如何控制数据中心湿度?

日期: 2009-09-10 作者:Mark Fontecchio翻译:滕晓龙 来源:TechTarget中国 英文

业内的一些人认为该湿度范围过小且过于苛刻,ASHRAE应当适度扩大其推荐的湿度范围。ASHRAE认为在20%和80%的范围内都是“可接受的”,但是40%至55%是最为理想的范围。   但是,将湿度保持在这个范围内会很困难,因为数据中心中的环境变化莫测,负荷增加会导致温度升高。数据中心不同区域内的环境也各不相同,这就导致冷却组件有不同的表现,这也使得湿度控制更为困难。

同时,无法将湿度维持在一定等级也让数据中心的运营者无法确保他们能在ASHRAE推荐的范围内对数据中心进行设计和运营。   “这是一个存在众多争议的话题,”数据中心咨询Uptime研究公司的咨询师Robert Sullivan说。“人……

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业内的一些人认为该湿度范围过小且过于苛刻,ASHRAE应当适度扩大其推荐的湿度范围。ASHRAE认为在20%和80%的范围内都是“可接受的”,但是40%至55%是最为理想的范围。

  但是,将湿度保持在这个范围内会很困难,因为数据中心中的环境变化莫测,负荷增加会导致温度升高。数据中心不同区域内的环境也各不相同,这就导致冷却组件有不同的表现,这也使得湿度控制更为困难。同时,无法将湿度维持在一定等级也让数据中心的运营者无法确保他们能在ASHRAE推荐的范围内对数据中心进行设计和运营。

  “这是一个存在众多争议的话题,”数据中心咨询Uptime研究公司的咨询师Robert Sullivan说。“人们往往会使用电信业、TIA组织的标准,认为我们应该将湿度范围放的更宽,如35%至65%。所以数据中心运营者会说,‘为什么我们的范围这么苛刻?’””

  Sullivan反对放宽数据中心湿度范围。“我是严格限制湿度的倡导者之一,因为我始终相信ESD在较低的相对湿度情况下也可能导致问题。”Sullivan说他只根据数据提出他的意见,并且认为试图从生产商那里获取“故障数据”是不可能的。“即便他们已经做了分析,他们也不愿意分享这些数据,”他说。但是Sullivan所发现的事实却是,当湿度降低到20%时,计算机部件没有收到静电袭击也会发生故障。Sullivan认为这可能就是静电效应的结果,如果空气足够干燥,仅仅是表面的动作也可能会影响计算机部件的运行。

  “在许多案例中,当服务器机房中相对湿度处于控制范围内时,就不会发生故障,”他说。

  但是,Degree电子冷却控制器公司的模拟工程师Coy Stine认为,将湿度纳入正确的范围并不一定是要解决静电问题。虽然他承认低湿度对于ESD是一个起促进作用的因素,但大家仍在争论空气中的水分是如何防止静电的。

  “即便湿度正常,也有可能发生ESD事件,”他说。“应该还有其他一些影响因素。”

  Sullivan对此表示同意并认为静电效应在完全清新的空气中是不会发生的;而空气中灰尘或污垢之类的微粒会有助于产生表面电荷。Stine还补充了其他的因素,如您建筑物的接地是否良好、数据中心的接地是否良好以及服务器外壳设计是否接地良好(通常服务器盒能够对盒子提供接地),这都可能会导致ESD的发生。

  DLB联合公司的咨询师、ASHRAE技术委员会成员Don Beaty认为,尽管电信中心通常完全不加湿,但是其工作人员通常都佩戴接地腕带以减少ESD。最后,Beaty说,数据中心必须权衡低湿度的利弊。

  “湿度范围的下限或许应当基于总成本分析进行设定,”Beaty在一封邮件中这么写道,“即对湿度成本和由于设置较低的相对湿度限制所导致的设备故障的成本进行权衡。”

  相对湿度与绝对湿度

  更麻烦问题是包括ASHRAE技术委员会本身部分成员在内的业界人士都认为必须采用绝对湿度来代替相对湿度。也称为露点测量的绝对湿度,是在不考虑温度情况下,对空气中水含量进行测量。因此当数据中心中相对湿度随温度上升而降低时,绝对湿度仍保持不变。现在ASHRAE建议数据中心的湿度可采用露点测量并减少5.5至15度Celsius(41.9-59度Fahrenheit)。

  Degree控制器公司的Stine对为什么说绝对湿度是一项更好的指标给出了实例。他说如果进入一个服务器的空气温度是60度,相对湿度40%,那么其绝对湿度为每磅空气中有0.0045磅水。就可以将其设为数据中心的湿度下限。

  “但如果是相对湿度,就会有问题产生,”Stine说,“空气进入一个服务器时,将会被加热。即使绝对湿度保持不变,相对湿度也会降低,可能低至20%。”

  “这样,进入服务器的空气是适合的,而从服务器中出来的空气湿度却不符合标准,但绝对湿度并没有变化,”Stine说。

  他补充说,数据中心管理员接下来就会控制空调部件将相对湿度增至40%至55%范围内。那就导致了冷却线圈上冷凝水的形成,从而使部件长时间满负荷运转以蒸发水汽。

  Uptime研究公司的Sullivan同样认为绝对湿度或露点测量是最佳的方法。

  “你需要做的是在机房中控制空气中的水分含量,而不是试图控制相对湿度,”他说。

  同时Beaty认为可能需要对绝对湿度和露点温度进行更多的研究,特别是当液体冷却在数据中心中变得更为普遍时。

  “实际上,随着业内越来越多地引入液体冷却装置,露点温度限制是为了避免数据中心设备潜在的水冷凝风险。如果投放市场的也冷产品数量过多,就有必要调整目前的绝对湿度限制标准。”

  将数据中心湿度与冷却组件分离开?

  业内还有一种趋势,支持在数据中心中采用一个独立中央空气处理器,用于监控湿度,而不是让每个独立的空调组件按其各自的设置工作。

  数据中心规划设计公司——RLKL联合公司的副总裁R. Stephen Spinazzola说,采用多个空气冷却组件将导致另外的问题,每个组件将基于其各自所在区域的环境而执行不同的功能,例如他所在的数据中心拥有三个空调同时在执行三个不同的任务:一个在致冷,一个在去湿而第三个在增湿。

  “你进入数据中心后,发现所有这些部件在互相“斗争”,而且他们很可能不符合规格,”Spinazzola说。

  Spinazzola所建议的,也是他所帮助保险公司Highmark公司通过LEED(认证数据中心)完成的, 是采用一个独立的、专门的空气处理器实现中央湿度控制。他的一篇关于成本分析论文表明,这是一个更为便宜、更为有效的数据中心湿度控制方法。我已表明,这是一个降低成本的好方法。Beaty补充道,湿度控制并不是一个新问题,ASHRAE期刊中一篇1988年的文章就论述了CRAC组件在湿度方面互相“斗争”的难题。他说,一种方法是允许CRAC处理湿度。但如果有一个中央除湿系统。这就减少了相邻CRAC之间的“争斗”,并且能使数据中心地板上冷却线圈干燥运行。

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