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  • Fachbeitrag - Delta
  • Fachbeitrag

     

    Modulare Rechenzentren: Systemarchitektur und Vorteile

    Das hier angegebene modulare Rechenzentrum ist mit einer Anzahl von Racks, USV, Verteilerschränken, Verteilereinheiten, Klimageräten in Reihenkühlung ausgestattet und enthält außerdem weiteres Equipment, das Netzwerk-, Verkabelungs- und Überwachungsfunktionen bietet. Alle Modulkomponnenten sind vorgefertigt und können schnell abgebaut, leicht transportiert und vor Ort schnell wieder zusammengebaut werden.

     

    Zusammensetzung eines modularen Rechenzentrums

    Ein modulares Rechenzentrum besteht aus Energieversorgung, Kühlung, Racks, Kabelanschluss sowie Energie- und Belüftungsmanagement.

    Modulares Rechenzentrum von Delta

    ▲Modulares Rechenzentrum von Delta

     

    Energiemanagement

    Das Energiemanagement beinhaltet ein unterbrechungsfreies Stromversorgungssystem (bestehend aus Eingangs-/Ausgangsstromverteilung, USV-Einheit, PDC), ein Stromverteilungssystem für Racks, Batterien, ein Erdungssystem, ein Verteilerschutzsystem mit Blitz- und Überspannungsschutzschaltern auf verschiedenen Ebenen und ein Systemmanagement. Es sind Energiemanagementsysteme für AC- und DC-Verteilung verfügbar.


    Kühlsystem

    Das Kühlsystem umfasst alle Teilsysteme, die für die Klimatisierung der verschiedenen Betriebskomponenten benötigt werden, und eine Kühlluftverteilerausrüstung auf allen Leitungs- und Rackebenen. Um die Kühlung der kompakt gebauten Racks sicherzustellen und die Kühlenergieverluste zu verringern, können bei Bedarf Kühleinheiten in Reihe geschaltet und die Luft direkt zugeführt werden. Die Dichte von einzelnen Racks kann bis um mehr als 20 kW erhöht werden. Die Kühleinheiten können mit einem direkten Expansions- oder Wasserkühlsystem angepasst werden.


    Racksystem

    Das Rack ist der Stützmechanismus und die Verteileinheit der IT-Ausrüstung. Es bietet eine Mikroumgebung für die IT-Ausrüstung, die die physikalische Struktur, die Tragkonstruktion, die Installation und Kompatibilität der IT-Ausrüstung, das thermische Management (Lufteinlass, Luftauslass, Luftdurchflussmanagement), die Stromverteilung (duale Stromversorgung, rack-montierbarer PDC), das Kabelmanagement (Strom- und Datenkabel) umfasst und noch vieles mehr.


    Kabelanschlusssystem

    Alle Datenkabel und Stromkabel sind Bestandteil der Infrastruktur des modularen Rechenzentrums. Die Methoden der Verlegung und der Verwaltung der Kabel haben direkten Einfluss auf die Stabilität des IT-Systems. Die praktische Erfahrung zeigt, dass die Reparaturfähigkeit und Verwaltungsfähigkeit der Kabel zu den wesentlichen Herausforderungen im Rechenzentrum in Sachen Verlegung und Management gehört.


    Intelligentes Managementsystem

    Zur Sicherstellung eines zuverlässigen Betriebs aller Sub-Systeme in modularen Rechenzentren muss ein automatisches Überwachungssystem verfügbar sein, um sie zu überwachen und zu verwalten. Erforderliche Managementsysteme schließen das Managementsystem der Energieausrüstung, das Managementsystem der Netzwerkhardware, das Umgebungsmanagementsystem, das Sicherheitssystem und weitere Hardware- und Softwareüberwachungssysteme ein.


    Organisations- und Managementsystem für den Luftdurchfluss

    Ein unabhängiges Kühlsystem wird im modularen Rechenzentrum verwendet, um die Kühlanforderungen in allen Bereichen zu erfüllen. Modulare Rechenzentren nutzen Wärme- und Kältegänge und verwenden Kühleinheiten in Reihe. Blindplatten sind am Platz des Racks, an der keine Server montiert sind, angebracht und 95 % der Kaltluft kann direkt zu den Kaltgängen zugeführt werden, sodass die Kaltluft in die Serverracks eintritt. Die von allen Racks abgegebene Warmluft wird durch die Kühleinheit zurückgeführt, sodass sie nicht zur Vorderseite des Racks strömt. Das dichte Umschließungssystem des Kalt- oder Warmgangs im modularen Rechenzentrum kann die Auslastung der Klimatisierung erhöhen, um Energie zu sparen und den Verbrauch zu reduzieren. Ein teilweise geöffneter Lüfter ist an der Oberseite des modularen Rechenzentrums angebracht. Er sorgt für einen offenen Bereich von mehr als 60 % an der Oberseite des Kaltgangs. Ein Gaslöschsystem ist im Rechenzentrum installiert. Tritt ein Brand auf, öffnet sich teilweise der Lüfter an der Oberseite des Kaltluftkanals und ein magnetischer Türsensor an der Glastür am Ende des Kaltgangs trennt den Strom, um die Löschung des Brands zu aktivieren. Das Anschlusssystem des modularen Rechenzentrums für Brandbekämpfung wird automatisch gesteuert und ein Statussignal wird zum Brandzentrum gesendet. Der Lüfter an er Oberseite des Kaltgangs wird dann teilweise und automatisch über ein Signal vom Brandkontrollzentrum geöffnet. Das Organisations- und Managementsystem für den Luftdurchfluss umfasst das Skylight-, Seitentür- und Kontrollsystem.

     

    Vorteile modularer Rechenzentren

    1. Geringere menschliche Fehler
      Modulare Komponenten verringern menschliche Fehler im Rechenzentrum. Alle Vorgänge, von der Montage der Module bis zur Fehlerbehebung des Systems, Dokumentation und Schulung sind einfacher und wirksamer, sodass die Leistungsfähigkeit der Mitarbeiter gewährleistet wird und Fehler vermieden werden.

    2. Vorhersage von Problemen
      Die Arbeitsprinzipien und die standardisierten Programme für modulare Rechenzentren, wie z. B. Ausrüstungsüberwachung und Programme zur vorhersehbaren Wartung, bilden einen leistungsstarken Verteidigungsmechanismus gegen „unerwartete“ Vorfälle.

    3. Verbesserte Effizienz
      Die Effizienz wird verbessert, da der Lerneffekt sich unter den Mitarbeitern verbreitet und angenommen wird. Mitarbeiter mit größerer Kenntnis sind besser beim Lösen von Problemen. Das Verringern der menschlichen Fehler verringert auch die Zeit zum Lösen von Problemen, einschließlich der Beantwortung von Fehlerbehebungsfragen auf den Hotlines. Dies entlastet menschliche Ressourcen, die dann effizienter genutzt werden können.

    4. Vorteile der Serienfertigung
      Die Standardisierung von Teilen und Prozessen machen die Serienfertigung von modularen Rechenzentren möglich. Die Serienfertigung hat folgende Vorteile: geringere Kosten, größere Qualität, leichtere Reparatur und kürzere Vorlaufzeit.

    5. Erweiterungsfähigkeit modularer Rechenzentren
      Ein modulares Rechenzentrum kann abhängig von den aktuellen IT-Anforderungen genutzt werden und, falls erforderlich, in der Zukunft erweitert werden. Gesamtbetriebskosten werden dadurch erheblich reduziert.

    6. Flexibilität des modularen Systems
      Wenn ein modulares Rechenzentrum installiert, aktualisiert und neu konfiguriert wird, sparen die unabhängigen Komponenten, die Standardschnittstellen und die übersichtlichen Strukturen sowohl Zeit als auch Geld ein.

    7. Reduzierung der Ausfallzeit wegen Reparatur
      Die Flexibilität und Steckverbindungsmerkmale des modularen Rechenzentrums erlauben viele Vorgänge im Werk vor der Lieferung, wie zum Beispiel die Vorverkabelung der Verteilerausrüstung, sowie nach der Lieferung, wie zum Beispiel die Reparatur eines Leistungsmoduls, durchzuführen. Statistisch gesehen ist die Ausfallrate der im Werk ausgeführten Vorgänge viel geringer als die vor Ort ausgeführten. Verglichen mit einem vor Ort reparierten USV-Leistungsmodul ist die Wahrscheinlichkeit, dass ein im Werk repariertes Modul einen Stromausfall oder einen anderen Fehler aufweist oder nicht seine Volllastleistung wiederherstellen kann, hunderte Male geringer.

     

    Modulare Rechenzentrumslösungen von Delta

    Lösungen von Delta schließen den Netzverteilerschrank, PDC (Verteilerschrank), Batterieschrank, Netzwerkschrank, Kühlung in Reihe, Komponenten des Umschließungsgangs, Umgebungsmanagementsystem, Zugangskontrolle, Videoüberwachung, Sockel- und interne Verkabelungsbrücke ein. Sie sind wie folgt geplant:

    Name Stromversorgung Racks Installation Kühlungstyp Klimatisierung
    Kleines
    modulares Rechenzentrum
    DC/AC 1-7 Boden, Brücke Luftgekühlt/Kaltwasser gekühlt Reihen-basierende Kühlung
    Mittelgroßes
    modulares Rechenzentrum
    DC/AC 7-14 Boden, Brücke Luftgekühlt/Kaltwasser gekühlt Reihen-basierende Kühlung
    Großes
    modulares Rechenzentrum
    DC/AC 14-28 Boden, Brücke Luftgekühlt/Kaltwasser gekühlt Reihen-basierende Kühlung

    Tabelle 1: Planen von modularen Rechenzentrumsprodukten von Delta

     

    Vorteile modularer Rechenzentrumslösungen von Delta

    1. Modulare Rechenzentren haben ein oberes Verkabelungssystem und das Innenverkabelungsrack ist auf der Oberseite der modularen Racks angebracht. Hoch- und Niederspannungsstrom sind getrennt.

    2. Die Verteilerschränke liefern die Stromversorgung für die Netzwerkschränke.
      Das Batterie-/Akkupack kann im Batterieraum installiert werden.

    3. Modulare Rechenzentren werden mit oder ohne einem Farb-Touch-Panel, das jedem Modul zugewiesen wird, überwacht. Ein Informationsupload wird über ein Touch-Panel im ersten Fall oder über DAM im anderen Fall ausgeführt.

    4. Modulare Rechenzentren sind mit Blitzschutzsystemen der Klasse B und C ausgestattet.

    5. Der Touch-Panel (optional) zeigt Informationen über denPDC, die Präzisionskühlung, Verteilerschränke, Umgebung in den Racks Wasseraustritte, Temperatur, Feuchtigkeit, Raucherkennung, den Türstatus und vieles mehr an.

    6. Die USV und die Präzisionskühlung haben dieselbe Form, Größe und Farbe. Alle Sschränke habe eine einteilige Struktur.

    7. Alle USV-, Präzisionskühl- und Überwachungssysteme werden von Delta entwickelt. Kerntechnologien und Know-how liegen in den Händen des Forschungs- und Entwicklungszentrums von Delta.

    8. Die Stromversorgungssysteme der kleinen und mittelgroßen modularen Rechenzentren sind in einem Schrank integriert, um Platz für Haupt-IT-Geräte bereitzustellen.

    InfraSuite-Lösungen von Delta haben bei einem intelligenten City-Projekt im Fernen Osten dazu beigetragen, ein modulares Rechenzentrum aufzubauen

    ▲InfraSuite-Lösungen von Delta haben bei einem intelligenten City-Projekt im Fernen Osten dazu beigetragen, ein modulares Rechenzentrum aufzubauen.

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