I. Cơ sở hạ tầng DataCenter sẽ bao gồm những yếu tố sau:

Hệ thống sàn nâng, vách ngăn chống cháy.
Hệ thống chống sét lan truyền , nước, ngập, phòng và chữa cháy
Hệ thống làm lạnh, hệ thống điện dự phòng (UPS, máy phát điện)
Hệ thống các tủ rack được đặt liên tiếp nhau
Hệ thống bảo mật vật lý: cửa ra vào, camera quan sát…
Hệ thống cảnh báo và quản lý tự động
Ngoài ra còn có cơ sở hạ tầng mạng, hệ thống máy chủ và phần mềm
Hệ thống tổng đài ……

II. Các yêu cầu của phòng Data Center và một số giải pháp đề xuất.

1. Yêu cầu về hệ thống nguồn

Hệ thống nguồn của phòng Data Center phải đảm bảo nguồn điện đầu vào cho toàn bộ thiết bị trong cơ quan hoạt động ổn định trong thời gian làm việc với tổng tải tùy theo nhu cầu và chịu được tải lúc khởi động. Đảm bảo thời gian backup cho toàn hệ thống từ 16 đến 20 phút khi chạy full load và hỗ trợ Redundancy.
Đảm bảo an toàn cho toàn bộ thiết bị khi nguồn điện bên ngoài có sự cố tăng, giảm áp.
Đảm bảo nguồn điện đầu vào là true Sin.
Có khả năng mở rộng công suất và thời gian backup.
Battery module và Power module hỗ trợ hot-swap
Hỗ trợ điều khiển qua Internet.

2. Yêu cầu về sàn nâng

Đây là một hệ thống cần thiết cho thiết kế một phòng Server chuẩn.

Sàn nâng chống được tĩnh điện, chống ẩm ướt chống cháy
Chịu lực cao, đảm bảo phân tải đều.
Ngòai ra sàn nâng còn đảm bảo mỹ quan cho phòng Server
Chiều cao sàn: 30 cm

3. Quản lý dây cáp & tủ rack trong Data Center:

Cho phép quản lý dây cáp bao gồm cáp của hệ thống mạng và hệ thống cáp nguồn tập trung
Có sẵn các hệ thống ổ cắm kèm theo đủ để phục vụ cho các hệ thống máy chủ, thiết bị mạng hoặc thiết bị chuyên dụng khác khi được lắp đặt trên tủ Rack.
Tủ rack được thiết kế một cách trung lập đảm bảo tương thích với tất cả các thiết bị tuân theo tiêu chuẩn quốc tế 19” EIA-310
Tủ rack cung cấp chỗ lõm để lắp hệ thống phân phối nguồn tạo điều kiện dễ dàng quản lý nhiều ổ cắm trong khi không chiếm không gian tủ rack.
Tủ rack có các cửa phía trước và sau thông thoáng có khả năng mở rộng cho các yêu cầu làm mát của các ứng dụng

4. Hệ thống chống sét, tiếp đất.

Hệ thống phải đảm bảo chức năng ngắt sét lan truyền cả về mặt nguồn điện, cũng như từ các hệ thống khác đưa vào trong Data Center.
Hệ thống phải đảm bảo tiếp đất cho toàn bộ các thiết bị trong trong Data Center không làm ảnh hưởng đến hoạt động của thiết bị ngay cả đối với những thiết bị có độ nhạy cao với dòng điện và sét phải bị cố lập ngay lập tức khi có sét xâm nhập vào hệ thống điện của Data Center

5. Hệ thống camera quan sát, cửa ra vào ( Access control ).

Phải ghi được các biến cố cả về ban ngày và đêm.
Được lưu trữ vào máy tính và có thể xem lại theo thời gian.
Có thể truy cập, điều khiển và xem các hoạt động từ xa.
Người quản trị theo dõi toàn bộ các diển biến của trung tâm bất kỳ lúc nào và ở bất cứ đâu qua Internet.

6. Hệ thống làm lạnh trong phòng Data Center.

Dạng thổi sàn : Chúng tôi giới thiệu sử dụng dòng sản phẩm Liebert PEX Down Flow Unit của hệ thống Room Cooling (một trong ba hệ thống làm mát hàng đầu của Emerson: Room Cooling, Row Coling, Rack Cooling) được biết đến với việc triển khai dễ dàng cùng với sàn nâng bên cạnh các ưu điểm vượt trội trong các dòng sản phẩm của Emerson.
Room Cooling: Khi mật độ tích hợp đang tăng lên một cách đều đặn thì cơ sở đánh giá mật độ tiêu chuẩn vẫn còn được áp dụng. Hệ thống Room cooling sử dụng các máy điều hòa nhiệt độ chính xác và đây là phương pháp thích hợp nhất sử dụng trong các môi trường mật độ tiêu chuẩn này. Không phức tạp, dễ dàng triển khai, quản lý chính xác về độ ẩm và điều khiển lọc của các hệ thống này có thể được bắt gặp trong hàng trăm ngàn các đơn vị đã được triển khai trên khắp châu Á và không ngừng tăng lên hàng ngày. Được tích hợp cùng với hệ thống sàn nâng, các máy điều hòa chính xác mang lại giá trị tốt nhất về tiền bạc, tăng tính hiệu quả của toàn hệ thống chung.

Cooling dạng thổi sàn

Một vài thông số kỹ thuật của Liebert PEX Down Flow

Quạt EC (EC Fan): Công nghệ quạt EC điều chỉnh luồng không khí và làm giảm năng lượng đầu vào quạt. Cấu hình kiểu trong phòng tiếp tục làm giảm năng lượng tiêu thụ trong dòng thổi sàn. Điều này làm giảm đáng kể năng lượng tiêu thụ và cung cấp tuổi thọ dài hơn cho thiết bị. Quản lý thông qua kiểm soát sản phẩm ICOM Liebert, quạt EC điều phối luồng không khí tạo điều kiện hoạt động tối ưu cho thiết bị
Máy nén di chuyển kỹ thuật số (Digital Scroll Compressor): Liebert PEX với công nghệ di chuyển kỹ thuật số có độ tin cậy cao và được thiết kế để đạt được hiệu quả với sự linh hoạt và hạ thấp TCO. Việc sử dụng công nghệ di chuyển kỹ thuật số chủ động quản lý điều chế công suất từ 20% đến 100%. Trong trạng thái có tải, các đơn vị làm mát tiêu thụ năng lượng đầy tải. Mặt khác, trong trạng thái không tải, các đơn vị chạy tự do, tiêu thụ chỉ khoảng 10% tải đầy đủ.
Bộ điều khiển iCOM: Chế độ hoạt động teamwork trong bộ điều khiển iCOM, đặc tính quan trọng của Liebert PEX, đảm bảo hiệu suất bởi việc cho phép nhiều thiết bị làm việc cùng nhau như một hệ thống thống nhất giúp tối ưu hóa hoạt động của phòng Data Center.
Làm ẩm bằng hồng ngoại (Infrared Humidifier): Làm ẩm bằng hồng ngoại đã trở thành đặc tính của hệ thống điều khiển môi trường của Liebert. Nó đáp ứng nhanh và khả năng xử lý điều kiện nước biến đổi, điều này đưa Room Cooling trở thành một chuẩn công nghiệp trong các ứng dụng đòi hỏi sự chính xác, điều khiển độ ẩm không có hạt sương.
Lựa chọn làm mát kép (Dual Cooling Option): Tận dụng tùy chọn này một PEX Liebert cung cấp một cuộn dây thứ hai sử dụng hệ thống cấp nước trung tâm Chiller. Các thiết bị có thể hoạt động hoặc như là một DX (compressorized), hoặc một hệ thống nước lạnh.Trong thời gian khi cung cấp thiết bị làm lạnh hoạt động thì hoạt động nén được loại bỏ, giảm chi phí năng lượng. Ngoài ra, tùy chọn này có thể cung cấp dự phòng tăng và tính linh hoạt cho hệ thống kiểm soát môi trường.

Khi lựa chọn thiết bị Room Cooling Liebert PEX DownFlow cho phòng Data Center:

Môi trường có mật độ thiết bị tiêu chuẩn/ trung bình/ cao: trong phòng, sàn nâng.
Kiến trúc mở:
Phân phối lọc và kiểm soát độ ẩm
Giảm thiểu tối đa việc thoát lạnh
Không phức tạp, dễ dàng triển khai
Khả năng sử dụng rộng rãi
Dự phòng, chia sẻ tải
Lựa chọn phổ biến nhất của các môi trường làm mát
Đã được kiểm tra và ứng dụng rộng rãi: có trên 200 000 sản phẩm được triển khai ở châu Á.
Sử dụng kiến trúc thổi sàn hiệu quả.

7. Giải pháp về hệ thống nguồn điện

7.1. Sơ đồ thiết kế

Chúng ta quan tâm đến 4 hệ thống: Máy phát điện, hệ thống lưu điện UPS, Hệ thống phân phối điện chính và hệ thống phân phối điện trong tủ Rack.
Đề xuất này sử dụng 01 mạng điện độc lập để hỗ trợ hệ thống cơ sở hạ tầng của IT và mạng điện này lại được dự phòng bởi máy phát điện 40KVA.
Máy phát điện và nhánh mạng điện được thiết kế đủ công suất cung cấp cho toàn bộ hệ thống cơ sở hạ tầng IT.
Hệ thống phân phối điện độc lập sẽ được lắp đặt nhằm phân tích hệ thống nguồn cho phòng máy chủ ra khỏi nguồn cho các ứng dụng khác như chiếu sáng, điều hoà hay mục đích khác.
Tủ phân phối điện (PDU) của APC được thiết kế với hệ thống “nối tắt” (By-pass) nhằm tách biệt UPS ra khỏi hệ thống tải quan trọng khi cần thiết. Các aptomat được sử dụng loại đặc biệt loại C (Type”C”) có thời gian trễ và được bảo vệ chống dòng rò (current leaking to earth from an installation) – ELCB. Trong trường hợp có sự cố ở mạch nhánh nào thì aptomat của nhánh đó sẽ cắt điện chỉ của nhánh đó thôi mà không làm ảnh hưởng đến các nhánh khác (hay nói cách khác không làm ảnh hưởng toàn bộ hệ thống).

Hình: Tủ phân phối điện PDU.

- Thêm nữa với tính năng theo dõi dòng điện mạch nhánh một cách thông minh, khách hàng có thể biết được tình trạng dòng điện chạy qua mỗi một mạch nhánh thông qua giải pháp quản trị của APC cũng như có thể đặt mức ngưỡng cảnh báo trước khi mỗi mạch nhánh tiến đến ngưỡng nguy hiểm.

- Trong tủ phân phối điện, chúng tôi cung cấp 10 aptomat loại 32A, 30mA cho 10 tủ Rack máy chủ, 3 aptomat loại 16A, 30mA cho các thiết bị phụ trợ khác như IP camera, Access Control, Fire Suppression cùng với các cáp điện có lăp sẵn các phích cắm (power whips terminate with industrial sockets) có độ dài đủ cung cấp đến từng tủ Rack thiết bị. Thiết bị này cho phép sự mềm dẻo cho việc nâng cấp hay mở rộng trong tương lai mà không làm ảnh hưởng đến nguồn cung cấp. Mỗi tủ phân phối điện (PDU) sẽ có đủ các vị trí để lắp thêm các aptomat cho nhu cầu trong tương lai mà không làm ảnh hưởng gián đoạn tới nguồn cung cấp chính.

- Tủ phân phối điện PDU của APC được đặt trong tủ Rack có cửa trước và sau thuận tiện cho công việc dich vụ. Với tủ phân phối điện này, không cần thiết phải lắp thêm các bảng phân phối phụ (treo) trong phòng máy chủ nữa.

7.2. Hệ thống phân phối nguồn trong tủ Rack

Sẽ sử dụng 1 khối phân phối nguồn (viết tắt RPDU) loại 32A cho mỗi tủ Rack máy chủ, các RPDU sẽ được nối với UPS trong cấu hình (N+1). Thêm nữa, mỗi RPDU sẽ có màn hình tinh thể lỏng (LCD) thể hiện dòng điện đang chạy qua mỗi RPDU.

- Các thiết bị quan trọng như IP camera, Access Control, Fire Suppression bình thường sẽ được cung cấp điện từ hệ thống lưới điện thông thường. Khi có sự cố với lưới điện, các thiết bị này sẽ được cấp điện từ UPS.

8. Hệ thống sàn nâng, vách ngăn chống cháy

Đây là một hệ thống cần thiết cho thiết kế một phòng Server chuẩn. Sàn nâng chống được tĩnh điện, chống ẩm ướt, … ngoài ra sàn nâng còn đảm bảo mỹ quan cho phòng Server.

Độ cao sàn nâng

Không gian phía dưới sàn nâng được sủ dụng để dẫn khí làm mát cung cấp cho thiết bị. Độ cao tối thiểu là 300mm cho tối ưu hóa luồng khí phân phối. Tuy nhiên nếu độ cao là (300 mm) thì không nên đi các loại cáp dưới sàn nâng vì sẽ ngăn chặn luồng lưu thông của khí lạnh. Độ cao từ sàn nâng tới trần giả tối thiểu là 2400mm.

Loại sàn nâng ( Raised Floor Finishes)

Tất cả các tấm sàn nâng trong phòng Server là loại bọc tráng lớp chống tĩnh điện, chịu áp lực cao.

Tải sàn nâng (Raised Floor Panel Loading)

Các tấm sàn nâng là loại khung kim loại có nhồi xi măng. Các tấm sàn nâng có khả năng chịu tải trọng tập trung là 4.5kN. Tất cả các tấm có kích thước 600mm x 600mm

Sơ đồ sàn nâng:

Tóm tắt:

Độ cao sàn nâng tối thiểu là 300mm.
Việc đi cáp sẽ đi phía trên tủ rack nếu độ cao sàn nâng là nhỏ hơn hay bằng 300mm .
Cách ly dùng vật liệu bọt xốp, mềm không dễ vỡ.
Chiều cao từ sàn nâng tới trần giả tối thiểu là 2400mm.
Xử l‎ý chống thấm trần và sàn bê tông nhằm ngăn chặn hơi nước.

9. Hệ thống chống cháy của phòng Data Center (phòng Server):

Giới thiệu

Hệ thống cứu hỏa dự kiến là FM-200 khí sạch (Clean Agent Fire Suppression) kết hợp với hệ thống phát hiện. Khu vực bảo vệ bao gồm phía trên trần giả, trong phòng máy, dưới sàn giả cho các phòng như phòng giám sát, phòng máy chủ và mạng và phòng lưu trữ dữ liệu.
Hệ thống FM-200 được sử dụng như hệ thống chống cháy cấp 1 kết hợp với hệ thống phát hiện khói có độ nhậy cao (HSSD - High sensitivity smoke detector) cung cấp các cảnh báo sớm cấp một (1) và hệ thống phát hiện khói thông thường cung cấp cảnh báo cấp hai (2). Khi phát hiện cháy hoặc khói tại mỗi khu vực kể trên hệ thống FM-200 sẽ hoạt động và sẽ phát tín hiệu báo động.

FM-200 (heptafluoropropane) là một hợp chất gồm cacbon, flo và hydro (CF3CHFCF3), không màu, không mùi và không dẫn điện. Hợp chất này dập lửa bằng cách gây “gián đoạn” hóa học quá trình cháy mà không làm ảnh hưởng đến lượng oxy sẵn có.
FM-200 là một hợp chất ổn định dưới dạng chất lỏng bảo quản dưới áp suất. Khi nhả ra hợp chất này biến thành hơi và trộn lẫn với không khí để có thể lan tới những góc xa nhất của căn phòng được bảo vệ. Chỉ cần một hàm lượng khoảng 7% thể tích là đủ để dập lửa trên các bề mặt.

Theo tỉ lệ trọng lượng của tác nhân dập tắt lửa, FM-200 là một trong những tác nhân hiệu quả nhất được biết đến. Để ngăn chặn thiệt hại do khói và lửa gây ra, điều cốt yếu là phải phát hiện và dập tắt nhanh chóng. Việc xả tức thì sau khi phát hiện lửa cho hệ thống cho phép hệ thống có thời gian phản ứng dưới 10 giây.
Căn cứ trên một quá trình thẩm định dữ liệu độc tính, cơ quan bảo vệ môi trường của Hoa Kỳ (US EPA) xác định rằng FM-200 không gây ảnh hưởng đến tầng ôzôn.
Hệ thống FM-200 được sử dụng để chữa cháy, bảo vệ cho các thiết bị hoặc các vùng đặc biệt, nơi nghiêm cấm sử dụng các tác nhân dẫn điện, nơi có yêu cầu cao về vấn đề vệ sinh, nơi có tính đến sự ảnh hưởng của trọng lượng phân tử không khí, và những nơi nguy hiểm. Hệ thống FM-200 được sử dụng trong các lĩnh vực sau:
Các thiết bị xử lý dữ liệu.
Các thiết bị truyền thông.
Các phòng điều khiển.
Các thiết bị y tế có giá trị cao.
Các thiết bị công nghiệp có giá trị cao.
Thư viện, nhà bảo tàng, phòng trưng bày nghệ thuật.
Phòng cách âm.
Khu vực lưu trữ chất cháy nổ.
Hệ thống được thiết kế phù hợp với các loại đám cháy sau:
Loại A: Các loại gỗ hoặc các loại vật liệu cen-lu-lo khác.
Loại B: Các loại chất lỏng dễ cháy.
Loại C: Các loại thiết bị điện.
Đối với các lĩnh vực sử dụng khí dễ cháy, nguồn cấp khí FM-200 phải để riêng biệt với khí sử dụng.
Hệ thống FM-200 không sử dụng để dập tắt các vụ nổ.
Hệ thống FM-200 không được để những nơi có chứa những chất sau:
Pyrotechnic chemicals.
Reactive metals - sodium, potassium, magnesium, titanium, uranium and plutonium.
Metal hydrides.
Dưới tác động của 7000C, FM-200 sẽ tạo ra axit halogen. Khi FM-200 được phun ra trong thời gian dưới 10 giây, lượng chất phân hủy tạo thành sẽ nhỏ nhất do thời gian tiếp xúc với lửa ngắn.

Mô tả hệ thống

a)Van và Bình Chứa

FM-200® được chứa trong bình thép dưới dạng lỏng với áp suất 25 bar ở 210C cùng với Nitrogen (360 PSIG at 700F). Mỗi bình chứa sẽ có một đồng hồ đo áp lực, nắp che, và một cổng nối để nối với ống kích hoạt khí. Kèm theo mỗi bình chứa khí là các nắp đậy an toàn và nắp bảo vệ để đậy vào ngỏ xả và kích của bình khi không sử dụng. Những nắp này được gắn với mục đích ngăn ngừa các tình trạng xả khí không kiểm soát.

b)Giá Đỡ

Giá đỡ thép sẽ sử dụng để gắn chặt bình vào tường theo phương đứng hoặc ngang.

c)Đầu Điều Khiển Điện Và Cáp

Đầu điều khiển này có thể được kích hoạt bằng điện và cáp. Nó được gắn trực tiếp trên bình. Nó có thể nhận tín hiệu điều khiển từ hệ thống đầu dò khói hoặc tủ điều khiển để hoạt động. Ngoài ra ta có thể sử dụng cần gạt hoặc tay nắm kéo cáp để kích hoạt bằng cơ.
Tất cả các loại đầu điều khiển này được có khả năng tự thông gió để ngăn ngừa tai nạn trong trường hợp có xả khí từ bình điều khiển. Đầu điều khiển này được sử dụng kèm với hệ thống mạch và tủ điều khiển theo tiêu chuẩn NFPA. Ngoài ra, theo tiêu chuẩn NFPA, còn có một nguồn dự phòng để cấp điện trong thời gian 24 giờ để duy trì hoạt động của đầu điều khiển.

d)Tủ kéo cáp

Tủ kéo cáp sử dụng cáp để kích hoạt hệ thống. Khi xảy ra hiện tượng cháy, ta có thể sử dụng một tay đòn bằng thép để đập vỡ kính phía trước tủ, và kéo tay nắm ra khỏi tủ.

e)Ống Nối Mềm

Khí FM-200 được dẫn từ bình chứa vào hệ thống ống qua ống nối mềm với các kích thước đường kính trong 40, 50, 65 mm, và được làm bằng cao su. Ống nối mềm được sử dụng để nối hệ thống ống xả khí vào ngõ ra trên van của bình chứa khí FM-200.

f)Công Tắc Điều Khiển Áp Lực

Công tắc điều khiển áp lực hoạt động dựa trên áp lực hệ thống mà nó kích hoạt hoặc không kích hoạt tín hiệu điện truyền về tủ điều khiển. Công tắc điều khiển áp lực được sử dụng để thông báo hệ thống đang xả khí.

g)Đầu Phun

Đầu phun được sử dụng để phun khí vào vùng được bảo vệ. Đầu phun được thiết kế để xả khí trực tiếp từ trần, do đó giảm thiểu khả năng ảnh hưởng tới mái. Đầu phun có hai loại là 1800 và 3600 được gắn tùy theo vị trí sử dụng. Đầu phun được làm bằng đồng thau, ren trong.

h)Bu-Li Kéo Cáp

Bu-li kéo cáp được sử dụng để thay đổi hướng cáp mà không làm ảnh hưởng đến hoạt động của cáp.

i)Đầu Dò Khói

Đầu dò khói là loại ion, quang, nhiệt… theo tiêu chuẩn của Kidde Fire Protection, UL. Listed, FMRC and/or LPCB.

j)Tủ Điều Khiển

Tủ Điều Khiển theo tiêu chuẩn của Kidde Fire Protection, UL. Listed, FMRC and/or LPCB.

k)Quá trình điều khiển

Có thể điều khiển bằng tay hoặc tự động.

10. Giải pháp về hệ thống máng cáp & tủ Rack

Tủ Rack thiết bị

Thiết kế với tủ Rack của APC bao gồm các thang cáp để quản lý cáp nguồn và cáp mạng có ngăn cách phía trên, đảm bảo việc mở rộng khả năng làm mát một cách tối đa cho các thiết bị trong tương lai khi có nhu cầu mở rộgn cũng như giải phóng không gian phía dưới sàn nâng cho việc cung cấp khí lạnh.

Hình: Tủ Rack

Tủ rack có các cửa phía trước và sau thông thoáng có khả năng mở rộng cho các yêu cầu làm mát của các ứng dụng.
Tủ rack cung cấp chỗ lõm để lắp hệ thống phân phối nguồn tạo điều kiện dễ dàng quản lý nhiều ổ cắm trong khi không chiếm không gian tủ rack.
Tủ rack được thiết kế một cách trung lập đảm bảo tương thích với tất cả các thiết bị tuân theo tiêu chuẩn quốc tế 19” EIA-310.
Đề xuất sử dụng ban đầu 10 tủ rack, độ rộng 600mm, độ sâu 1070mm cho máy chủ, mỗi tủ có kèm 01 dãy phân phối nguồn có màn hình hiển thị đo lường.

Tóm tắt thiết kế:

Độ sâu của tủ rack là 1070 mm để phục vụ cho việc quản lý một cách hợp lý cáp đồng thời tạo không gian thoát khí nóng của thiết bị phía sau tủ rack.
Tủ rack 19” theo tiêu chuẩn EIA-310-D
Cửa phía trước và sau là loại đục lỗ cho phép khí lạnh vào và khí nóng thoát ra.
Tủ rack được sử dụng thống nhất nhằm đảm bảo khả năng mở rộng về làm mát trong tương lai một cách tối đa.

Thiết Bị Đề Xuất