三甲医院智能化弱电机房UPS空调防雷接地系统设计方案.doc

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1、三甲医院智能化弱电机房UPS空调防雷接地系统设计方案控制中心是安全防范系统的指挥和控制中心，是系统的神经中枢，在控制中心实行统一的管理。本项目的监控机房设在甲区一层消防控制室。本项目机房工程设计范围主要包括主控机房防静电地板工程系统、机房防雷接地系统、机房空调系统及机房UPS供电系统组成。1.1 UPS及供电系统1.1.1 系统设计供配电系统是智能化系统机电设备的能量来源，几乎所有系统的运作都依赖 于配电系统，它的稳定、可靠是智能化系统各子系统正常运行的基本保证。为了 让用户在智能化系统中的设备能获得一个更加可靠的运行环境，保障业务的可持续性发展，永不中断的电源的供应是必要的条件。本次供配电系

2、统设计包含智能化系统的中控室及弱电竖井等相关监控系统。系统设计思路供配电系统应从头至尾贯彻双路供电，高冗余设计概念，达到高可用性。 配电系统应具有高可维护性，可在无负面影响下进行模拟测试。 具备高可管理性，便于针对不同的系统进行有效管理。 总配电量应留出余量，为将来系统增加设备使用，可扩展能力强。供电要求按照国家标准 A 级计算机机房供电质量要求： 电压波动小于 5 频率波动小于0.2Hz/t 电网波形失真率小于 5 9 三相电压不平衡度小于 15 系统实现功能在市政供电系统提供足够容量的两路市电的基础上，保证每路市电在另一路市电因维护、故障等问题断电时均能承担智能化系统 100%设备正常运行

3、； 建议系统单独配置能提供足够容量的后备柴油发电机系统供电，其容量应 包括不间断电源系统容量及应急照明和关系到生命安全等需要的设备容量；（柴油发电机组的设计、提供及安装不包含在本次方案设计范围内，需另行设计）； 系统配置供配电系统设计依据一层中控室涉及的设备、各楼视频监控系统及主要设备用电功率，适度预留计算出UPS的容量。UPS系统根据智能化系统需求：由一台三进三出 30KVA UPS提供。建议采用 N+1 系统以提高系统的可靠性。 UPS 系统将配备60 分钟后备电池。输电模式：由于采用母线供电将对 UPS 的输出电流产生较多的干扰， 而且在运维中可能造成不稳定的因素，因此我们建议从配电室到

4、UPS 间采用独立电缆输送。UPS输出分别为不同区域提供电源。系统根据不同区域使用的电功率在建筑的竖井中配置配电箱。1.1.2 系统设备参数系统选用艾默生Liebert NXR系列产品， NXR系列 UPS是采用最新DSP数字控制技术的在线式双变换UPS产品，具有优异的性能和突出的可靠性。超级节能环保50%75%负载效率96%，25%负载效率95% (注) ；输入功率因数0.99，输入谐波电流3%超强带载能力输出功率因数为0.9，带超前功率因数负载不降额便于安装上下均可进出线，无需进线柜，200KVA重量400KG，占地约0.5m2便于维护全正面维护，可快速更换故障部件便于改造电池组节数设置灵

5、活，便于旧系统改造时利用原有电池系统，也可在单节电池故障时及时撤除且不影响UPS系统运行主要技术特点在线式双变换设计，完全隔离市电及油机可能存在的各类电网污染及电网故障对负载的影响采用先进的DSP及全数字控制技术，系统稳定性更高，可实现在线维护和扩容先进的分散式自主并联技术，无需集中旁路柜，可实现4台并联和在线扩容数字化均流技术，极小的环流、极高的并联可靠性超宽输入电压、频率范围，适应恶劣电网环境超强输出过载及短路能力，确保系统稳定性和极限状态下的系统安全智能化电池管理，自动维护电池，延长使用寿命6英寸超大液晶显示器，中英文显示界面，方便国内用户使用分层独立式密闭风道和冗余风扇设计，电路板三防

6、漆防护，标配防尘滤网，恶劣环境下具有优异的防护功能艾默生 NXr UPS规格表功率30KVA物理参数宽深高(mm)6008431400重量(kg)234输入特性(整流器)额定输入电压380/400/415VAC，三相四线额定工作频率50/60Hz输入电压范围228V476V，-20%25%满载，-25%-40%线性降额，-40%可带70%负载输入频率范围40Hz70Hz输入功率因数满载0.99，半载0.98输入电流谐波(THDi)3%输入功率缓启动功能有，5-30秒可设置直流特性充电器输出稳压精度1%直流纹波低压1%输出特性(逆变器)逆变器输出电压380/400/415VAC，三相四线输出功率

7、因数0.9电压稳定性稳态1%典型值瞬态5%典型值瞬态响应时间20ms逆变器过载能力110%1小时，125%10分钟，150%1分钟，150%200毫秒相移特性带100%均衡负载时1带100%不均衡负载时1总谐波含量THDv100%线性负载1%100%非线性负载3%旁路旁路输入电压380/400/415VAC，三相四线旁路电压范围默认-20%15%，-40%、-30%、-10%10%、15%等其它范围值可通过软件设置旁路过载能力135%长期，170%1小时，1000%100ms系统频率50Hz/60Hz(可设置)市电同步跟踪范围2Hz(默认值)，0.5Hz3Hz每0.5Hz可调实测频率精度(内部

8、时钟)50Hz/60Hz0.02%系统效率(满载)50%以上时96%，25%以上时95%工作环境运行温度范围040(详见用户手册)存储温度-2570(不含电池)相对湿度095%无凝露最大运行高度海拔1000m，10002000m之间每增加100m，所带负载减少1%噪音(1m)5562dB，随负载率调整保护等级IP20符合标准安规：IEC60950-1，IEC62040-1-1/ AS 62040-1-1，电磁兼容：IEC62040-2 / AS 62040-2/EN50091-2 CLASS A，设计与测试：IEC62040-3 / AS 62040-31.2 空调系统机房中的环境设备在运行中

9、散热量大而且集中，散湿量极小。即机房设备散热量的95%是显热，热量大，湿量小，热湿比极大。在这种情况下，空气处理可近似作为一个等湿降温过程。在这种情况下的焓差小，要消除余热必然是大风量。此外，因为计算机设备、网络设备24小时不间断运行，所以需要空调系统一年四季不间断地运行。 机房空调要求如下：（1）计算机机房的空调系统与大楼空调系统分隔，采用机房专用精密空调。（2）、计算机主机房要达到恒温恒湿的要求（3）、计算机主机房应满足以下机房的环境要求：夏季温度222冬季温度202湿度45%-65%湿度45%-65%洁净度粒度0.5um个数18000粒/dm温度变化率5/h1.2.1 系统设计根据机房面

10、积为78平米，机房设备发热量为10KW，根据数据显示可以计算出需要的制冷量为：10KW*0.9+78M2*0.18KW/M2=23.04KW有上述计算可以得到机房设备所需要的制冷量是23.04KW。由此可以选择艾默生25KW制冷量下送风空调两台，组成主备使用。1.2.2 艾默生PEX系列精密空调特点l 高可靠性、高节能性、高灵活性l 同等制冷量条件下，占地面积最小。侧面及背面不需要维护空间，前面只需要600mm维护空间l 可拆卸后搬运，保证重新组装与整机无差别，适合特殊场地搬运（如利用小电梯或狭小通道）l 自张力调节式风机，满足不同机外余压需求l 大面积换热盘管采用高散热效率的翅片管换热器。针

11、对具体机型对其分路进行设计和验证，保证冷冻水在每个回路分配的均匀性，极大地提高了换热器的利用率，同时最大程度的减小盘管的水阻力 l 独特的高效远红外加湿系统，加湿速度快，适应恶劣水质，低维护量l 大屏幕全中文图形显示屏l iCOM强大的联控与通讯功能1.2.3 PEX机组设计PEX风冷系列空调是一种中大型的精密环境控制系统，采用室外冷凝器提供制冷，配有电加热和红外加湿器。适用于设备室或计算机房的环境控制，旨在保证精密设备诸如敏感设备、工业过程设备、通信设备和计算机等设备拥有一个合理的运行环境。PEX风冷系列空调系统部分，包括压缩机、蒸发器、加热器、风机、控制器、远红外加湿器、等部件。PEX风冷

12、系列空调为一体化结构，采用铜管套翅片式换热器，具有结构紧凑、高可靠性、高显热比、大风量以及水阻力小等特点，配置能适应不同水质的红外加湿器，以适应不同地区对水质的要求。 采用真正的模块化设计思路。生产的单制冷回路和双制冷回路PEX系列精密空调，可以提供单机的制冷量为20KW至100KW，并可组合在一起。即能满足现阶段的使用，又能适应未来发展的需求，具有非常广泛的应用范围。它采用了先进的微处理器控制技术，完全满足机房对环境的精密控制要求。并且机组控制器可完成各机组间的定时切换及故障切换，同时便于空调系统的集中管理。PEX 机组标准型的加湿系统是远红外加湿器。 高效低维护量的远红外加湿器：加湿速度快

13、，适应恶劣水质，低维护量。加湿器不锈钢水盘，高强度的石英灯，微电脑绝对湿度逻辑控制，5至6秒钟内即可将洁净的蒸汽微粒加入空气中。石英灯提供的辐射能，使水份在纯净状态蒸发，不含杂物。红外线加湿器备有自动供水系统，它大大减少了清理维护工作。这个系统有一个调整的过量供水器以防止矿物质沉淀，在水压为34.5至1034千帕之间，可适当地调节流量。控制阀还设有一个Y型的松紧螺旋扣，内置水过滤网。红外加湿对水质无要求，运行成本低，加湿量大，维护量少。当加湿水盘内达到高水位标准时，水位探测器将传达报警信号，石英灯和加水阀门都关闭保护。运行成本低（免除电极加湿式需频繁维护和更换加湿罐的问题）。 张力自调节风机系

14、统，在出厂设置或现场可通过更换电机皮带轮和皮带的方式(而不是风机皮带轮和皮带)调节机外余压，在增加机外余压的过程中，确保通过增加电机功率同时增加风量和风压（而不会导致更换风机皮带轮和皮带导致的风压增加、风量下降的问题）。此外，独特的皮带张力调整系统，可避免在运行过程中出现皮带过松及过紧的现象，消除了风机丢转的弊病，大大的延长了皮带的使用寿命。 PEX系统的微处理控制器采用全中文大屏幕蓝色背光液晶LCD显示屏显示，一般情况下显示室内当前的温度和湿度，温湿度设定值，设备输出百分比图（风机、制冷、制热、除湿、加湿等）及报警情况。用户还可以从显示屏的主菜单上进入浏览各设定点、事件记录、图形数据、传感器

15、数据，报警设置等更详细的信息。用户界面操作简洁，多级密码保护，能有效防止非法操作。控制器具有掉电自恢复功能，以及高/低电压保护。通过菜单操作可以准确了解各主要部件运行时间。专家级故障诊断系统，可以自动显示当前故障内容，方便维护人员进行设备维护。可存储400条历史事件记录，可以记录MESSAGE（消息），WARNING（警告）， ALARM（报警）三种事件。配置RS485接口，通信协议采用信息产业部标准通信协议。友好的用户操作菜单界面可以使操作人员很方便的对系统和报警状态进行查询及消声，机组的控制器具 有声、光信息报警，标准报警信息包括：高温报警、 低温报警、高湿报警、低湿报警、系统高压报警、

16、系统低压报警、滤网堵报警、风量丢失报警、其他用户自定义报警等。机组信息可以通过PC机监控。 iCOM控制器的强大功能。模块化PEX 的每个模块都有独立的iCOM控制器，并且可以根据现场情况，将各模块联动与群控，同一区域可以将32套机组进行TEAM WORK方式统一控制管理。控制功能包括当某一模块出现报警时，自动启动备用模块，并且可以使模块循环工作，平衡各模块的使用时间。 标配漏水探测器，先进的漏水探测系统可以向机组或一个独立的监控系统提供声光报警信息。当漏水告警启动时，将自动关闭加湿系统。1.2.4 节能设计1）、高能效压缩机，确保机组高能效比：采用了世界最大的工业级别压缩机制造商谷轮公司（艾

17、默生子公司）生产的高效涡旋式压缩机，能效比高。涡旋压缩机的活动部件的减少使机组的噪声及震动降低很多；压缩机的压缩过程连续、平稳；压缩机的排气过程旋转角度超过540度；在吸气及压缩过程中没有热量交换；在压缩过程中制冷剂气流方向没有改变；减少了气流损失；涡旋式压缩机无需高、低压阀门；减少了阀门损失，防止产生液击；启动电流低。 2）、“V”型双面蒸发器结构，确保高换热效率：提高了换热面积，保证了换热效率高，不用加大风机功率弥补换热面积不足，同时机组运行匹配优越。 3）、快速除湿功能保证除湿工况的节能：配有专门除湿电磁阀，当除湿只用双面蒸发器的其中一面，电磁阀保证只用其2/3面积进行除湿，达到了快速和

18、节能的除湿效果，避免了过度除湿从而增加再热设计，达到节能目的。4）、减少再热器设计，实现节能：因具备快速除湿设计，因此只需要设计一级再热器即可以满足再热要求，减少了因除湿引起的再热工作时间，从而实现节能。5）、自张力调节室内风机设计，实现风机节能：室内风机为最匹配效率设计，保障风机工作在最佳状态，达到节能目的。自张力调节设计保障传动机构高效稳定工作。6）、高效远红外加湿器与绝对湿度控制节能：高效远红外加湿器5至6秒钟内即可将洁净的蒸汽微粒加入空气中，加湿效率高。绝对湿度控制方式是按空气中的水分含量控制湿度，不会因温度波动引起的相对湿度波动，造成机组不必要的加湿或除湿动作。一般机房的温度波动是正

19、常的，如果采用相对湿度控制湿度，则在机房温度降低时相对湿度升高，引起机组的除湿运行，造成不必要的能耗；反之温度升高时相对湿度会减小，引起不必要的加湿运行。7）、iCOM控制器强大的联动与群控功能，通过Teamwork方式统一控制管理,实现机房环境的节能控制。1.3 机房防静电地板及防雷接地1.3.1 系统设计主控机房建设主要设计如下：1）地面铺设600mm X 600mm X 30mm立方米防静电（复合型）地板净高300mm),地坪等效布荷载5KN/m2；2）机房实施防雷接地，采用建筑物联合（综合）接地系统予以接地。各弱电系统各自引出接地干线（采用线径25mm2的铜芯绝缘导线）分别引至就近的电

20、气接地母线，并做好局部等电位接地（即等电位连接器接至设于地卞一层的总等电位箱）；联合接地电阻值经实测应不小于1欧姆防雷采取加装电源二级防雷器、各系统防雷避雷器等措施。1.3.2 机房防静电地板1）地面工程活动地板在机房中是必不可少的机房敷设活动地板主要有两个作用：首先，在活动地板下形成隐蔽空间，可以在地板下敷设电源线管、线槽、综合布线、消防管线等以及一些电气设施（插座、插座箱等）；其次，由于敷设了活动地板可以在活动地板下形成空调送风静压箱。此外，活动地板的抗静电功能也为计算机及网络设备的安全运行提供了保证。活动地板的种类较多。根据板基材、材料不同可分为：铝合金、全钢、复合木质刨花板等。活动地板

21、的不同选择直接影响机房的档次。不同质量的地板使用后，机房的效果大不一样。抗静电地板安装时，同时要求安装静电泄漏系统。铺设静电泄漏地网，通过静电泄漏干线和机房安全保护地的接地端子封在一起，将静电泄漏掉。根据机房的高度和我司的工程经验，机房活动地板敷设高度为0.3米，活动地板安装过程中，地板与墙面交界处，活动地板需精确切割下料，切割边需封胶处理后安装。在机房我们选用全钢防静电地板。在本项目机房内采用高档防静电地板。地板安装高度为300MM，该地板外形美观、色彩淡雅、柔和、尺寸精确、工艺先进、稳定性强。并配有通风、走线等配套地板。在地板施工前要对地面进行较好的预处理，首先抹平机房地面，作防尘、防水处

22、理，再开始刷地台漆二遍，起防潮、防霉作用，然后再刷防静电漆一遍。在铺设地板前还需要用橡树板对处理好的地面进行保温处理。在地板施工中，还要注意异形地板（如风口地板、走线地板、电源插座安装地板等）的安装，进出口光滑，不会损伤电线、电缆，同时采用密封设计，避免鼠患。地板板面上设置终端及其它设备使用的机房防水专用插座，用时开启，不用时闭合，即能保证使用方便，又能保证安全，克服了以往接线要翻地板的缺点。保证地板工程的防静电效果、接地效果。在机房综合工程完成后，一般还要留下4块或更多的地板，在地板上预留好引线孔或专用插座，在以后机房增加设备时，直接用其替换原有地板即可。维护使用： 铺设防静电地板的房间环境

23、控制要求温度：15-35，相对湿度： 45%RH-75%RH; 禁用尖锐、锋刀的器具在活动地板的装饰面上直接施工操作，防止破坏装饰面的防静电性能和美观程度； 使用过程中禁止人员从高处直接跳落到防静电地板上，及在移动物品时野蛮搬运，砸伤地板； 在活动地板上搬运物品时，禁止直接在板面上推动物体，使物体与地面之间直接摩擦，造成板面划伤； 在搬运物品时，应用带有胶轮的推车进行搬运或在物体的轮廓与地板之间铺设隔离垫，防止板面损伤； 在防静电活动板面上放置较重物品时，应平稳摆设，以免砸伤防静电地 板； 对地板下部空向的设备进行维护时，应用地板吸板器进行地板安装，拆装地板要轻拿轻放，以免损伤防静电地板及影响

24、防静电地板下面的线路及设备的正常运行；1.3.3 防雷接地设计随着电子技术日益向高精度、高灵敏度、高频率和高可靠性方向发展，电子计算机早已被广泛应用于社会的各个领域建筑物内几乎无不设有复杂程度不同的微电子设备和计算机系统。这些电子设备非常灵敏，但耐压很低，一般电子设备都承受不了正负5V的电压波动。弱电系统中许多设备属于精密的电子设备，这些设备对接地质量的要求特别高，因此为弱电系统设计一个良好的防雷接地系统是非常必要的。-筑物系统防雷雷电流也是电流，它具有电流所具有的一切效应，不同的是它在短时间内以脉冲形式通过强大的电流。由于它具有特殊的破坏作用，因此雷电的防护是一项系统工作。根据国际电工学会的

25、标准，雷电防护装置分外部防雷装置和内部防雷装置两大部分。外部防雷到目前为止，外部防雷装置（即常规的避雷装置）都是采用避雷针、避雷带、避雷网等作为接闪器，把雷电流引下来，通过引下线，把雷电流引至良好的接地装置，使其迅速而安全地散流到大地中去。外部防雷装置应在建筑物设计、施工阶段给予高度重视，以便利用建筑物自身的金属构件达到经济实用的防雷目的。设立一套良好的外部防雷装置，室外设备如天线、CCTV、空调等必须在建筑物避雷网保护区内。接地装置位于地下一定深度，所有进入室内的公共设施包括水管、电源线、气体管等必须与建筑物避雷网接于同一“接地”。建筑物的外部防雷一般均在建筑设计时已经考虑，故在弱电系统里仅

26、考虑内部防雷设计。内部防雷内部防雷的作用是减少建筑物内的雷电流和所产生的电磁效应以及防止反击、接触电压、跨步电压等二次雷害。对建筑物内易受过电压破坏的设备，如计算机通信设备、电话机、监控设备、消防设备、电梯等加装过电压保护装置。在设备受到感应雷侵袭时，保护装置能快速动作将能量泄放，从而保护设备不受损坏。电源线路防雷长距离的高压输电线路可感应出几十万伏以上的过电压，该过电压经过10KV/380V变压器前的高压避雷器释放后，变为几十KV的残压，该残压会直接通过变压器加到低压端，形成对用电设备的感应过电压为防止直击雷、传导雷、感应雷及操作过电压等对用电设备造成的危害，根据工EC标准和国家标准，电源线

27、路分多级防护使感应高电压首先经过前级电源防雷器，然后再经过后级电源防雷器，逐级泄放，以确保设备免受雷击的感应高电压而损坏。信号线路防雷由于电子元器件的高度集成化，电子设备在雷电冲击下，遭受过电压致损的现象越来越多，因此，对通信线路实施切实有效的防雷保护，己成为当前一项紧迫的任务。系统防雷实施方案：B级防护；在机房总配电处加装电源防雷器作为第二级防护，按照防雷建筑物雷电防护等级二次雷击参数要求，通常将配电系统第二级防雷保护设计为、通流容量80KA应采用PT-MI(S)/4AC80电源防雷器（通流容量40-80KA）一套，线路感应雷击过电压限制在2500kV以下，并做好等电位连接。C级防护；依据智

28、能建筑配电线路设计的实际情况，考虑到各种电子设备的重要性，将配电系统按第三级防雷保护设计为：通流容量40KA,应采用PT-MIII/2AC40KA的电源防雷器(通流容量20-40KA)一套，将感应雷击过电压限制到2000V以下。并做好等电位连接。 机房等电位实施方案：机房内应设置等电位端子箱，该等电位端子箱应与建筑物防雷接地、PE线、设备保护地、防静电地等连接到一起防止危险的电位差。具体做法：在机房内架空铺设硅酸钙防静电地板，防止静电产生。在静电地板下方“井”字型敷设4*40铜带汇流排，把机房所有用电设备接地线和机房内所有金属外壳（包括静电地板支架）连接到汇流排上，然后把汇流排的两端接于等电位

29、端子箱里，然后把等电位端子箱接于接地网的引下线的一端。引下线用BVR50mm2连接于端子箱与地网两端。接地系统根据国标智能建筑设计标准(GB/T50314-2006）电源与接地部分甲级标准的规定：应采用总等电位联结，各楼层的弱电系统设备机房、楼层弱电间等的接地应采用局部等电位连接。接地系统若采用联合接地系统时，接地电阻不应大于1；接地系统若采用专用接地系统时，接地电阻不应大于4；根据本小区的实际需求，中心控制机房采用联合接地方式，要求与整个建筑的接地系统共用一个接地体。此外用扁铁将弱电接地主干与楼层接地扁钢进行连接，以增强接地的可靠性。采用联合接地的方式，应保证在任意一处的接地电阻不大于1；在中心控制机房由接地总等电位联结点分别引接地分支并安装8位或12位等电位接地排，作为机房内各系统的接地汇流点。