1.IDC机房相关基础知识

1、 什么是IDC机房

IDC(Internet Data Center)，即互联网数据中心。是指在互联网上提供的各项增值服务服务。IDC即是Internet Data Center，是基于INTERNET网络，为集中式收集、存储、处理和发送数据的设备提供运行维护的设施以及相关的服务体系。IDC提供的主要业务包括主机托管(机位、机架、VIP机房出租)、资源出租(如虚拟主机业务、数据存储服务)、系统维护(系统配置、数据备份、故障排除服务)、管理服务(如带宽管理、流量分析、负载均衡、入侵检测、系统漏洞诊断)，以及其他支撑、运行服务等。

2、 什么是PUE

Power Usage Effectiveness的简写，是评价数据中心能源效率的指标，是数据中心消耗的所有能源与IT负载使用的能源之比，是DCIE(data center infrastructure efficiency )的反比。

PUE = 数据中心总设备能耗/IT设备能耗，PUE是一个比率，基准是2，越接近1表明能效水平越好。

3、 IT系统的组成

一个IT系统可由4个层面组成：

1） 人员（people）

2） 流程（process）

3） 信息系统（Information Technology）

4） 网络关键基础物理设施

4、 数据中心子系统的组成

1）物理结构

2）配电

3）不停电供电电源

4）发电

5）加热和冷却

6）加热和冷却冗余备份

7）现场安全性

8）高架地板

9）防火和灭火

10） 监控系统

11） 紧急断电

5、 什么是“5个9”（99.999%）

指系统可用性，在正常使用过程中，可以正常使用时间与总时间之比。

99.9%指一年中可能造成互联网停机时间为8.76h。

99.99%指一年中可能造成互联网停机时间为0.876h。

99.999%指一年中可能造成互联网停机时间为5.26min。

6、 什么叫宕机

宕机是台湾计算机术语，在大陆就叫当机，就是通常说的死机，之所以叫宕机，应该是从英文音译过来的，即英文:"down"，就直接叫宕机了。

7、 什么是列头柜

每一列机柜的头柜。一般配电系统的开关控制放在柜中。

8、 什么是“UPS”

UPS的中文意思为“不间断电源”，是英语“Uninterruptable Power Supply”的缩写，它可以保障计算机系统在 停电之后继续工作一段时间以使用户能够紧急存盘，使您不致因停电而影响工作或丢失数据。它在计算机系统和网络应用中，主要起到两个作用：一是应急使用，防止突然断电而影响正常工作，给计算机造成损害；二是消除市电上的电涌、瞬间高电压、瞬间低电压、电线噪声和频率偏移等“电源污染”，改善电源质量，为计算机系统提供高质量的电源。

9、 什么是机房精密空调

精密空调能够充分满足机房环境条件要求的机房专用精密空调机（也称恒温恒湿空调）是在近30年中逐渐发展起来的一个新机种。

控制精度 3℃ ±1℃，±3%RH

蒸发温度 较低 ﹥5℃～11℃

10、 常见空调品牌

艾默生下属品牌 ：力博特（Liebert）、海洛斯（HIROSS)

阿特拉斯（Atlas）、佳力图（CANATAL)斯图斯（Stulz）海瑞弗（HiRef） 依米康（EMIC）约顿（JOTON）优力（Uniflair）艾苏威尔（IOVER） 登高(citec)

11、 什么是服务器机柜

在IDC机房内，机柜一般指的是服务器机柜。 为安装服务器、显示器、UPS等19"标准设备及非19"标准的设备专用的机柜，服务器机柜，用来组合安装面板、

2.暖通空调品牌中英文对照表（建议收藏）

A系列：

AEROFLEX 亚罗弗保温

ALCO 艾科自控

Alerton 雅利顿

AIFALAVAL 阿法拉伐

ARMSTRONG 阿姆斯壮保温

AUX 奥克斯

Airquality 爱优特油烟净化设备

ALKKT 奥利凯

AIRMASTER 雅士

B系列：

BELIMO 搏力谋阀门

BOSIC 柏诚自控

BROAD 远大

Burnham 博恩汉锅炉

BAC BAC冷却塔

BOSCH 博世

BITZER 比泽尔

BSE 必信空调

C系列：

Carrier 开利

Chigo 志高

CLIMAVENETA 克莱门特

Calorex 加路力士泳池设备

D系列：

DAIKIN 大金

Danfoss 丹佛斯

DUNHAM-BUSH 顿汉布什

Dectron 丹淳泳池设备

DunAn 盾安

DELTA 台达

E系列：

EVAPCO 益美高冷却设备

EBARA 荏原

EMERSON 艾默生

ebmpapst 依必安派特

EUROKLIMAT EK

F系列：

FRICO 弗瑞克空气幕

FULTON 富尔顿锅炉

FläktWoods 孚雷克伍兹空调设备

FEDDERS 飞达仕

FUJITSU 富士通

G系列：

GENUIN 正野风机

GREE 格力

GREENCOOL 格林柯尔

GRUNDFOS 格兰富水泵

GRAD 格瑞德

GMCC 美芝

H系列：

Haier 海尔

Hisense 海信

HITACHI 日立

Honeywell 霍尼韦尔

HAYE 瀚艺

HANBELL 汉钟精机

HaiLin 海林

J系列：

Johnsoncontrols 江森自控

K系列：

Kelon 科龙

KRUGER 科禄格风机

kuken 空研冷却塔

KINAIR 国祥

L系列：

LiangChi 良机

LIEBERT 力博特

LG LG

LION 莱恩

M系列：

MARLEY 马利冷却塔

Maneurop 美优乐压缩机

McQuary 麦克维尔

Midea 美的

MITSUBISHI 三菱

Munters 蒙特除湿机

Mason 梅森隔振

MULTISTACK 捷丰

Mammoth 美意

N系列：

NATURECLEAN 爱启纳米光除臭

O系列：

Oventrop 欧文托普阀门

P系列：

Panasonic 松下

PoolPak 普派克泳池设备

R系列：

REFLEX 瑞福莱脱气、螺旋杂质分离设备

RYODEN 菱电冷却塔

S系列：

Samsung 三星

SANYO 三洋

Schneider 施耐德

SIEMENS 西门子

SINKO 新晃空调

SINRO 新菱冷却塔

STAND 思探得加湿器

SWEP 舒瑞普

Spindle 斯频德冷却塔

SONDEX 桑德克斯换热设备

SMOG-HOG 油烟净化设备

Showa 昭和阀门

SPIROTECH 史派隆脱气、螺旋杂质分离设备

SANHUA 三花

SHENLING 申菱

SiUKONDA 西屋康达

SINOKING 思科

T系列：

TRANE 特灵

TROX 妥思

Tozen 滔辰

Trion 垂恩

TOSHIBA 东芝

TICA 天加

TECO 东元

TSINGHUATONGFANG 清华同方

TCL TCL

V系列：

VASALA 维萨拉传感器

W系列：

WILO 威乐水泵

WITTLER 威特阀门

WINDWING 风翼诱导风机

WATTS 沃茨阀门

WINCELL 赢胜保温

WFI 沃弗圣龙

Y系列：

YORK 约克

YiLida 亿利达

YAIR 扬子中央空调

Z系列：

ZENNER 真兰计量设备

3.能把UPS介绍得这么全面，也是没sei了！

UPS种类、功能、原理

什么是UPS

UPS－Uninterrupted Power System；利用电池化学能作为后备能量，在市电断电等电网故障时，不间断地为用户设备提供（交流）电能的一种能量转换装置。

为什么用UPS

UPS的四大功能

1、不停电功能，解决电网停电问题；

2、交流稳压功能，解决网压剧烈波动问题；

3、净化功能，解决电网与电源污染问题；

4、管理功能，解决交流动力维护问题；

UPS的主要功能:

实现电网与用电器之间的隔离；

实现两路电源的不间断切换；

提供高质量电源；

电压变换和频率变换功能；

停电后提供后备时间。

UPS种类

按工作原理不同，UPS分为：

离线式（后备式UPS、互动式UPS）

在线式UPS

按供电体系不同，UPS分为：单进单出UPS、三进单出UPS、三进三出UPS。

按输出功率不同，UPS分为：

微型 < 6kVA

小型 6-20kVA

中型 20-100KVA

大型 >100kVA

按电池位置不同，UPS分为：

电池内置式UPS（标准机型）

电池外置式UPS（长延时机型）

按多机运行方式不同，UPS分为：

串联热备份UPS（用于中小功率机器）

交替串联热备份UPS（中小UPS)

直接并联UPS (用于中大功率）

按变压器特点不同，UPS分为：高频UPS（高频机）、工频UPS（工频机）

按输出波形不同，UPS分为：方波输出UPS、阶梯波（准正弦波）UPS、正弦波输出UPS。

UPS系统结构及原理

监控平台也是UPS的最重要组成部分之一。

UPS的基本原理

后备式UPS运行原理

有市电时，市电通过开关后直接供给负载，逆变器不工作；另外，市电通过充电器给电池充电。

停电后，启动逆变器，把电池储存的能量通过逆变器和开关供给负载。

功率等级0.25-2KVA左右

互动式UPS运行原理

在线互动UPS与后备式比，主要区别在于：逆变器与充电器合二为一；输出通过变压器的抽头跳变，实现分段稳压。

功率等级0.7-20KVA左右

在线式UPS运行原理

不管电网电压是否正常，负载所用的交流电压都要经过逆变电路，即逆变电路始终处于工作状态。

功率等级0.7-1500KVA左右

Delta变换UPS运行原理

Delta变换器和补偿变压器实现稳压功能，主变换器是双向变换器。不能稳定频率。

功率等级10-480KVA左右

四种UPS的比较

UPS供电系统

一个完备的UPS供电系统，是由前端配电（市电，发电机，配电柜），UPS主机、电池、后端配电组成，附加后台监控或网络监控软/硬件等单元。

UPS监控系统组成

UPS网络监控系统＝智能UPS＋网络＋监控软件

网络监控软件含以下三部分：

SNMP卡

监控台软件

安全关机程序

UPS监控组网

UPS品质选择与配置选择

UPS品质选择

UPS－负载：输出/整机指标

输出电压标准及精度（220/380VAC±1％）

输出频率标准及精度（50HZ±0.01％）

输出功率因素（0.7－1)

输出过载/抗短路能力(125％额定电流，10min 150％额定电流，60s )

三相不平衡能力(100%不平衡负载,电压不均衡＜±5%）

动态响应(100％负载，瞬态电压波动<5%,恢复时间：≤20ms)

效率(90－94%)

噪音(50－75db）

环境指标(温度0～40℃），湿度，海拔<1000米）。

UPS整机指标－效率计算

UPS各部件效率：

SCR整流器99％；IGBT整流器98％、IGBT逆变器效率96％、变压器效率98％,滤波器99％

传统UPS的效率：

SCR整流（99％）×IGBT逆变（96％）×输出TX（98％）=93％

12脉冲传统UPS的效率:

输入移相TX（98％）×双SCR整流（98％）×IGBT逆变（96％）×输出TX（98％）=90％

新型UPS效率计算：

IGBT整流（98％）×IGBT逆变（96％）=94％

UPS －电池：电池管理

充电保护（过压及过流充电保护，温度补偿）

放电保护（关机截止电压设定及调整，自动脱扣）

电池智能化管理（检测和报警）

后备时间计算和显示：额定负载后备时间T

75％额定负载1.6T; 50％额定负载2.5T; 33％额定负载4T

充电能力及充电时间：10％～25％额达容量充电能力

充电时间计算：T＝AH/I充电×（充电效率80％ ）

UPS配置与选择

UPS分类和选择

工作方式：后备式、互动式、在线式；

容量：小功率（1～10KVA）；中功率（20～60K）；大功率（80～1000KVA）

适用环境：商业级、工业级、电厂专用、车载或船用

输出变压器：高频机，工频机。

小功率：APC、Santak（山特）、Kestar（科士达）、PCM

中功率：Powerware、MGE、Emerson-Liebert、Delta、Santak

大功率 Emerson-Liebert 、MGE、Powerware、Chloride-Siemens、Socomec-Sicon、 GE-Imv、Best-Borri

其他常见品牌：科华（kelong）、冠军（champion）、易斯特（East）、赛康、复华、优玛、宝合、四通、 Best、伽马创力、雷洛士、Powerland（宝兰）、山顿（Sendon）、劲达（Deltec）、东芝（Toshiba）、APC- Gutor（固特）、AEG（德国通用电气）、Protect（普洛泰克）。

容量及机型选择

电池计算及配置

配电部分：线缆及开关

容量及机型选择

用户负载量,冗余度

负载性质：IT类、电感性负载、使用环境－谐波、变压器

机房配电设计：进线方式

机型成本及竞争优势。

用户负载量；UPS输出冗余度（70～80％）

负载峰值因素（3：1）不能超过逆变器过载能力

负载视在功率（KVA）不能超过UPS额定功率*功率因素折算系数

三相负载不平衡度<30%。

工业级UPS

恶劣的电气和物理环境：供电线路电压/频率波动、浪涌冲击、峰值下陷、高频干扰，环境温湿度不稳、粉尘、腐蚀等。

结构：输入输出双隔离、钢板机箱、高IP防护等级。

适用领域：钢铁、化工、电力、汽车、造纸、煤炭、石油、隧道

负载类型：重载机械、生产线设备、DCS系统等。

UPS 工作损耗、通风量、空调配置

满载损耗（KW）＝kVA Cos×（6～7.5％）空调制冷量

UPS容量 40KVA 80KVA 100KVA 160KVA 200KVA 300KVA 400KVA 600KVA 800KVA

通风量立方米/h 2200 2400 2590 3500 3700 3900 4400 7500 9300

输出功率折算－海拔高度，海拔每升高100米降容1％（典型 UPS工作海拔高度：1000米）

海拔高度 1000米 1500米 2000米 2300米 3000米

UPS输出功率折算 100% 85% 79% 75% 69%

电池计算和配置

精确计算：恒功率计算法

1、截止电压确定：

1.67V/cell<放电30分钟; 1.75V/cell放电30~60分钟；

1.83V/cell>放电60分钟

2、计算每个Cell电池恒功率数据：

3、根据厂家恒功率放电数据表选择满足计算结果的电池规格。

配电部分：线缆及开关

输入开关容量及线缆规格：

三相电工速算法:输入电流(A)＝1.8XKVA ,开关系数X1.2

单相电工速算法:输入电流(A)＝5XKVA ,开关系数X1.2

输出开关容量及线缆规格：

三相电工速算法:输出电流(A)＝1.5XKVA ,开关系数X1.2

单相电工速算法:输出电流(A)＝4XKVA ,开关系数X1.2

电池开关容量及线缆规格： 放电电流（A）＝kVA Cos/U电池电压开关系数(X1.2)

电缆长度与压降：如70mm 线阻0.26Ώ/km

零线及地线规格：零线＝1～1.5倍相线，地线＝相线

配电部分：电缆及开关规格

电缆额定电流简单算法

电缆规格 1/1.5/2.5 4/6 10/16 25/35/50 70/95/120 150/185 240 300

额定电流 X8A X6A X4A X3A X2.5A X2A X1.5A X1.2A

空开规格：R10、R16、R20、R25、R32、R40、R50、R63、R80、R100、R125、R160、R200、R250、R320、R400、R630、R800、R1250。

隔离变压器

高频机加装380V/380V输出隔离变压器：容量KVA＝UPS KVA

选用△/Y0型隔离变压器，输出中性点接地， Y/Y型变压器旁路反灌会造成DC电压过高危险。

UPS加装380V/220V输出隔离变压器：输出容量损失20～30％对逆变器有干扰反馈，选用效率高，干扰小变压器。

旁路隔离变压器：实现零线电气隔离。

UPS基础维护

UPS维护的一般要求

1、UPS主机现场应放置操作指南，指导现场操作。

2、UPS的各项参数设置信息应全面记录、妥善归档保存并及时更新。

3、检查各种自动、告警和保护功能是否正常。

4、定期进行UPS各项功能测试。

5、定期检查主机、电池及配电部分引线及端子的接触情况，检查馈电母线、电缆及软连接头等各连接部位的连接是否可靠，并测量压降和温升。

6、经常检查设备的工作和故障指示是否正常。

7、定期查看UPS内部的元器件的外观，发现异常及时处理。

8、定期检查UPS各主要模块和风扇电机的运行温度有无异常。

9、保持机器清洁，定期清洁散热风口、风扇及滤网。

10、定期进行UPS电池组带载测试。

11、各地应根据当地市电频率的变化情况，选择合适的跟踪速率。当输入频率波动频繁且速率较高，超出UPS跟踪范围时，严禁进行逆变/旁路切换操作。在油机供电时，尤其应注意避免该情况的发生。

12、UPS应使用开放式电池架，以利于蓄电池的运行及维护。

UPS维护项目及周期表

1 UPS日检项目：

主要内容有：检查控制面板，确认所有指示正常，所有指示参数正常，面板上没有报警；检查有无明显的高温、有无异常噪声；确信通风栅无阻塞；调出测量的参数，观察有无与正常值不符等。

2 UPS周检项目：

周检的主要内容有：测量并记录电池充电电压、电池充电电流、 UPS 三相输出电压、UPS 输出线电流。如果测量值与以前明显不同，应记录下新增负荷的大小、种类和位置等。

UPS月、季、年维护项目：

UPS电源的电池管理

电池是UPS的重要组成部分，在UPS的诸多故障中，有很大比例是由于电池问题引起的，电池性能的好坏直接影响到系统的可靠性。为了保证电池的服务寿命，除了维持正常温度和日常的维护外，电池的自动管理是至关重要的因素。

UPS电源对电池自动管理包括自动均浮充转换控制、电池预告警关机、定期自动维护、手动电池自检等多项可提高电池使用寿命的先进功能，同时还具备电池故障检测、电池放电后备时间预测及电池特征曲线管理。

自动均、浮充转换

电池充电过程能自动根据电池电流实现均充、浮充自动转换，设定的均充转浮充判据为：I≤0.01C。

2 电池浮充电压温度补偿：（以2V电池为例）

电池在浮充状态下，浮充电压可以根据温度进行补偿，温度补偿以20℃为中心点，在10℃-40℃内全补偿，计算公式：

温度T>40 ，T=40 ； 若T<10，T=10

电池平均单体电压应调节为：V=V0+(20-T)×0.003

其中，V0为电池厂家给定的在20℃下的单体浮充电压，可以根据不同电池在初次上电时进行设置，默认为2.23V。对均充电压不补偿，默认的单体均充电压为2.35V。

3 均充限时：

如果连续12小时处于均充状态，控制系统将强制转浮充状态，此设置的条件是均充时间达到设定值时，自动转为转浮充状态。

4 放电管理：

设置电池放电的截止电压为每单体电池1.8V，实际截止电压会随电池老化程度不同而在此值附近向下浮动，截止电压为每单体电池1.8V的选取，已经考虑到了大功率放电情况下电池容量的衰减。

UPS电池自动测试

UPS蓄电池的容量测试可人工测试或利用UPS的电池自动测试功能实现。人工测试的方法可参考直流供电系统中蓄电池的容量测试方法进行。下面对UPS的自动测试功能进行介绍。

该测试只有在以下情况下才能进行：

逆变器在运行；

逆变器不超载；

备用电源（旁路供电）存在并且符合要求；

逆变器与旁路电源同步；

电池必须充足电。

UPS电池自动测试功能根据以下三点设置：

时间间距（测试周期可设定为10天―150天）

电池自动测试的日期和时间

电池有问题时默认的报警方式

启动电池测试时，整流器电压将下降到电池组额定电压以下，而在逆变器关机电压以上，如果电池在规定负载和规定时间内可以按要求放电，UPS就给出一个肯定的信号，表明电池是好的；如果电池在规定负载和规定时间内不能按要求放电，UPS就给出一个否定的信号，表明电池需要更换。但这时由于整流/充电器电压大于逆变器关机电压值，故整流/充电器电压仍然向逆变器供电，使输出电压并不间断。

UPS常见故障处理

1 市电有电时，UPS出现市电断电告警。

可能原因

1）市电输入空开跳闸。

2）输入交流线接触不良。

3）市电输入电压过高、过低或频率异常。

4）UPS输入空开或开关损坏或保险丝熔断。

5）UPS内部市电检测电路故障。

处理方法

1）检查输入空开。

2）检查输入线路。

3）如市电异常可不处理或启动发电机供电。

4）更换损坏的空开、开关或保险丝。

5）检查UPS市电检测回路。

2 市电正常时，UPS输出正常；市电断电后，负载也跟着断电。

可能原因

1）由于市电经常低压，电池处于欠压状态。

2）UPS充电器损坏，电池无法充电。

3）电池老化、损坏。

4）负载过载，UPS旁路输出。

5）负载未接到UPS输出。

6）长延时机型的电池组未连接或接触不良。

7）UPS逆变器未启动（UPS面板控制开关未打开），负载由市电旁路供电。

8）逆变器损坏，UPS旁路输出。

处理方法

1）A、在市电电压正常时对电池充足电。

B、启动发电机对电池充电。

C、在UPS输入端加稳压器。

2）检查充电器。

3）更换电池。

4）减少负载。

5）将负载接到UPS的输出。

6）检查电池组是否接对、接好。

7）启动逆变器对负载供电（打开面板控制开关）。

8）检查逆变器。

3 UPS无法启动。

可能原因

1）电池长期放置不用，电压低。

2）输入交流、直流电源线未连接好。

3）UPS内部开机电路故障。

4）UPS内部电源电路故障或电源短路。

5）UPS内部功率器件损坏。

处理方法

1）将电池充足电。

2）检查输入交流、直流线是否接触良好。

3）检查UPS开机电路。

4）检查UPS电源电路。

5）检查UPS内部整流、升压、逆变等部分的器件是否损坏。

UPS在正常使用时突然出现蜂鸣器长鸣告警。

可能原因

1）用户有大负载或大冲击负载启动。

2）输出端突然短路。

3）UPS内部逆变回路故障。

4）UPS保护、检测电路误动作。

处理方法

1）A、 负载投入时按先大后小的顺序。

B、 增大UPS的功率容量。

2）检查UPS的输出是否短路。

3）检查UPS逆变器。

4）检查UPS内部控制电路。

6 UPS工作正常但负载设备异常。

可能原因

1）UPS输出零地电压过高。

2）UPS地线与负载设备地线没接在同一点上。

3）负载设备受到异常干扰。

处理方法

1）检查UPS接地，必要时可在UPS的输出端零地间并一个1-3KΩ电阻。

2）将UPS地与负载地接到同一个点上。

3）重新启动负载设备。

4.暖通设计｜（方案）机房精密空调系统设计

第一章 精密空调系统配置

1

机房设计要求

根据中心机房的实际情况，我们建议选用恒温恒湿机房专用精密空调。它可以保证电脑机房拥有一个恒久的良好的机房环境。 机房环境特点： 机房中的环境设备在运行中散热量大而且集中，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。同时，根据机房的围护结构特点（主要是墙体、顶面、地面，包括：楼层、朝向、外墙、内墙及墙体材料，及门窗型式、单双层结构及缝隙、散热）、人员的发热量，照明灯具的发热量，新风负荷等各种因素，计算出计算机房所需的制冷量，因此选定空调的容量。 数据中心机房空气环境设计参数：

机房的环境是靠空调机来实现的。但是，保证机房的洁净度则要求做到以下几点：

1. 机房要密封墙体围护结构清洁。

2. 机房要保持正压，防止脏空气侵蚀。新风做到两级净化，即初效、亚高效 过滤器，

从而使输入机房的空气质量大大提高。

3. 空调机设中效过滤器，并定期更换，从而保证机房循环中不断对空气净化。

4. 该方案设计可以保证，空气洁净度达到国标要求。机房专用空调采用下送风、上回风的送风方式。

2

机房负荷计算

具体情况：XXXX机房，房间面积约为142m2，机房机柜安装服务器、存储设备、核心交换机等重要设备。

机房负荷分析：

负荷构成：主机房空调负荷包括冷负荷、热负荷和湿负荷。冷负荷是指在某一时刻为保持机房具有稳定的温度、湿度，需要向机房空气中供应的冷量；热负荷是指为补偿房间失热量而需要向房间供应的热量；湿负荷是指为维持室内相对湿度所需由房间除去或增加的湿量。其中，冷负荷主要由以下部分组成见表：

按照空调设计中负荷计算的要求，精确空调负荷的确定方法如下：

机房主要热量的来源：

热负荷分析：

（1） 计算机设备热负荷：

Q1=860*P*η1*η2*η3 （Kcal/h）

Q1：计算机设备热负荷

P：机房内各种设备总功耗

η1：同时使用系数

η2：利用系数

η3：负荷工作均匀系数 通常，η1、η2、η3 取0.6—0.8之间， 本设计考虑容量变化要求较小，取值为0.6。

（2） 照明设备热负荷：

Q2=C*P （Kcal/h）

P：照明设备标定输出功率

C：每输出1W放热量Kcal/hw（白炽灯0.86口光灯1）根据国家标准《计算站场地技术要求》要求，机房照度应大于2001x，其功耗大约为20W/M2以后的计算中，照明功耗将以20 W/M2为依据计算。

（3） 人体热负荷

Q3=P*N （Kcal/h）

N：机房常有人员数量

P：人体发热量，轻体力工作人员热负荷显热与潜热之和，在室温为21℃和24℃时均为102Kcal。

（4） 围护结构传导热

Q4=K*F*(t1-t2) （Kcal/h）

K：转护结构导热系统普通混凝土为1.4—1.5

F：转护结构面积

t1：机房内内温度℃

t2：机房外的计算温度℃ 在以后的计算中，t1- t2定为10℃计算。 屋顶与地板根据修正系数0.4计算。

（5） 新风热负荷计算较为复杂，在此方案中，我们以空调本身的设备余量来平衡，不另外计算。

（6） 其他热负荷

除上述热负荷外，在工作中使用的示波器、电烙铁、吸尘器等也将成为热负荷，由于这些设备功耗小，只粗略根据其输入功率与热功当量之积计算。

Q5=860*P

依据经验采用“功率及面积法”计算机房热负荷：

Qt=Q1+Q2

其中，Qt 总制冷量（KW）

Q1 室内设备负荷（=设备功率×0.8）

Q2 环境热负荷（=0.12～0.18kW/m2 ×机房面积）

根据目前机房内设备数量估算机房内负载约为30KW，所以室内设备热负荷为：

Q1 =30*0.8=24KW

环境热负荷为：

Q2=0.18kw/平方米×142平方米＝25.56KW

则Qt=Q1+Q2=24+25.56=49.56KW

注：电池发热量忽略不计。

此外，UPS的发热量也非常小，也可忽略不计。

实际工程热符合估算方法：

在实际工程方案设计中由于建筑物机构的复杂性，通常根据下表来选择机房单位面积的冷量需求，然后根据总面积计算出冷量需求。

主机房空调装机容量：

主机房空调装机容量应根据空调制冷负荷总量Q，预留15-20%余量。主机房空调设备配置时，可根据具体情况分期实施，分期实施时应在支持区为设备预留足够的空间。按此情况此机房空调设备应该配置不小于60 KW的总冷负荷。为了保证客户的投资回报率以及机房安全，我们建议配置两台P2040双系统的精密空调，一方面满足机房实际制冷量的需求，另一方面两台空调可以在一定程度上降低由于空调设备故障引起的机房温度短时间快速升高问题，给空调的维修预留充足的时间，从而保证机房设备的安全。

第二章 系统设计

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系统概述

随着电子计算机在国防、科研、生产自动化、管理等领域的广泛应用，近二十几年里在我国如雨后春笋般地建成了很多大、中、小各种规模的计算机机房，为计算机寻求和建造一个合适的工作环境以确保计算机可靠，充分发挥其设计性能，延长机器的使用寿命以及确保工作人员身心健康的问题越来越受到建设方的重视，并成为追求目标。

根据中国国家标准GB50174-03《电子计算机机房设计规范》，并实际考虑机房容量估计和初步建设思路要求，结合艾默生网络能源产品特性和配置特点拟制了机房环境控制一体化技术建议书。系统方案中涉及到机房专用空调系统、机房环境场地和设备监控系统等。

建议XXXX机房专用空调系统采用艾默生Liebert.PEX P2040FWPMS1R（2台）精密空调，该类型空调采用模块化结构设计;全正面维护;高技术“V”型蒸发器盘管;先进的涡旋式压缩机，高效、节能;大屏幕LCD带图形、全中文菜单显示器。

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系统设计依据

1. GB2887-07《计算机场地技术条件》；

2. YD／T585-2006《通信用配电设备》；

3. YD5040-07《通信电源设备安装设计规范》；

4. YD/T 1051-2008《通信局（站）电源系统总技术要求》；

5. YD/T 1058-2008《通信用高频开关组合电源》；

6. YD/T 5098-2007《通信局（站）雷电过电压保护工程设计规范》；

7. YD/T 1104-2007《通信用开关电源系统监控技术要求和试验方法》；

8. YD/T 1095一2008《信息技术设备用不间断电源通用技术条件》；

9. YDJ 26-06《通信局（站）接地设计暂行技术规定》；

10. GB 50174-03《电子计算机机房设计规范》；

11. GB7450-07《电子设备雷击保护导则》；

12. CECS72：07 《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》；

13. CECS89：07《建筑与建筑群综合布线系统工程施工及验收规范》；

14. GB 50174-03《电子计算机机房设计规范》

15. 机房规划详细需求

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系统设计原则及系统特点

本方案设计的艾默生Liebert.PEX P2040F机房专用空调系统符合XXXX机房使用要求。

2.3.1 通用性

本系统的设计符合国家设计标准。

2.3.2 可靠性

设备具有良好的电磁兼容性和电气隔离性能，不影响其他设备正常工作。

2.3.3 稳定性

产品都经过全球主要电信商、数据网以及金融行业长期的运行考验，在业界具有领先的技术、领先的制造和领先的品牌；

2.3.4 安全性

符合高等级的抗扰度国际标准，工作安全可靠；

2.3.5 可维护性

主设备采用模块化结构设计，便于故障的维护处理；

2.3.6 扩充性

在系统设计中充分考虑到用户后期的扩容，做了合理的冗余设计；

2.3.7 经济性

系统整体设计，可合理设计设备容量，减少设备成本。

第三章 施工方案

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空调室内室外机安装原则

室内机安装建议

基本要求：

a、房间整体通风顺畅，送风、回风无障碍。

b、安装位置综合考虑，结合上下水、液管、汽管连接。

c、室内机安装处防静电地板下电缆等妨碍出风的物体较少。

如现场无特殊要求，当室外机高于室内机时，建议垂直最大距离为20 米；当室外机低于室内机时，建议垂直最大距离为5 米；建议管道总长不超过60 米，管道长度大于30 米时，需加装DX 管道延长组件。

室外机组的安装方式

注：安装方式的称呼是以风机的轴流风向确定，不是设备的安装形式。在空间允许情况下，建议采用直立式安装。

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空调相关工程建议

计算机机房是安装计算机设备和工作人员操作计算机的场所，因此机房的选址必须满足计算机设备和工作人员的需求，即必须根据大楼的结构及特点，选择满足机房的防水、防尘、防电磁干扰、防雷、承重等要求的合适位置。而且机房的功能分区必须结合使用功能、消防功能、建筑结构、实用美观，以及具有可扩展性等方面综合考虑。

3.2.1 防水工程

机房防水主要考虑新装精密空调内机滴水或流水的防范，本方案通过在精密空调出风口安装漏水监测系统实现。

3.2.2 地板工程

计算机机房工程中活动地板是个很重要的结构件之一，在活动地板上可安装各类计算机等设备，而在地板下的空间则主要用来作为精密空调的送风静压风箱，通过地板上设置的送风口，利用静压复得法，把冷却空气送至计算机设备，保障计算机的安全运行。由于地板下空间的以上用途，要求地板的架空高度不得过低，实践中一般设置在400-600mm 之间。

为满足防尘和保温需求，楼地面刷环保地台漆以防尘防潮，地板下裸露墙面还须敷设13mm的保温层。 考虑到设备大型化引发的大载荷效应以及抗变形和耐水浸能力，防静电活动地板选用具有较高承载能力和抗变形能力的防静电地板。

3.2.3 天花工程

为保证机房的净高，保障精密空调的回风空间和机房的开敞性，我们建议机房综合布线电线缆采用上桥架上走线。 桥架安装前清理天棚底面、梁及墙沿上部并刷2遍环保防尘漆进行防尘处理并敷设9㎜的保温层，其下覆盖8mm美加板并喷刷ICI。

3.2.4 墙柱面工程

机房区域墙柱面采用双面夹芯彩钢板，强、弱电线缆进出机房界面附近的柱子旁边新建强、弱电井，以方便线缆进出。

3.2.5 门窗工程

机房的出口均安装双开甲级防火门。

区域内的窗户需要进行封闭处理。

3.2.6 电气安装

空调输入总电源开关需要用户提供63A/3P的开关两个，输入主电缆线根据设备要求采用三相五线制（4*16+1*10）平方毫米；

第四章 机房动力环境监控系统

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系统内容

1). 概述

计算机系统及通信设备数量与日俱增，规模越来越大，中心机房、计算机系统和通讯网络已成为各大单位业务管理的核心部分。为保证其安全正常运行，与之配套的机房动力系统、环境系统、消防系统、保安系统必须时时刻刻稳定协调工作。如果机房动力及环境设备出现故障，轻则影响电脑系统的运行，重则造成计算机和通信设备报废，使系统陷入瘫痪，后果不堪设想。因此对中心机房的动力及环境系统进行实时集中的监控极其必要。

影响机房安全的环境因素：

· 机房进出管理不当，机柜被随意开启,线路被拨插或改接；l

· 机房地面积水,影响网络设备运行；l

· 电源系统不稳定, 影响网络设备运行；l

· 空调及新风系统故障，导致尘埃或纤维性颗粒积聚，微生物的作用还 会使导线被腐蚀断掉；l

· 过高的室温会使元件失效率急剧增加，使用寿命下降，过低的室温又会使磁介质等发脆，容易断裂；l

· 相对湿度过低，容易产生静电，对微电子设备造成静电干扰，相对对湿度过高，会使微电子设备内部焊点和插座的接触电阻增大；l

· 机房明火管理不严，给机房造成很大的安全隐患。l

鉴于机房的重要地位以及机房辅助设施的重要性，因此有必要建设机房综合监控系统。厦门尚为科技有限公司研发的EMS系列是专为现代计算机及网络通信机房而设计的远程环境及网络监控报警系统。EMS系列除可监视机房内的环境参数外，更可监控网络上的IP设备。它可通过多种不同的通信方式发送报警信息,而且EMS系列已内置了网页服务器，用户可方便地通过网络监测到机房的信息。

2). 建设目标

项目的总体目标是通过对机房内的环境进行统一监控和管理。 按照标准的机房进行监控，主要通过对环境、动力、消防、保安系统进行建设，对机房内的温湿度、市电、烟雾、漏水、安防等建立一套较完整的机房动力监控、环境监控、安全防范监控的管理体系，实现对机房运行环境科学管理，及时发现机房辅助设备的故障和故障隐患，做到及时发现、及时处理。

3). 设计原则

根据机房监控的实际需求需要，以及国内外技术发展的现状和方向，参考国内外其他省市机房监控技术建设的经验，借鉴其建设经验，在方案中我们遵循以下几项总体原则：

稳定可靠: 只有稳定运行的系统，才能确保电子防控工程系统平稳运行。我们采用低功耗嵌入式ARM芯片，标准工业规格设计，具有硬件看门狗电子线路，永不死机，并且具有来电自启动功能。

架构合理具有可扩展性：系统采用先进采用模块设计来架构系统，使整个系统安全平稳的运行，并具备良好的扩展条件。可扩展性保证当用户有更多的要求时，引入的新设备可以顺利地与本次配备的设备共同工作，进一步扩展与提高系统的性能和功能。

一体化设计：机房内所有被监控的智能设备和各种传感器到监控主机采用直接连接，减少故障点，中间不需要任何采控模块和协议转换模块；真正意义的实现由监控主机自身对所有设备的信号采集和数据采集，由监控主机自身实现对采集的信号和数据进行分析、处理、报警等功能，真正做到 all in one.

系统易于操作：系统的前端产品和系统软件均有良好的学习性和操作性。嵌入式设备追求易用性，在略通电脑操作的情况下通过培训熟练掌握系统的操作要领，达到能完成值班任务的操作水平。

系统具备升级维护能力：由于监控主机和传感器之间采用直接连接，因而维护方便，能迅速的排除故障；系统整体采用模块化设计，因而具备良好的软件升级能力。

本项目机房动力环境监控系统应包括集中监控内容： UPS监测、配电柜监测、精密空调监控、温湿度监测点的监测、定位漏水监测、视频图像监测、门禁监控及消防监测等。

4). 系统组成

EMS系列机房环境监控系统，由嵌入式环境监控主机、系统报警设备、前端被监测设备及各种传感器组成。中间不需要任何协议转换模块、多功能串口卡、工控机等。机房内被监测设备、各种传感器、报警设备直接与EMS系列机房环境监控主机相接。安装方便，大大减少了因为中间协议转换设备故障、多串口卡故障、操作系统故障所带来的数据采集中断，造成整个监控系统瘫痪的问题。

机房管理人员只要用自己的办公机器打开IE浏览器，输入EMS系列机房环境监控系统主机的IP地址、系统帐号，就可以登录系统。可以看到各监测设备的实时数据。系统日志，报警记录等信息。由此减少了机房管理人员的大部分工作量，工作效率更高，确保机房的长期稳定运行。

系统可以广泛用于多个领域和多种网络环境，既可以应用于对单个机房的动力环境进行监控，也可应用于对多个联网机房实现集中监控。

5). EMS系列机房环境监控系统拓扑图

6). 系统选型

推荐尚为EMS系列机房环境监控系统。

7). 系统功能

EMS系列机房环境监控系统功能特性

集中监控

系统应对单个机房内各种动力设备,环境设备及系统状态信息,报警信息 等进行完整集中监控,并有良好的扩充性,实现跨区域集中监控管理。

来电自启动功能

EMS系列监控主机采用低功耗ARM芯片和嵌入式操作系统，内置硬件看门狗，具有故障自动恢复功能，当主机重新启动后，整个监控系统也随着在运行。

WEB显示功能

EMS系列监控主机内置WEB服务器，支持B/S架构，管理人员可直接通过浏览器和相应权限就可以实时的查看机房内所有动力环境监控设备的运行状态，可以远程管理、调整相关设备的工作参数。

日志管理功能

整套机房环境监控系统对各种报警信息、系统事件、设备参数等进行详细的记录，能够以报表形式进行数据导出、备份。

完善报警机制

EMS系列监控主机支持多种报警方式，现场声光报警、电话拨号报警、手机短信报警、邮件报警等多种报警方式，并可配合Emview中心端软件进行电子地图的图形报警、声音报警等。

用户权限功能

系统具有多级用户管理，可设定用户管理权限，来宾用户只能对系统进行浏览，普通用户除了对系统具有浏览权，还可以对系统进行部分的控制，管理人员可以配置、管理整个系统。

联网模式

EMS系列机房环境监控系统不仅能独立组成完整的监控系统，更可配合Emview中心端软件使用，组成联网工作模式。Emview具有强大的数据存储和图形界面展示功能，可集中管理和配置所有主机参数，并具有对设备的反控功能。

布防撤防功能

EMS系列机房环境监控系统从人性化设计出发，可设置布防撤防功能，可临时设置撤防多少时间来限制设备报警，方便灵活管理临时性的工作安排。

短信遥测遥控功能

系统支持管理人员通过短信实时查询当前机房的运行情况和监控主机的网络参数，并可通过短信对传感器进行布防和撤防。

网络监测功能

机房环境监控系统除了监测机房环境参数，还可以监测路由器、服务器等IP设备，提供两种监测方式，TCP端口探测和PING探测方式。

短信网关

EMS系列监控主机提供短信网关功能，同一个区域多台主机可以通过网络将短信发送到其中一台主机上进行统一报警，节省费用开支。

具有电话语音、多媒体语音、手机短信、Email、报警框、报警灯、报警提示等多种报警功能，并可给出专家对故障的提示和处理方法，使一般管理人员也能完成设备的日常维护工作。系统可实现在线编辑和修改，用户只要通过简单的培训，即可完成界面的修改和组态工作。

安全管理功能

系统中共设有多级操作权限，所有操作员用户只能在自己的权限级别范围内进行各种操作。超级管理员拥有最高操作权限，并可设置其他人员的用户名、密码和级别。 具有强大的容错能力即系统具备数据恢复功能，可使恢复到需要的状态，避免因误操作导致系统错误。

具有来电自启动功能。系统一旦断电，会自动保护正在记录的文件，确保记录文件不会丢失，并且所有录像文件均进行特殊的保护保证断电前的录像均可以回放。当系统重新上电后，无须人工干预，系统能自动启动并自动启动监控程序。

数据的在线动态修改维护

支持页面动态修改，即当监控系统正处于运行状态时也可对其页面或策略的各种对象属性进行在线添加、删除、修改，并可将所有的修改实时上传，保证所有的修改都能即时生效，以便在保持监控系统运行连续性的情况下进行组态。

动态下挂本地监控站点

各中心管理站可实现动态下挂本地监控站点。即在管理站处于运行状态时，只要输入所要监控的本地站点的IP，就可以实现对该本地监控站的监控。

数据的远程控制功能

可实现对各种数据的远程修改。比如当管理人员检测到室内的温度过高时，不同用到监控现场就可以直接通过系统远程设置空调的温度，以实时保证室内温度的正常。此外，管理人员还可以远程实现对各个摄像头(球机)的控制，以保证360度、全方位的立体监控。

数据管理功能

可实时直观地显示各设备的运行数据和运行状态，界面完全汉化、场地布局、设备图片直接显示屏幕上。并且系统还将对采集的数据进行处理，生成报警统计报表、操作统计报表、历史统计报表等，并具有方便的打印功能。

灵活方便的远程通讯功能

具有多种远程接入方式供用户选择，提供WWW服务，用户可通过WEB方式实现图像和数据的远程联网监控，无需安装另外软件和任何配置。

强大的联动与控制功能

通过策略实现了各子系统间的相互联动，并可根据用户自己的需要实现工作复杂的控制器联动功能，只要需要控制器实现的过程用简单的脚本语言编写出来，系统即可根据用户定制的控制器方式进行工作。

系统的扩展扩展功能

系统的可扩展性高，系统所有软硬件设计均采用模块化可扩充结构及标准化模块结构，留有与以后其它应用系统互联的接口。

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各子系统内容

机房环境监控系统一共有以下集中监控子系统：市电监测子系统、UPS监测子系统、电池组监测子系统、配电开关监测子系统、普通空调监测子系统、精密空调监测子系统、温湿度监测子系统、漏水监测子系统、消防监测子系统、门禁监控子系统、网络监测子系统。

1). 市电监测

监测对象：

对机房内的供配电系统的市电质量进行实时监测。

监测实现：

在配电柜中安装一个电量仪，将电量仪的数据线与EMS系列机房环境集中监控主机传感器接口相连。电量仪的接法和安装参见其安装手册。

实时参数：

线电压、线电流、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数、有功电度、无功电度等。

2). 配电开关监测

监测对象：对机房内的供配电系统的重要配电开关进行实时监测。

实时参数：每一个配电开关监测模块可以监测8路配电开关和6路防雷器的状态。

3). UPS监测

监测对象：对机房内的UPS运行状态进行实时监测。

监测内容：

实时参数：输入电压、输入频率、输入电流、输出电压、输出频率、输出电流、电池温度、电池电压、电池充电程度等。

工作状态：旁路工作状态、在线状态、电池供电状态、电池充电状态等。

报警信息：输入越限报警、输出过载报警、电池异常报警、整流器故障报警、逆变器故障报警等。

4). 电池组监测

监测对象：UPS后备电池

监测内容：在线监测每节电池的电压、电流、温度、内阻，预测电池组中落后的蓄电池和蓄电池组的后备时间。

5). 精密空调监测

监测对象：对机房内的精密空调的运行状态进行实时监测。

监测内容：回风温度、回风湿度、回风温湿度限值、温度设定值、湿度设定值、加热器运行状态、制冷器运行状态、除湿器运行状态、压缩机高低压报警、主风扇过载报警、滤网堵塞报警等。

6). 温湿度监测

监测对象：对机房内重要区域的温度、湿度进行实时监测。

监测内容：实时显示温湿度传感器所在位置的温度、湿度变化情况。

7). 定位漏水监测

监测对象：对机房内的空调的冷凝水、窗户和易漏水等位置进行定位监测，且实时报警，可具体检测到某一处漏水。

监测内容：实时检测记录具体漏水位置并进行报警。

8). 红外监测

监测对象：对进出机房人员情况进行监测。

监测内容：实时监测人员的移动。

9). 门禁系统

监测对像：对机房内的重要门实施门禁进出管理。

监测实现：门禁控制器可选用单门、双门、四门控制器和非接触式读卡器或指纹一体机，EMS系列机房环境监控主机通过网络来读取门禁控制器内的刷卡开门记录。如：时间、刷卡者ID号、门状态。也可以通过加装门磁传感器，将其连接到EMS系列机房环境监控主机的接口上，实现监测当前门的状态。

监测内容：实时监视各门的开关状态。

10). 闭路电视监视系统

在机房内各重要区域内安装半球形彩色摄像机，构成一个数字化的图像监控系统，以实时监视机房内的现场情况。本系统通过配置1套8路 的数字录像监控系统实现高质量的监控画面以及远程监控管理等丰富的功能，下面我们将进行详细的介绍：

MPEG-4压缩方式

在数字录像监控系统中采用了MPEG-4实时动态压缩方式，每25幅图像可压缩至5K-45K，录像速度可达每路25帧/秒（352*288），画面质量清晰、连续、无“马赛克”现象、无延时，基本做到实时监控。按最大存储量计算为3.8G/天（24小时连续录像），平均为1.2G/天。1个80G硬盘可以保存1路25-100天的记录，磁盘满后将自动刷新。

流媒体格式

在本监控系统中，视频文件采用流媒体格式，使得监控、录像、回放、网络传输同步进行。在同一显示器中可实时显示16路视频画面，双击鼠标就可实现单路画面放大与多路画面显示间的切换。

多种方式的视频网络传输模式

数字录像监控系统中的视频网络传输技术可采用多种模式如：多播、组播、TCP/IP、UDP等。组播方式(multicast)其优点是无论有多少个视频接收者，发送端只需要发送一份数据，数据的传输由加入不同分组的接收者与路由的协商决定，可以通过控制分组和路由来允许或限制某网段内的视频接收。采用组播传输方式可避免采用点对点传输和广播传输方式造成的网络带宽浪费，极大地节省了用户的网络资源，同时也减轻了网络信息流量，保证了传输的质量。

此外TCP/IP、UDP等点对点的传输模式可以不受网络网关网段的限制，只要网络中不限制网络传输的端口，即可实现图像的远程传输，对于对网络安全要求较高的用户，可选择用此种方式进行视频传输的联网监控方式。

联网监控功能

数字录像监控系统具有超强的联网监控功能，可实现远程监视、回放、控制功能，并可以多台数字视频录像监控系统实现联网，也可以在远程计算机上安装接收软件实现多路图像同时传输、显示。用户只需把各台监控主机加入到用户的网络中即可实现联网功能。不仅如此，系统还可以提供与其它设备的联网监控解决方案，真正实现信息流的数字化监控。

方便的资料管理功能

“数字录像监控系统”采用了数字化的硬盘存储方式，所有录像的视频文件可直接分布存储于各本地监控站点，可方便地实现各种资料的管理工作，大幅度地减少用户的管理时间和运行费用。

365天全方位预约录像功能

在数字录像监控系统中，为满足不同用户的不同时期、不同时段的监控录像需要，提供了丰富的预约录像功能。用户为每路摄像机自由设置录像方式，视频信号按周划分，可选七种模式。每种录像模式每天又可分5个录像时段，并可以无限添加。并且用户可预置节假日模式，节假日时，系统按节假日模式运行。

视频移动报警功能

本系统具有自动侦测图像移动功能。同时，移动报警的灵敏度以及报警的恢复灵敏度可由用户根据实际需要自由调整，以满足不同的移动报警要求。具体操作十分简单，只需鼠标拖动即可。当画面移动变化达到报警灵敏度时，监控视频图像画面边框将变色闪烁，提醒管理人员注意，该区域有人员活动，以便进行及时处理。

报警记录预存功能

系统在进行报警触发数字录像时，可根据用户预先设定要求进行录像，记录报警事件发生前一段时间（若干分钟或秒，该时间段可由用户根据实际需要进行设定）及报警后一段时间的视频记录，完整记录事件发生的整个过程，以便为事后查看事件发生原因提供完整真实的依据。

方便快捷的硬盘扩充功能

在本数字录像监控系统中，根据用户的实际需求，不需任何软件程序便可扩充新的硬盘，十分的简便。

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