技術(shù)分析：如何控制數(shù)據(jù)中心的濕度水平

數(shù)據(jù)中心的濕度引發(fā)了一場(chǎng)爭(zhēng)論。數(shù)據(jù)中心的濕度經(jīng)常與溫度相比而考慮，將濕度保持在適宜的水平可避免計(jì)算機(jī)元件出問(wèn)題，同時(shí)可避免能源浪費(fèi)。

　　數(shù)據(jù)中心的現(xiàn)代空氣冷卻裝置，無(wú)論是否是高架地板系統(tǒng)的CRAC，這些冷卻器或冷卻系統(tǒng)位于服務(wù)器機(jī)架上，顯示相對(duì)濕度，根據(jù)這一數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)中心的管理人員可以進(jìn)行濕度調(diào)節(jié)。但是業(yè)內(nèi)關(guān)于合適的濕度范圍的爭(zhēng)論仍在進(jìn)行，什么濕度可以確保數(shù)據(jù)中心設(shè)備的安全運(yùn)行？除了相對(duì)濕度讀取法之外還有其他更好的方法來(lái)測(cè)量室內(nèi)濕度嗎？

　　應(yīng)該說(shuō)，大部分?jǐn)?shù)據(jù)中心管理人員都不是氣象人員，但是對(duì)基本知識(shí)的理解，如多大的濕度會(huì)影響以及如何影響服務(wù)器空間，可以幫助了解電腦設(shè)備的壽命以及電力支出。

　　數(shù)據(jù)中心的濕度如何起作用？

　　如果一個(gè)數(shù)據(jù)中心室內(nèi)濕度過(guò)高，就會(huì)在計(jì)算機(jī)元件上形成凝結(jié)的水滴，因此導(dǎo)致設(shè)備壽命變短。其次，濕度過(guò)高會(huì)導(dǎo)致冷卻系統(tǒng)表面形成水滴，這會(huì)使冷卻設(shè)備的效率降低，最終導(dǎo)致成本增加。

　　傳統(tǒng)測(cè)量數(shù)據(jù)中心濕度的方法是相對(duì)濕度法，相對(duì)濕度是指一定溫度下，以當(dāng)前空氣中含水量與空氣中最大含水量的百分比作為空氣濕度的量度指標(biāo)。美國(guó)熱量協(xié)會(huì)（American Society of Heating）的技術(shù)委員會(huì)，冷卻和空氣調(diào)節(jié)工程部（ASHRAE）認(rèn)為電腦設(shè)備所在空間的相對(duì)濕度A在40%-55%的范圍內(nèi)。

　　同時(shí)，如果濕度過(guò)低，數(shù)據(jù)中心可能會(huì)出現(xiàn)靜電現(xiàn)象(ESD)。這種情況會(huì)導(dǎo)致電力設(shè)備突然斷電，嚴(yán)重時(shí)甚至可能損壞設(shè)備。這一情況幾年前曾發(fā)生過(guò)。一個(gè)系統(tǒng)管理員身上帶有靜電時(shí)碰觸了一個(gè)設(shè)備，結(jié)果導(dǎo)致一臺(tái)服務(wù)器的內(nèi)部熱傳感器斷電。為了避免類似事件再次發(fā)生，Henderson的技術(shù)小組在數(shù)據(jù)中心安裝了一臺(tái)濕度調(diào)節(jié)器，因?yàn)榕f的空氣調(diào)節(jié)裝置無(wú)法進(jìn)行內(nèi)部濕度控制。

　　Henderson發(fā)現(xiàn)ASHRAE所推薦的濕度范圍中最低濕度比較理想。他說(shuō)，“以我的經(jīng)驗(yàn)，數(shù)據(jù)中心的最佳濕度是40%。如果低于這一標(biāo)準(zhǔn)，就有可能導(dǎo)致靜電發(fā)生。”

　　數(shù)據(jù)中心的濕度范圍過(guò)于嚴(yán)格嗎？

　　但是行業(yè)內(nèi)的很多人認(rèn)為這一濕度范圍過(guò)窄、限制性過(guò)強(qiáng)，因此ASHRAE應(yīng)該擴(kuò)大相對(duì)濕度范圍。ASHRAE承認(rèn)濕度范圍在20%-80%之間都是可以接受的，但是最佳濕度范圍是40%-55%之間。

　　然而，將濕度保持在這個(gè)范圍內(nèi)是很復(fù)雜的，因?yàn)閿?shù)據(jù)中心所在空間的濕度處于不停地變化之中，比如由于設(shè)備的高工作負(fù)荷而導(dǎo)致的高溫度。數(shù)據(jù)中心不同位置濕度也不同，這導(dǎo)致了不同位置的冷卻系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)情況要有所差別，這也使得數(shù)據(jù)中心內(nèi)的濕度控制更為復(fù)雜。

　　Uptime Institute有限公司數(shù)據(jù)中心的顧問(wèn)Sullivan反對(duì)放寬數(shù)據(jù)中心的濕度標(biāo)準(zhǔn)：“我認(rèn)為應(yīng)該保持嚴(yán)格的濕度標(biāo)準(zhǔn)，因?yàn)槲覉?jiān)持認(rèn)為靜電問(wèn)題在相對(duì)濕度低于此標(biāo)準(zhǔn)時(shí)就有可能發(fā)生。”

　　Sullivan堅(jiān)持這一觀點(diǎn)是基于一個(gè)數(shù)據(jù)，他發(fā)現(xiàn)當(dāng)相對(duì)濕度低于20%時(shí)，即使工作人員沒有碰觸設(shè)備，計(jì)算機(jī)組件也開始出現(xiàn)運(yùn)轉(zhuǎn)問(wèn)題。Sullivan說(shuō)這可能是靜電影響，當(dāng)空氣過(guò)于干燥的時(shí)候就會(huì)產(chǎn)生，僅僅是空氣從計(jì)算機(jī)元件表面穿過(guò)就會(huì)影響元件的運(yùn)行。

　　但是Coy Stine――Degree Controls有限公司的電力冷卻仿真工程師說(shuō)，即使將濕度保持在適宜的范圍，也不能完全避免靜電問(wèn)題。他承認(rèn)低濕度是導(dǎo)致靜電的一個(gè)主要因素，但是科學(xué)領(lǐng)域有一個(gè)爭(zhēng)論就是濕潤(rùn)空氣中的水分如何避免靜電現(xiàn)象的發(fā)生。

　　他說(shuō)：“你將濕度調(diào)整到了適宜的范圍，但靜電現(xiàn)象還是發(fā)生了。因?yàn)檫€有其他因素導(dǎo)致這一現(xiàn)象的發(fā)生。”

　　Sullivan也同意這一觀點(diǎn)，他承認(rèn)靜電影響在完全潔凈的空氣中不會(huì)發(fā)生；而空氣中的微粒，比如灰塵，使得表面靜電現(xiàn)象發(fā)生的可能性更大。Stine補(bǔ)充了其他因素，如數(shù)據(jù)中心的接地狀況，服務(wù)器機(jī)箱的接地設(shè)計(jì)，這都會(huì)影響靜電的發(fā)生。

　　 DLB Associates有限公司的顧問(wèn)，ASHRAE技術(shù)委員會(huì)成員Don Beaty說(shuō)，電信中心通常比較干燥，但是工作人員通常佩帶接地的腕帶以減少靜電。最后，Beaty說(shuō)，數(shù)據(jù)中心應(yīng)該從正反兩方面來(lái)考慮低濕度的影響。

　　Beaty在一封email中寫道：“將濕度標(biāo)準(zhǔn)放寬應(yīng)該基于對(duì)總體運(yùn)行支出分析，將調(diào)節(jié)濕度所花費(fèi)的資金，與濕度范圍放寬后機(jī)器出現(xiàn)問(wèn)題導(dǎo)致的成本增長(zhǎng)相對(duì)比，然后再得出結(jié)論。”

　　相對(duì)濕度 vs 絕對(duì)濕度

　　使問(wèn)題更復(fù)雜化的是很多業(yè)內(nèi)人士，包括一些ASHRAE技術(shù)委員會(huì)成員，認(rèn)為應(yīng)該用絕對(duì)濕度取代相對(duì)濕度。絕對(duì)濕度，是指一定溫度下，空氣中水量的測(cè)量數(shù)字。因此當(dāng)數(shù)據(jù)中心的溫度升高時(shí)，相對(duì)濕度降低，絕對(duì)濕度保持不變。ASHRAE也推薦了相關(guān)范圍。

　　Degree Controls公司的Stine舉了一個(gè)例子，他說(shuō)如果穿過(guò)一臺(tái)服務(wù)器的空氣溫度為60度，則相對(duì)濕度水平為40%，絕對(duì)濕度大約為0.0045磅水每磅干燥空氣。

　　但是如果采用相對(duì)濕度，問(wèn)題就出現(xiàn)了。當(dāng)空氣穿過(guò)服務(wù)器時(shí)，空氣溫度會(huì)升高。這導(dǎo)致相對(duì)濕度降低，甚至可能降低到20%，而這時(shí)絕對(duì)濕度卻未發(fā)生變化。

　　Stine說(shuō)：“你可以讓非常潔凈的空氣穿過(guò)服務(wù)器，但數(shù)據(jù)顯示相對(duì)濕度水平卻非常低，而絕對(duì)濕度卻未發(fā)生變化。”

　　他補(bǔ)充說(shuō)，一個(gè)數(shù)據(jù)中心管理人員因此將提高相對(duì)濕度使?jié)穸然謴?fù)到40%-55%的標(biāo)準(zhǔn)濕度范圍。這就導(dǎo)致了冷卻裝置上凝結(jié)水滴的出現(xiàn)，最終導(dǎo)致冷卻系統(tǒng)運(yùn)行效率降低。

　　Sullivan也認(rèn)為采用絕對(duì)濕度是最好的：“你想做的是控制機(jī)房的空氣濕度，而不是相對(duì)濕度。”

　　Beaty同時(shí)說(shuō)仍需對(duì)絕對(duì)濕度和相對(duì)濕度進(jìn)行更進(jìn)一步的研究，特別是數(shù)據(jù)中心的液體冷卻問(wèn)題已成為了關(guān)注重點(diǎn)。

　　將數(shù)據(jù)中心的濕度調(diào)節(jié)裝置與冷卻裝置分離？

　　還有一項(xiàng)建議是建造獨(dú)立的數(shù)據(jù)中心空氣控制裝置，這一裝置同時(shí)可以控制濕度，而不要將濕度控制器和空氣調(diào)節(jié)裝置分開安裝。RTKL Associates有限公司的副總Spinazzola說(shuō)，當(dāng)每個(gè)分系統(tǒng)基于空氣情況執(zhí)行不同的功能時(shí)，數(shù)據(jù)中心的多個(gè)空氣冷卻系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。比如，Spinazzola說(shuō)他所在的數(shù)據(jù)中心有三個(gè)空氣調(diào)節(jié)裝置，這些空氣調(diào)節(jié)裝置的功能各不相同：一個(gè)是冷卻裝置，一個(gè)是除濕裝置，第三個(gè)是加濕裝置。

　　Spinazzola推薦采用有獨(dú)立空氣控制器的中央濕度控制系統(tǒng)。他發(fā)表了一篇論文，進(jìn)行了成本分析，結(jié)果顯示這是控制企業(yè)數(shù)據(jù)中心濕度的方法中最節(jié)約開支也是最有效的一種。

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