Modulaire datacenters: systeemarchitectuur en voordelen

Delta Power Solutions heeft een modulaire datacenter ontwikkeld dat geheel zelfstandig werkt. Het is opgebouwd uit een aantal frames, UPS’en, vermogensverdeelkasten, vermogensverdeeleenheden, airconditioning (koeling per rij) en andere componenten die zorgen voor netwerk-, bekabelings- en bewakingsfuncties. Alle componenten van de modules zijn voorgemonteerd en kunnen makkelijk worden gedemonteerd en getransporteerd en op de bouwplaats gemakkelijk opnieuw worden gemonteerd voor gebruik.

Een modulair datacenter bestaat uit een vermogenssysteem, koelsysteem, framesysteem, kabelaansluitingssysteem, intelligent beheersysteem en organisatie- en beheersysteem voor de luchtstroom.

Vermogensbegrenzingssysteem

Het vermogensbegrenzingssysteem omvat de ononderbreekbare stroomvoorziening (input/output vermogensverdeling, UPS-eenheid, PDC), vermogensverdeelsysteem voor frames, accusysteem, aardingssysteem, verdeelbeveiligingssysteem met bliksem- en stroompiekbeveiliging en veiligheidscontacten op verschillende niveaus en het systeemmanagement. Vermogensbegrenzingssystemen voor AC- en DC-verdeling zijn verkrijgbaar voor klanten.

Koelsysteem

Het systeem omvat alle subsystemen die noodzakelijk zijn voor airconditioning en bedrijf, zoals een leidingensysteem, en apparatuur voor de verdeling van koellucht op alle leidings- en frameniveaus. Om te garanderen dat aan de koelvereisten voor de frames met hoge dichtheid wordt voldaan en om het energieverbruik van de koeling te reduceren, kunnen afzonderlijke koeleenheden per rij worden gebruikt om direct lucht toe te voeren en het verlies van koellucht te reduceren. De dichtheid van de afzonderlijke frames kan worden verhoogd met meer dan 20kW. De koeleenheden kunnen worden toegepast met een directe uitbreiding of koelsysteem met gekoeld water.

Framesysteem

Het frame is het ondersteuningsmechanisme en de verdeeleenheid van de IT-apparatuur. Het zorgt voor een micro omgeving voor de IT-apparatuur en bevat de fysieke en dragende structuur, de installatie en de compatibiliteit van de IT-apparatuur, thermisch beheer (luchtinlaat, uitlaat, luchtstroombeheer), vermogensverdeling (duale voeding, op frame monteerbare PDC), kabelbeheer (stroom- en datakabels) en meer.

Kabelverbindingssysteem

Alle stroom- en datakabels maken deel uit van de infrastructuur van het modulaire datacentrum. De methoden voor het leggen en beheren van de kabels hebben direct effect op de stabiliteit van het IT-systeem. Praktische ervaring toont aan dat de mogelijkheid om kabels te repareren en te onderhouden één van de uitdagingen vormt in het datacenter wat betreft het aanleggen en het beheer ervan.

Intelligent managementsysteem

Om te zorgen voor een betrouwbaar bedrijf van alle subsystemen in modulair datacenters moet er een geautomatiseerd bewakingssysteem aanwezig zijn. Vereiste beheersystemen zijn het beheersysteem voor de vermogensapparatuur, het beheersysteem voor netwerkhardware, het omgevingsbeheersysteem, het veiligheidssysteem en andere hardware- en software-bewakingssystemen.

Luchtstroomorganisatie- en beheersysteem

Er wordt een onafhankelijk koelsysteem gebruikt in het modulaire datacenter om te voldoen aan de koelingseisen van alle onderdelen. Modulaire datacenters gebruiken aparte warme en koude leidingen en gebruiken koeleenheden per rij. Blinde panelen zijn gemonteerd in de ruimte van het frame waar geen servers zijn gemonteerd en 95% van de koude lucht kan direct naar de koude leidingen worden afgevoerd zodat deze direct naar de serverframes gevoerd wordt. De warme lucht die door alle frames wordt afgegeven, wordt teruggezogen door de koeleenheid zodat deze niet naar de voorkant van het frame stroomt. Het insluitingssysteem voor koude en warme leidingen in het modulaire datacentrum kan het rendement van de airconditioning verhogen en zo energie besparen en verbruik reduceren. Een gedeeltelijk geopende ventilator is boven op het modulaire datacenter gemonteerd. Deze zorgt voor een open ruimte van meer dan 60% van de bovenkant van de koude leiding. Een gasblussysteem is in het datacenter gemonteerd. In geval van brand gaat de ventilator boven op het koude kanaal gedeeltelijk open en de magnetische deursensor op de glazen deur aan het einde van de koude leiding wordt stroomloos om het brandblussen te activeren. Het geïntegreerde brandblussysteem van het modulaire datacenter wordt automatisch bestuurd en er wordt een statussignaal naar het brandmeldcentrum gestuurd. De ventilator boven op de koude gang wordt dan automatisch gedeeltelijk geopend via een signaal van het brandmeldcentrum. Het luchtstroomorganisatie- en beheersysteem bestaat uit het dakvenstersysteem, het zijdeursysteem en het besturingssysteem.

Voordelen modulaire datacenters

1. Minder menselijke fouten

Modulaire componenten reduceren menselijke fouten in het datacenter. Alle operaties, van het monteren van de modules tot het verhelpen van systeemstoringen, documentatie en training, worden eenvoudiger en efficiënter, waardoor medewerkers competenter worden en fouten worden voorkomen.

2. Voorspelling van problemen

De werkingsprincipes en de gestandaardiseerde programma's voor modulaire datacenters zoals apparatuurbewaking en voorspellende onderhoudsprogramma's vormen een krachtig verdedigingsmechanisme tegen ‘onverwachte’ incidenten.

3. Verbeterde efficiëntie

De efficiëntie wordt verbeterd door verspreiding van het leereffect en medewerkers worden gestimuleerd om efficiënter te werken. Medewerkers met meer kennis kunnen problemen beter oplossen. Door menselijke fouten te reduceren, is er ook minder tijd nodig voor het oplossen van problemen, inclusief het beantwoorden van oproepen naar hotlines. Hierdoor komen arbeidskrachten vrij, die dan efficiënter kunnen worden ingezet.

4. Voordelen van serieproductie

Standaardisering van onderdelen en processen maakt serieproductie van modulaire datacenters mogelijk. De voordelen van serieproductie zijn lagere kosten, hogere kwaliteit, eenvoudigere reparatie en een kortere doorlooptijd.

5. Uitbreidingsmogelijkheden van modulaire datacenters

Een modulair datacenter kan worden gebruikt volgens de huidige IT-vereisten en kan indien nodig in de toekomst worden uitgebreid. Bijgevolg wordt de TCO aanzienlijk verlaagd.

6. Flexibiliteit van het modulaire systeem

Als een modulair datacenter is geïnstalleerd, ge-upgrade en geherconfigureerd, besparen de onafhankelijke componenten, standaardinterfaces en omvattende structuren zowel tijd als kosten.

7. Reductie van de tijd voor het verhelpen van storingen

De flexibiliteit en plug-in-eigenschappen van het modulaire datacenter zorgen ervoor dat veel bewerkingen in de fabriek kunnen worden afgewerkt vóór levering, zoals het vooraf bekabelen van de verdelingsapparatuur, en na levering, zoals het repareren van een vermogensmodule. Statistisch gesproken is de kans op fouten bij bewerkingen die in de fabriek worden uitgevoerd veel lager dan bij bewerkingen die ter plaatse worden uitgevoerd. In vergelijking met een UPS-vermogensmodule die ter plaatse wordt gerepareerd, is het risico dat een in de fabriek gerepareerde module een stroomonderbreking of andere storing veroorzaakt of zijn volledige capaciteit niet kan herstellen honderden keren lager.

Toepassingen

De toepassingen van Delta omvatten de hoofdverdelingskast, PDC (power distribution cabinet, vermogensverdeelkast), accukast, netwerkkast, koeling per rij, ganginsluitingscomponenten, omgevingsbeheersysteem, toegangsbesturing, videobewaking, basis- en interne kabelbrug. Ze zijn als volgt gepland:

Tabel 1: Planning voor modulaire datacenterproducten van Delta

Voordelen

1. Modulaire datacenters hebben een bekabelingssysteem van bovenaf en het interne bekabelingsframe is boven op de modulaire frames gemonteerd. Hoog- en laagspanningcircuits zijn gescheiden.
2. De vermogensverdeelkasten zorgen voor de voeding voor de netwerkkasten. Het accupack kan in de accuruimte worden ondergebracht.
3. Modulaire datacenters worden bewaakt met of zonder een kleurenaanraakscherm dat aan elke module wordt toegewezen. Informatie wordt ge-upload via een aanraakscherm in het eerstgenoemde geval, of via DAM in het laatstgenoemde.
4. Modulaire datacenters zijn uitgerust met Klasse B en C bliksembeveiligingssystemen.
5. Het aanraakscherm (optioneel) geeft informatie weer over de PDC, precisiekoeling, vermogensverdeelkasten, de omstandigheden in de frames, waterlekkages, temperatuur, vochtigheidsgraad, rookdetectie, deurstatus, en meer.
6. De UPS en precisiekoeling hebben dezelfde vorm, grootte en kleur. Alle kasten zijn uit één stuk opgebouwd.
7. Alle UPS, precisiekoelings-, en bewakingssystemen zijn ontwikkeld door Delta. De kerntechnologie en knowhow zijn in handen van Delta’s R&D-centrum.
8. De voedingssystemen van de kleine en medium modulaire datacenters zijn geïntegreerd in een kast om ruimte te besparen voor belangrijke IT-apparatuur.