24CDX009-2 数据中心机电设施设计与安装 —电力模块、锂离子电池柜、间接蒸发冷却空调系统 参考图集
中国建筑标准设计研究院组织编制
主编单位：中国建标准设计研究（中国建标准设计研究有限公司） 华为数字能源技术有限公司
统一编号：GJCT-317
实行日期：二〇二四年五月一日
图集号：24CD009-2
目录 2
编制说明 4
术语 5
设计与安装要点 6
设计与安装说明 6
数据中心分级标准 11
电力模块及其智能化管理系统 12
A级数据中心供电系统框图一 12
A级数据中心供电系统图一 13
A级数据中心供电系统框图二 14
A级数据中心供电系统图二 15
B级数据中心供电系统框图一 16
B级数据中心供电系统图一 17
B级数据中心供电系统框图二 18
B级数据中心供电系统图二 19
电力模块低压配电系统示例一 20
电力模块低压配电系统示例二 22
电力模块低压配电系统示例三 25
间接蒸发冷却空调机组配电系统示意图 27
电力模块配置表 28
电力模块机房设备平剖面示意图 29
变压器与进线柜连接示意图 30
电力模块接地示意图 31
电力模块管理系统架构示意图 32
锂离子电池柜 33
锂离子电池柜参数表 33
锂离子电池室设备布置图 34
锂离子电池柜安装图 35
锂离子电池柜电气图 36
锂离子电池管理系统BMS 37
锂离子电池柜内消防示意图 38
间接蒸发冷却空调系统 39
间接蒸发冷却空调机组工作原理图 39
机组技术参数 40
气流组织示意图 42
机组室内布置示意图 43
机组接口安装 45
设备基础设计尺寸参考资料 47
机组安装节点图 48
相关技术资料 49
1编制依据
本图集依据的主要标准规范:
《建筑设计防火规范》GB 50016-2014(2018年版)《工业建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB50019-2015
《数据中心设计规范》GB 50174-2017《通风与空调工程施工质量验收规范》GB50243-2016《数据中心基础设施施工及验收规范》GB50462-2015《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB50736-2012《互联网数据中心工程技术规范》GB51195-2016《建筑电气与智能化通用规范》GB55024-2022《建筑防火通用规范》GB 55037-2022
《数据中心预制模块总体技术要求》YD/T 3291-2017《数据中心锂离子电池室设计标准》T/CABEE056-2023《数据中心用锂离子电池设备产品技术标准》T/DZJN80-2022《数据中心间接蒸发冷却系统设计规范》T/CRAAS1015-2023当依据的标准规范进行修订或有新的标准规范出版实施时，本图集与现行工程建设标准不符的内容、限制或淘汰的技术或产品，视为无效。工程技术人员在参考使用时，应注意加以区分，并应对本图集相关内容进行复核后选用。2 适用范围
本图集适用于新建、改建和扩建的数据中心工程的电力模块、锂离子电池柜、间接蒸发冷却空调系统的设计与安装，施工和验收时可参考使用。
3编制目的
为规范数据中心电力模块、锂离子电池柜、间接蒸发冷却空调系统的设计与安装，保障数据中心安全、稳定、可靠的运行而编制，达到工程技术人员快速查找、提高施工图设计效率和施工安装质量的目的。
4编制原则
本图集以近年来比较成熟的新产品、新技术在数据中心的应用为基础，结合数据中心的发展趋势，对数据中心的电力模块、锂离子电池柜，间接蒸发冷却空调系统设计与安装提出要求并进行说明。
5 主要内容
5.1 设计与安装要点。
5.2电力模块及其智能化管理系统。
5.3 锂离子电池柜。
5.4 间接蒸发冷却空调系统。
6注意事项
6.1本图集中未注明的尺寸单位均为毫米(mm)6.2本图集中部分结构、土建做法要求需由工程技术人员结合实际情况复核后选用。设备加工前需现场实地勘查，确保预制产品与现场安装环境相适宜。
6.3 锂离子电池柜以下简称锂电柜。
设计与安装说明
1 数据中心分级
1.1 数据中心根据《数据中心设计规范》GB 50174-2017应划分为A、B、C三级，设计时应根据数据中心的使用性质、数据丢失或网络中断在经济或社会上造成的损失或影响程度确定所属级别。
1.2数据中心分级标准详见第8页。
2 供电电源
2.1 A级数据中心应由城市电网双重电源(双电源)供电，并应设置备用电源。
2.2B级数据中心宜由城市电网双重电源(双电源)供电，供电电源只有一路时，应设置备用电源。
2.3C级数据中心应由城市电网电源两回线路(双回路)供电。2.4当正常电源发生故障时，备用电源应能承担数据中心正常运行所需要的用电负荷。
2.5采用柴油发电机组作为备用电源时，柴油发电机组的输出性能应满足数据中心的使用要求。A级数据中心柴油发电机组应具有连续和不限时运行的能力，输出功率应满足数据中心最大平均负荷的需要。
3 配电系统
3.1A级数据中心的基础设施应按容错系统配置
3.2B级数据中心的基础设施应按冗余系统配置
3.3C级数据中心的基础设施应按基本需求配置
4 电力模块
电力模块内部所有接线接口、开关设备参数整定、模块内系统调试均由设备供应商在工厂完成。
4.1 变压器
4.1.1变压器基本参数要求:频率50Hz,高压侧电压10kV,低压侧电压0.4kV。
4.1.2变压器容量不宜大于2500kVA，变压器能效应符合现行国家标准《电力变压器能效限定值及能效等级》GB20052的能效限定值及能效等级标准。
4.2无功补偿柜
4.2.1无功补偿装置为模块化设计，可通过并联方式实现容量扩展。
4.2.2静态无功发生装置可采用风冷方式。
4.2.3静态无功发生装置能全天候安全稳定运行，不影响系统其他设备的正常工作，不影响电网安全。
4.3不间断电源系统
4.3.1电子信息设备宜由不间断电源系统供电
4.3.2柴油发电机组作为备用电源时，UPS电池最少备用时间:A级为15min，B级为7min。
4.3.3为正常运行的电子信息设备供电的UPS不应同时为其他设备供电。
注:双电源、双回路术语引自《重要电力用户供电电源及自备应急电源配置技术规范》GB/T 29328-2018.
4.4 低压配电柜
4.4.1配电柜可采用固定分隔式，电力电缆、母线槽采用上进上出方式。配电柜内框架式开关采用抽出式，塑壳开关采用插拔式。
4.4.2非消防负荷低压配电回路设分励脱扣器，设分励脱扣器的回路既可在自动互投时卸载部分非保证负荷，防止变压器过载，也可在消防状态时切断非消防负荷电源。
4.4.3电力模块应设置电力模块监控系统，采集配电柜内各支路电压、电流、频率、电能、谐波、母线温度、开关状态信息等。电力模块系统监控单元应提供统一TCP/IP等通信协议接口，通过相关协议将集中监控单元的数据上传到数据中心环境和设备监控系统。
4.5 布置与安装
4.5.1 电力模块机房按变电所的设置要求进行设计，应深入或靠近负荷中心，进出线方便，设备吊装、运输方便等。
1)当空间不受限时，电力模块柜前操作通道不应小于2.3m，柜后维护通道不应小于1m，柜顶距梁底净距不应小于0.8m。
2)当空间受限时，电力模块柜前操作通道不应小于2.1m,柜后维护通道不应小于0.8m，柜顶距梁底净距不应小于0.5m.
3)变压器侧或馈线柜侧作为主运输通道时通道宽度不应小于1.8m，馈线柜侧作为运维通道不应小于0.8m。
4.5.2电力模块机房所在位置应按城区内涝水位控制线确定:不应设在卫生间等经常积水场所的直接下一层，当与其贴邻时，应采取防水措施;地面或门槛应高出本层楼地面，其标高差值不应小于0.10m，设在地下层时不应小于0.15m。
4.5.3无关的管道和线路不得穿越机房，机房内不应有变形缝穿越。
4.5.4楼地面应满足电气设备荷载的要求，电力模块安装场地的活荷载标准值为8kN/m’~10kN/m’，对房间荷载的要求应根据项目实际情况详细计算。
4.5.5 安装流程:
运输--安装前准备--安装--安装后检查--结束
1)当工程现场条件不受限时，电力模块可成套预制式撬装式)运输及安装。
2)当工程现场条件受限时，各配电柜可单个柜体运输至现场进行组合安装。
5 锂离子电池柜与电池室
5.1锂离子电池柜在城市电网电源中断或故障时，应能保证不问断供电。
5.2锂电池管理系统(BMS)应具有充电限流、放电过流管理电池过压、欠压、高温、低温、短路等保护，还具有与存量电池进行并机扩容、分组自动核容等功能。5.3锂电池模块应自带设备级灭火组件，在电芯高温或热失控时应实现自动灭火，确保故障不扩散。
5.4锂离子电池柜安装空间要求:
1)锂离子电池柜前应预留不小于0.85m的通风及操作空间2)锂离子电池柜顶应预留不小于0.5m的操作空间。
3)锂离子电池柜可距墙0.05m安装。
5.5安装流程:
运输--安装前准备--安装--安装后检查结束
5.6 锂离子电池室电气设计:
1)数据中心锂离子电池室的电气设计应在锂离子电池电气设计安全的基础上进行，锂离子电池柜具备紧急脱扣断电功能。
2)锂离子电池柜应采用磷酸铁锂电池。
3)锂离子电池室的接地设计，应满足人身安全、电气安全及电子信息系统正常运行的要求。锂离子电池柜及其汇流柜的接地，应与主供电设备的接地为同一接地系统。
4)主供电设备与锂离子电池之间宜设置直流断路器进行保护，锂离子电池柜内的直流断路器应能配合消防系统支持远程脱扣控制功能。
5)锂离子电池柜应具备独立的紧急停机(EPO)干接点，系统中各电池柜的BP0千接点应并联后与机房的紧急停机开关联动，用于切除电池系统。
5.7锂离子电池室建筑设计:
1)数据中心专用建筑内的锂离子电池应设置在独立房间内。房间宜靠外墙设置，且宜设置扑救窗，外窗应采用避免阳光直射的措施。
2)数据中心专用建筑内的锂离子电池室，不应设置在24m以上楼层，且不应设置在地下室或半地下室，每个锂离子电池室装设容量不宜大于600kWh。
3)设有锂离子电池室的数据中心建筑耐火等级不应低于二级。
4)数据中心专用建筑内的锂离子电池室与数据中心其他区域应采用耐火极限不低于2.0h的防火隔墙、耐火极限不低于1.5h的楼板分隔，防火隔墙应采用实体隔墙。
5)数据中心专用建筑内的锂离子电池室不应设置在经常有人停留房间的上一层、下一层或贴邻，且不宜贴临疏散楼梯间设置。
6)锂离子电池室宜设置独立的通风系统，当通风无法保证电池间设备的环境要求时，宜设置空调系统，空调设施不宜少于2台。
7)电池室内空调设备、空调送风口不应布置于电池设备正上方。
8)数据中心专用建筑内的锂离子电池室应设置独立的事故通风系统，事故通风换气次数不应小于12次/h;事故通风应设置相应的检测报警及控制系统。事故通风的手动控制装置应在室内外便于操作的地点分别设置。事故风机应采用防爆型
9)锂离子电池室内的空调系统、通风装置中的管道、风口及阀门等组件应采用难燃或不燃材料制作。5.8锂离子电池室消防设计:
1)锂离子电池室应设置吸气式感烟或点型感烟、感温探测器。数据中心锂离子电池室探测器选择及火灾自动报警系统设计应符合现行国家标准《火灾自动报警系统设计规范》
GB 50116的有关规定。2)锂离子电池室应配置一氧化碳或氢气探测器，每个锂离子电池室中的每种可燃气体探测器数量不宜低于2个。可燃气体探测器应符合现行国家标准《可燃气体探测器第1部分:工业及商业用途点型可燃气体探测器》GB15322.1的有关规定。
3)可燃气体探测器应能设置两级浓度动作值，当房间内可燃气体浓度达到第一级闯值时，应触发声光报警，声光报警应布置于人员易观察的位置;当房间内可燃气体浓度达到第二级阙值时，事故排风系统应能自动投入运行，同时关闭空调系统。第一级阚值应根据可燃气体探测器的类型设定第二级阀值不应高于可燃气体爆炸下限的10%。
4)锂离子电池室应采取能够有效灭火且抑制复燃的自动灭火系统，宜配置水喷雾灭火系统或自动喷水灭火系统，且满足现行国家标准《水喷雾灭火系统技术规范》GB50219、《自动喷水灭火系统设计规范》GB50084的有关规定。5)锂离子电池室宜设置消防给水系统，室内消火栓应安装在电池室房间外，并保证消防带长度覆盖电池室。消防给水系统的设置应符合现行国家标准《消防给水及消火栓系统技术规范》GB 50974的有关规定，消火系统的火灾延续时间不宜小于3.0h。
6)锂离子电池室设置自动喷水灭火系统时，宜采用预作用系统。
7)锂离子电池室的水喷雾或自动喷水灭火系统灭火用水量应按需要同时作用的水灭火系统最大设计流量之和确定。消防用水量应按照同一时间内的火灾次数和一次火灾灭火所需要的最大用水量计算。
8)锂离子电池室的水喷雾灭火系统水供给强度不应小于20L/(min·m’)，水雾喷头的工作压力，当用于灭火时不应小于0.35MPa。消防用水应满足2.0h持续供水能力。
9)自动喷水灭火系统的喷水强度不应小于12L/(min·m?)水喷淋喷头的工作压力，当用于灭火时不应小于0.1MPa。消防用水应满足2.0h持续供水能力。
10)为防止锂离子电池复燃，设置锂离子电池室的数据中心建筑宜具备可持续供水的水源，采用水喷雾系统时，宜满足锂离子电池室灭火系统的7.0h持续供水能力要求;采用水喷淋灭火系统时，宜满足锂离子电池室灭火系统的10.0h持续供水能力要求。
6 间接蒸发冷却空调系统6.1间接蒸发冷却空调机组适用于A、B、C级数据中心，6.2间接蒸发冷却空调机组型号和台数应根据设计冷负荷、当地气象参数(极端湿球温度)、地理参数(海拔)、运行工况、运行控制策略、数据中心的级别和项目具体要求确定。设计应与设备厂家配合选型。
6.3海拔1000m及以上地区，机组的实际制冷量、风量应与设备厂家配合进行修正。
6.4主机房的相对湿度处理由设计根据项目具体情况确定，6.5数据中心为单层建筑时,机组宜布置在主机房侧面或楼顶;
数据中心为多层建筑时，机组宜布置在每层楼外边沿，也可布置在楼宇外的钢架上。
6.6敷设在有可能结冻的房间及管沟等处的水管道应有防冻措施。
6.7机组室内设置时，应与建筑、结构专业密切配合。外墙设置的百叶窗或通风孔，净通风面积应满足机组的进、排风量要求，且应根据当地气候状况设置防雨雪措施。
6.8机组基础宜采用混凝土或钢结构，基础高度应满足安装进线、系统排水等要求。
6.9与间接蒸发冷却空调间贴邻的围护结构，应做防结露、无
渗漏的防水处理。
6.10机组送风宜采用静压箱，弥漫式送风，对应的主机房宜采用密闭热通道形式。
6.11机组排风系统宜独立设置,竖向叠加时不宜超过五层。排风宜通过风管或风井引至屋面排放。
6.12 间接蒸发冷却空调系统风管推荐风速宜参考下表:
6.13 机组送、回风风管上宜设置电动风阀，与机组和消防信号连锁，平时常开，空调机组关闭时，送、回风风阀关闭;消防动作时送、回风风阀关闭，连锁机组停机。6.14间接蒸发冷却空调系统，下列部位风管应设置熔断温度为70℃的防火阀:
1)穿越防火墙或防火隔墙处;
2)穿越间接蒸发冷却空调间与主机房隔墙处的风管:3)共用排风竖向风管时，竖向风管与每层水平风管交接处的水平管段上。
6.15与机组连接的通风管道宜采用镀锌钢板制作,厚度应符合现行国家标准《通风与空调工程施工质量验收规范》GB50243要求。
6.16机组的给排水系统应包括喷淋水系统及其配套的计量，冲洗、排水、排污等设施。
6.17机组喷淋水给水系统宜设置补水储存装置，储存时间不低于当地应急水车抵达现场的时间，无法确定时，储水可按系统连续12h最大用水量设置。补水储存装置上还应预留应急补水口。
6.18机组喷淋水给水系统管路宜采用双路或环网设计。6.19给、排水系统管路的布置与安装不应妨碍机组的检修和通道。给、排水系统管道材料、连接方式、防腐保温等应符合使用环境的要求。
6.20给、排水系统管路安装完毕后应按照现行国家标准《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》GB50242和设计要求进行冲洗、试压和漏水检测。
6.21本图集E260型和B400型机组喷淋水应采用软化水，补充水水质应符合下表要求:
6.22连续制冷间接蒸发冷却空调机组应根据其可靠性要求设计供电电源及备用电源，BHU内置功率因数校正(PFC)及谐波治理模块。
6.23间接蒸发冷却机组应预留与BA系统相连的RS485、FE等通信接口。