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谷歌數(shù)據(jù)中心供電系統(tǒng)剖析

2013-12-12 10:01:51 北極星電力信息化網(wǎng)  點(diǎn)擊量: 評論 (0)
2011年中,谷歌公布了其在2010年全年的數(shù)據(jù)中心耗電情況。根據(jù)谷歌提供的數(shù)據(jù),這家互聯(lián)網(wǎng)公司一年的電力消耗量高達(dá)近23億千瓦時(shí),比21萬個(gè)美國家庭一年的用電量加一塊兒還要多。據(jù)斯坦福大學(xué)的Jonathan Ko

到共兩根熔絲上,每根熔絲又覆蓋5個(gè)插座,這樣每根導(dǎo)線覆蓋10個(gè)插座。每根熔絲的載流量也不能選擇過大,以至于不能保護(hù)其上級連接的線纜和空開等。比如導(dǎo)線602的上級空開為30A的微斷,那么熔絲就必須選擇小于15A的,這樣確保兩根熔絲的載流量不會(huì)超過上級空開30A的分?jǐn)嗄芰ΑM瑫r(shí)選擇快熔型熔絲,以保證機(jī)柜PDU內(nèi)配置的熔絲動(dòng)作時(shí)間小于配電箱內(nèi)上級微型斷路器的動(dòng)作時(shí)間。5個(gè)插座對應(yīng)1個(gè)熔絲,熔絲槽設(shè)計(jì)便于熔絲維護(hù)更換,以減少修復(fù)時(shí)間。采用這種一根熔絲只帶5個(gè)插座的設(shè)計(jì),保證了任意一臺服務(wù)器的電源短路故障只會(huì)影響到該子部分的5臺服務(wù)器,避免該短路故障擴(kuò)散到整個(gè)機(jī)架。同時(shí)熔絲可在PDU的熔絲槽內(nèi)快速更換,也減少了被影響服務(wù)器的故障修復(fù)時(shí)間。

 

圖9(a)展示了帶9P空開的配線盒正視圖,輸入線纜706可從母排或者配電柜取電,其線徑可選擇AWG 2號線或者載流量達(dá)到100A的線纜。配線盒面板上有9個(gè)型號為Leviton L6-30R的輸出母頭和9P控制空開。配線盒側(cè)面還有個(gè)線纜捆扎鉤720,用于輸出線纜的捆扎整理,線纜美觀的同時(shí)還能減少下垂線纜的重量對配線盒的拉伸應(yīng)力。圖9(b)則展示了配線盒內(nèi)部的配線排細(xì)節(jié),比如輸入配線排將輸入的三根火線分配到9個(gè)空開上,還有中線排和地線排等用于9個(gè)支路的輸出,并且接地排同時(shí)還會(huì)連接到配線盒外殼上作為接地保護(hù)。圖9(c)則是配線盒的側(cè)視圖,展示了輸出線纜如何掛接在線纜鉤上,減少線纜重量對線纜輸出接頭的拉伸應(yīng)力。這種配線盒設(shè)計(jì)有效節(jié)省了機(jī)房空間,并滿足快速部署需求。

 

圖10是四組三聯(lián)柜以及頂部配電盒的示意圖,每組三聯(lián)柜1002從機(jī)柜頂部帶9路輸出的IT配線盒1006上取電。除此之外,三聯(lián)柜頂部還有另外一個(gè)帶12路輸出的空調(diào)配線盒1010,用于給背靠背兩排機(jī)柜間熱通道頂部的置頂空調(diào)風(fēng)機(jī)供電,后面會(huì)有詳細(xì)介紹。

 

圖11是前面圖10中四組三聯(lián)柜及其配電部分的俯視圖,同樣的,帶9路輸出的IT配線盒1106給三聯(lián)柜1102供電,而帶12路輸出的空調(diào)配線盒1110則是給熱通道頂部置頂空調(diào)的3個(gè)大風(fēng)扇供電。不管是1106的IT機(jī)柜供電配線盒還是1110的空調(diào)風(fēng)扇供電配線盒都是通過供電線纜從兩排機(jī)柜中間頂部的供電母排114上取電。

置頂空調(diào)1118包含了標(biāo)識為1120的3個(gè)散熱風(fēng)扇和標(biāo)識為1122的變頻驅(qū)動(dòng)控制器,后者用于控制風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速,同時(shí)將置頂空調(diào)的故障信息上傳到機(jī)房監(jiān)控中。帶12路輸出的空調(diào)配線盒1110中的9路輸出用于給三個(gè)大風(fēng)扇供電,而剩余的3路輸出則給風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)控制器供電。而置頂空調(diào)1118的6個(gè)風(fēng)扇及兩個(gè)控制器分別從兩套12路輸出空調(diào)配線盒1110來供電,每邊各一個(gè),避免某個(gè)配線盒故障導(dǎo)致整個(gè)空調(diào)停機(jī),來提高空調(diào)系統(tǒng)的可靠性。

置頂空調(diào)1118的寬度或者相鄰空調(diào)之間的距離和三聯(lián)柜1104的寬度可能會(huì)不一樣,或者說下圖的橫向方向上置頂空調(diào)的數(shù)量和三聯(lián)柜的數(shù)量可以一樣,也可能不一樣,這種配置會(huì)隨著三聯(lián)柜功率的不同靈活調(diào)整。比如三聯(lián)柜1104放置高功率服務(wù)器情況下,置頂空調(diào)和三聯(lián)柜會(huì)一一對應(yīng)逐個(gè)排開,但如果三聯(lián)柜1104改上架低功率的服務(wù)器后,可能會(huì)少安裝一些置頂空調(diào)1118,這些空缺出來的空調(diào)位置可以通過通道頂部的一整塊鐵皮來封堵。由于整排機(jī)柜共享熱通道,也共享冷通道,那么置頂空調(diào)空缺出來位置的熱空氣會(huì)橫向流動(dòng)或者上下流動(dòng),依靠旁邊的置頂空調(diào)風(fēng)扇來散熱。還有整個(gè)機(jī)房大環(huán)境是冷通道,那么彌散在整個(gè)房間內(nèi)的冷氣可以較為均勻地被全部服務(wù)器風(fēng)扇吸入,很少出現(xiàn)局部熱點(diǎn)。

 

圖12是數(shù)據(jù)中心機(jī)柜、空調(diào)和配電部分的剖面圖,整個(gè)機(jī)房的底部是架空地板1202和頂部的天花1204,整個(gè)機(jī)房的核心部分由兩排機(jī)柜1206a和1206b以及置頂空調(diào)1208、9路輸出的配線盒1210a和1210b、12路輸出的配線盒1212以及母線排1214構(gòu)成。兩排機(jī)柜1206a和1206b從9路輸出的配線盒1210a和1210b來取電,兩排機(jī)柜后面熱通道頂部則為置頂空調(diào)1208,其包括6個(gè)軸流風(fēng)機(jī)1218、一對風(fēng)扇控制器1220以及一對散熱盤管1222。每組風(fēng)扇和控制器從帶12路輸出的配線盒1212上取電。頂部的母線排可能的載流量約為1000A,覆蓋多組三聯(lián)柜機(jī)柜和置頂空調(diào)單元。

 

正常工作情況下,1206a-b的服務(wù)器散發(fā)出來的熱量進(jìn)入共享的熱通道內(nèi),經(jīng)過盤管1222制冷后,被熱通道頂部的風(fēng)機(jī)1218吹回到整個(gè)機(jī)房大冷環(huán)境內(nèi),再重新被服務(wù)器風(fēng)

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責(zé)任編輯:何健

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