezése

Az AI képzés és a nagy teljesítményű számítástechnika megváltoztatja az adatközpontok tervezésével kapcsolatos követelményeket. A rack teljesítménysűrűsége lényegesen magasabb lehet, mint a hagyományos vállalati környezetben, ami megnöveli a transzformátorokkal, UPS-rendszerekkel, buszjáratokkal, PDU-kkal és hűtési infrastruktúrával szemben támasztott követelményeket.

A tervezőknek fel kell mérniük a jelenlegi állványsűrűséget, valamint a reális jövőbeli követelményeket. Ez magában foglalja a transzformátor terhelés, a harmonikus áramok, a hűtési elosztás, a padlóterhelés, a kábelvezetés és az elektromos berendezések számára rendelkezésre álló hely értékelését.

A moduláris elektromos helyiségek és a fokozatos kapacitásbővítés segíthet a létesítmények teljesítményének növelésében a kereslet növekedésével. Ugyanakkor a tervezésnek fenn kell tartania a biztonságos működési távolságokat, és biztosítania kell, hogy új berendezéseket lehessen integrálni a meglévő műveletek veszélyeztetése nélkül.

Adatközpont tervezési ellenőrzőlista

Az adatközpont kialakításának véglegesítése előtt a projektcsapatnak át kell tekintenie a következő területeket:

A végleges tervet szakképzett villamos- és gépészmérnököknek kell érvényesíteniük a tényleges helyszíni feltételek és a vonatkozó előírások alapján.

Megbízható adatközpont-transzformátor-gyártóval való együttműködés

A transzformátor kiválasztását a tervezési folyamat korai szakaszában kell elvégezni, nem csak a berendezés beszerzése előtt. A korai koordináció segít az elektromos besorolások, méretek, csatlakozási elrendezések, védelmi követelmények, szállítási ütemezések és telepítési feltételek összehangolásában.

Jiangsu Yawei Transformer Co., Ltd.1993-ban alakult, transzformátormegoldásokat gyárt áramelosztási és ipari alkalmazásokhoz. Több mint 30 éves gyártási tapasztalatával a Yawei támogatni tudja a száraz típusú transzformátorokat, olajbemerített transzformátorokat és testreszabott elektromos követelményeket magában foglaló projektmegbeszéléseket.

Adatközponti projektek esetén a beszerzési csapatoknak ajánlatkéréskor meg kell adniuk a névleges kapacitást, a primer és szekunder feszültségeket, a frekvenciát, az impedanciát, a vektorcsoportot, a hűtési követelményeket, a telepítési környezetet, az alkalmazandó szabványokat és a várható szállítási ütemtervet.

Egy megfelelően meghatározott transzformátor, egy jól megtervezett elektromos rendszerbe integrálva, megbízható alapot teremthet a modern adatközponti működéshez.

Következtetés

A hatékony adatközpont-tervezés az elektromos infrastruktúra, a hűtés, a redundancia, a biztonság és a jövőbeli kapacitás összehangolt tervezését igényli.

A transzformátorok különösen fontos részét képezik ennek a folyamatnak, mivel teljesítményük és konfigurációjuk befolyásolja az áramelosztást, a telepítési követelményeket és a hosszú távú üzemeltetési költségeket.

A teljes elektromos terhelés kiértékelésével, a megfelelő transzformátor-technológia kiválasztásával, valamint a karbantartás és a bővítés megtervezésével a projektcsapatok megbízhatóbb, hatékonyabb és a változó számítási igényekre kész adatközpontokat építhetnek.

Adatközponti áramellátó rendszert tervez?Lépjen kapcsolatba a Yawei Transformerrel, hogy megvitassa a transzformátor specifikációit, a testreszabott megoldásokat és a projekt ajánlattételi követelményeit.

Lépjen kapcsolatba most