er tiden moden til automation i skyen? koncepter for...

7. MARTS 2012

DANSK AUTOMATIONSSELSKAB 1

Er tiden moden til automation i skyen? Koncepter for datacentre – No size fits all

Christian Borst, COWI A/S

› Stigende out-sourcing af it-drift

› Stadig flere it-operationer koncentreres i færre datacentre

› Konsekvens af driftsafbrydelse kan være stor

› Driftsfejl må ikke afbryde driften

› Firmaer med verdensomspændende operationer => Ingen naturlige driftspauser

› Vedligehold, ombygninger, udvidelser uden afbrydelse af driften

Stadig flere store datacentre

7. MARTS 2012


› Gruppe på ca. 20 ingeniører, der primært arbejder med datacentre

› Fokus på elforsyning og køling

› Øvrige discipliner trækkes på eksperter andre steder i huset

› Kunder omfatter en række større operatører i Danmark

› Sverige, Norge, Gulf'en

› Uptime Institute Tier Specialist

› Uptime Institute Tier Designer

COWI Lyngby: Centre of Excellence – Data Centre

7. MARTS 2012


› Beregne MTBF/MTTR er ikke praktisk

› Absolut beregning ikke mulig, ikke tilstrækkelig data

› Kan aldrig eftervise

› HazOp-Analyser kan give et indblik i fejltræer

Tilgængelighed - Oppetid

7. MARTS 2012


› Amerikansk organisation – privat

› Har arbejdet med datacentre og oppetid i mange år

› Arbejder med alle aspekter omkring opbygning og drift af datacentre

› Almindelig anerkendt som defacto standard

› Udgiver en række white papers og guide lines

› Mere info: www.uptimeinstitute.com

› Andre referencer: ANSI/TIA-942 Telecommunication Industry Association

Uptime Institute

7. MARTS 2012


http://www.uptimeinstitute.com/

Uptime Institute - Tier Standard Topology

7. MARTS 2012


Tier I Tier II Tier III Tier IV

Active capacity components

N N+1 N+1 N

after any failure

Distribution paths

1 1 1 active

1 alternate

2 simultaneously

active

Concurrently maintainable

No No Yes Yes

Fault tolerance No No No Yes

Compart-mentalization

No No No Yes

Continuous cooling

Load Density Dependent



Yes Class A

Omfatter:

› Netforsyning – Transformere

› Dieselgeneratorer, inkl. brænstofsystemer

› UPS-systemer

› Tavler

› Forsynings- og gruppekabler

Generelt:

› Tier-klassifikation baseres på hvad der er "indenfor hegnet"

Elektriske Systemer

7. MARTS 2012


Elforsyning

7. MARTS 2012


Elforsyning

7. MARTS 2012


Dieselgeneratoranlæg Krav

› Tier III Service og vedligeholdes med forsyning fra generatorer

› Tier IV Fejltolerant med forsyning fra generatorer

› Ved Tier III og IV skal dieselgeneratorer være for kontinuerlig drift

› Ved Tier I og II accepteres dieselgeneratorer for Prime eller Standby drift

› Tankanlægget skal have en kapacitet der svare til mindst 12 timers drift med den udlagte effektbehov

Elforsyning

7. MARTS 2012


Resume – Elektriske Systemer

› 2N eller N+1 garanterer ikke for en specifik Tier rating - forsyningsvejene har stor betydning

› Der er mange løsningsmodeller – og ikke kun én

› Endelig model bør vælges ud fra kundens krav til Tier-rating, forsyningssikkerhed og økonomi (anlæg og drift)

Mekaniske Systemer

7. MARTS 2012


Omfatter:

› Kølekompressorer

› Vandsystemer (primære og sekundære)

› Computerrum kølere (DFU, in-row kølere)

Kølesystem

7. MARTS 2012


Kølesystem

26 JUN 2011

UPTIME TIER CLASSIFICATION SYSTEM 17

Kølesystem

7. MARTS 2012


Kølesystem

7. MARTS 2012


Klasse A: Uafbrudt køling ved Tier IV

Kontinuerlig køling af kritiske enheder og datacenter mens dieselgenerator startes (computerrum, netværksrum og UPS-rum)

Dette betyder, at køleanlægget skal forsynes fra UPS-anlægget, hvis temperaturen ikke kan holdes mellem 18°C og 27°C og med en temperaturgradient ikke større end 5°C/time

Computerrum-køling

7. MARTS 2012


› Åbent rum med DFU

› Cold aisles

› Hot aisles

Kølesystem

7. MARTS 2012


Resume – Mekanisk Systemer

› 2N eller N+R garanterer ikke for en specifik Tier rating, forsyningsvejene har stor betydning

› Der er mange løsnings- modeller og ikke kun én

› Regel for ventil antal:

› N+1 kræver 2 ventiler mellem komponenter

› N+2 kræver 1 ventiler mellem komponenter

› Ved Tier IV kan UPS-forsyning af køling være nødvendigt for at fastholde en stabil temperatur uden net- og generatorforsyning

Lastberegning

7. MARTS 2012


Resilience Project Doc. No.: PA(99)081

Load Calculations - Electrical

Phase 2: Packages 4, 5, 6, 7, 9, 10 and 11

Rev.: 2,0

Preliminary Design Date: 2009-02-11

Prepared: HOI

MS-6 + 7 + 8 upgraded

Infrastructure (UPS, cooling diesel generator) upgrade

Checked: CSL

Approved: CB

Preliminary Design - 2009-02-11

Computer

Room

Electrical

Load

Computer Room Areas MS-1 MS-2 MS-3 MS-8 MS-6 MS-7 Utility (A2+F) Total electrical load Total cooling

load summary

Resulting Computer Room DP Capacity

No-break supply

Computer room area 360 m2 360 m2 360 m2 670 m2 1.080 m2 277 m2 3.107 m2

Load basis requirements 750 W/m2 750 W/m2 750 W/m2 1.200 W/m2 750 W/m2 750 W/m2 847 W/m2

Design load 270 kW 270 kW 270 kW 804 kW 810 kW 208 kW 2.632 kW

Limiting capacity UPS8, UPS9 and UPS10 756 kW 884 kW 189 kW 1.830 kW

Limiting capacity existing Sitepros 5 kW 108 kW 85 kW 198 kW 2.028 kW

STS/PDU - losses 2% 0 kW 2% -2 kW 2% -2 kW 2% -15 kW 2% -18 kW 2% -4 kW

Available DP capacity 5 kW 106 kW 83 kW 741 kW 867 kW 185 kW 2.024 kW

Available DP capacity 14 W/m2 294 W/m2 231 W/m2 1.106 W/m2 803 W/m2 670 W/m2 651 W/m2

Short-break load

Technical cooling UPS 8, 9 and 10 90 kW 90 kW

Technical cooling future UPS 11 and 12 0 kW 0 kW

DF coolers [Nos. , kW/unit] 0 nos. 7 kW 0 nos. 7 kW 0 nos. 7 kW 12 nos. 9 kW 17 nos. 7 kW 4 nos. 7 kW 6 nos. 7 kW 297 kW 297 kW

AHU [Nos. , kW/unit] 1 nos. 12 kW 2 nos. 12 kW 2 nos. 12 kW - - 0 nos. 0,0 kW - - - - 60 kW 60 kW

AHU dehumidification [Nos. , kW/unit] 1 nos. 12 kW 2 nos. 12 kW 2 nos. 12 kW 60 kW

AHU cooling loss [Nos. , kW/unit] 1 nos. 5 kW 2 nos. 10 kW 2 nos. 10 kW 45 kW

Lighting 6,5 W/m2 2 kW ######## 2 kW 6,5 W/m2 2 kW 6,5 W/m2 4 kW 6,5 W/m2 7 kW 6,5 W/m2 2 kW 12 kW 32 kW 32 kW

Computer Room Power Installation Capacity

Standard PDU rating [Pairs , A/unit] 2 pairs.

400 A 2 pairs.

400 A 2 pairs.

400 A 2 pairs.

800 A 5 pairs.

400 A 1 pairs.

400 A

Power factor for DP load cos Ø= 0,90 cos Ø= 0,90 cos Ø= 0,90 cos Ø= 0,90 cos Ø= 0,90 cos Ø= 0,90

Net capacity of PDU's 499 kW 499 kW 499 kW 998 kW 1.247 kW 249 kW

Utilisation factor 80% 80% 80% 80% 80% 80%

Rated capacity reduced with utilisation factor 399 kW 1.109 W/m2 399 kW 1.109 W/m2 399 kW 1.109 W/m2 798 kW 1.191 W/m2 998 kW 924 W/m2 200 kW 720 W/m2

Computer Room Cooling Capacity Cooling loads

Rated AHU cooling capacity [Nos. , kW/unit] 4 nos. 65 kW 4 nos. 65 kW 4 nos. 65 kW Cooling pump losses 80 kW

Rated AHU cooling capacity (N+17%)

[Nos. , kW/unit] 1 nos. 65 kW 2 nos. 65 kW 2 nos. 65 kW Building North New offices 205 kW Rated DF unit cooling capacity

[Nos. , kW/unit] 0 nos. 55 kW 0 nos. 55 kW 0 nos. 55 kW 12 nos. 80 kW 17 nos. 67 kW 4 nos. 67 kW Building North MS-5 150 kW Rated DF unit cooling capacity (N+17%)

[Nos. , kW/unit] 0 nos. 55 kW 0 nos. 55 kW 0 nos. 55 kW 10 nos. 80 kW 14 nos. 67 kW 3 nos. 67 kW Building North Offices 350 kW Cooling capacity (N+1) 65 kW 130 kW 130 kW 800 kW 938 kW 201 kW

Building South Offices 500 kW Lighting losses -2 kW -2 kW -2 kW -4 kW -7 kW -2 kW

Building South

Repair Centre 110 kW Net cooling capacity 63 kW 128 kW 128 kW 796 kW 931 kW 199 kW

Building South Test Centre 90 kW Utilisation factor 95 % 95 % 95 % 95 % 95 % 95 %

Net cooling capacity (N+1)

60 kW 165 W/m2

121 kW 337 W/m2

121 kW 337 W/m2 756 kW 1.128 W/m2 884 kW 819 W/m2 189 kW 683 W/m2

Rotary UPS System DRUPS-8/9/10

No-Break Supply

DRUPS-8/9/10

Short-Break Supply Existing UPS-load

UPS unit (rated apparent capacity) [Nos. , kVA/unit] 3 nos. 1.600 kVA 4.800 kVA 3 nos. 530 kVA

1.590 kVA

1 nos. 600 kVA 600 kVA

UPS power factor cos Ø= 0,80

cos Ø= 0,80

cos Ø= 0,80

UPS unit (rated capacity) [Nos. , kW/unit] 3 nos. 1.280 kW 3.840 kW 3 nos. 424 kW 1.272 kW 1 nos. 480 kW 480 kW

UPS unit (rated N+1 capacity) [Nos. , kW/unit] 2 nos. 1.280 kW 2.560 kW 2 nos. 424 kW 848 kW 1 nos. 480 kW 480 kW

Available capacity for Computer room 100% 2.560 kW 100% 848 kW 100% 480 kW

Design rating of UPS load 80% 2.048 kW 80% 678 kW 46% 220 kW

Total Required computer room capacity 71%

1.830 kW 46%

393 kW 46%

220 kW Total cooling load 4.096 kW

Elforsyning

7. MARTS 2012


Power Usage Effectiveness

7. MARTS 2012


PUE = Ptotal facility

Pit load

Daglig drift

7. MARTS 2012


Operational Sustainability

› Branddetektering

› Brandslukning

› BMS

› Adgangskontrol

› Perimetersikring

› CCTV

Øvrige kritiske systemer

7. MARTS 2012


er tiden moden til automation i skyen? koncepter for...

Documents