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数据中心冷却解决方案的湿度

* 来源: * 作者: * 发表时间: 2019-12-19 1:39:00 * 浏览: 17
数据中心的温度要求对数据中心冷却系统的运行有很大影响。数据中心湿度要求对数据中心冷却系统的运行有什么影响?本文从多个方面讨论了数据中心湿度对数据中心冷却系统运行的影响。影响。有几种表达空气湿度的方法,其中最常用的是:绝对湿度和相对湿度。绝对湿度是指每单位湿空气中水分的重量,通常以g / m3为单位表示。相对湿度是最常用的空气湿度方法,是指湿空气的绝对湿度和在同一温度下可以达到的绝对湿度。湿度比是指空气中水含量的相对值,通常以百分比表示。我们还可以使用两个温度值来表示湿度,露点温度和湿球温度。露点温度是指在水蒸气含量和气压不变的条件下将空气冷却至饱和时的温度,是空气中的水蒸气变成露水时的温度。露点温度是温度值。当空气中的水蒸气饱和时,温度与露点温度相同。当水蒸气未饱和时,温度必须高于露点温度。因此,露点与空气温度之间的差异可以表明空气中水蒸气的饱和度。温度降到露点以下是冷凝的必要条件。湿球温度(绝热饱和温度)意味着在绝热条件下,大量的水与有限的潮湿空气接触。水蒸发所需的潜热完全来自湿空气温度降低所释放的显热。当系统中的空气达到饱和状态时,系统处于热平衡状态。外部在数据中心之外,我们通常使用相对湿度和湿球温度来表示空气湿度。在指定的空气干球温度的情况下,四种湿度表示方法的值是对应的,是的,并且可以相互转换,因为它们表示的空气湿度值是相同的,但是表示方法不同。本文从以下几个方面讨论数据中心湿度对数据中心冷却系统运行的影响。 1数据中心湿度要求的变化GB50174-2008“电子信息系统计算机室设计规范”要求数据中心主室和辅助区的温度和相对湿度应满足电子信息使用的要求设备。本标准对数据中心主机房的温度和相对湿度提出了具体要求。 GB50174-2017“数据中心设计规范”要求主机房和附属房的温度,露点温度和相对湿度应符合电子信息设备的使用要求。该标准对数据中心主机室的温度,露点温度和相对湿度设置了特定要求。新标准改变了湿度:露点温度被用作主机间的湿度要求,而相对湿度被用于辅助湿度要求。根据GB50174-2017的新标准,主机房的推荐温度为18〜27℃,取值为27℃。推荐湿度为露点温度5.5〜15℃,相对湿度不超过60%。最低露点温度为5.5℃。对于相对湿度,主机间的建议相对湿度范围是:26%至60%。 GB50174-2008的湿度范围从40%RH到55%RH相对较宽。湿度范围的放宽将大大减少对数据中心进行加湿和除湿所需的能耗。如果主机房根据新标准GB50174-2017允许相对湿度为20%至80%相对湿度,并且露点回火如果温度不大于17°C,则允许的湿度范围会更宽,并且允许更大的湿度范围将对数据中心进行加湿和除湿。减少所需的能源消耗。表1显示了GB50174-2008和GB50174-2017之间的温度和湿度比较。 GB50174-2017《数据中心设计规范》中对主机房的温湿度要求主要参考ASHRATEC9.9《数据通信设备环境指南》的要求以及2008版TC9的温湿度参数。 .9“数据通信设备环境指南”完全相同。表2显示了2004年版本和2008年版本的ASHRAETC9.9之间的温度和湿度比较。从GB50174-2017“数据中心设计规范”的温湿度要求与ASHRAETC9.9温湿度要求的2008版完全相同的角度出发,GB50174-2017“数据中心设计规范”中有关温度的标准和湿度要求已经落后了大约10年。 。 2数据中心除湿当数据中心的空气湿度值大于建议的露点温度15°C或相对湿度大于60%时,需要对数据中心的空气进行除湿,以便数据中心空气湿度值满足15°C的露点温度,同时满足相对湿度不大于60%。数据中心通常使用计算机房中的空调进行除湿。只有当空调将空气温度冷却到露点温度以下时,空气中的水蒸气才能冷凝为水,并排出计算机室。为了使空气除湿,要求制冷剂或要被冷却的空调单元使用的制冷剂的温度必须低于进行除湿的空气的露点温度。温度越低于空气露点,除湿能力越强。湿度可能会满足数据中心的湿度要求。数据中心主机房的温度和相对湿度不同,尤其是冷通道和热通道的温度和相对湿度有很大的不同,但整个主机房的露点温度基本相同。露点温度是湿度调节的更可靠指标。主机房的环境温度,相对湿度和露点温度具有建议值和允许值。在可靠性,能耗,性能和寿命方面,按照推荐参数值运行的计算机机房对电子信息设备更有利。当电子信息设备可以放宽对环境温度和相对湿度的要求时,可以在允许的值范围内操作主机房的环境温度,相对湿度和露点温度。表3中给出的七个设计方案经常出现在数据中心的设计中。前五个设计方案在普通数据中心中更常用,最后两个设计方案主要在高温服务器中使用。数据中心主要用于节省能源和放松湿度要求,以使其正常运行。当数据中心的IT负载较高且达到设计的数据中心功率密度时,方案1至方案5的湿度值(露点温度和相对湿度)是可控的(可控性是否也配置有该结构) (与选择有关),因为空调的供水温度低于数据中心设计的露点温度,所以房间空调可能会被除湿,并且数据的实际湿度中心可能达到设计湿度(露点温度,相对湿度)。当数据中心的IT负载较低且数据中心的初始IT负载仍然很小时,解决方案1至5的湿度值(露点温度和相对湿度)可能无法达到设计湿度,尽管空调的供水温度低于露点温度,但实际的工作湿度值通常大于设计值数据中心设计的特点是,由于制冷需求太小(计算机机房的负载太小),因此优先考虑数据中心的温度。容量取决于冷却能力的输出。当数据中心的实际湿度大于设计湿度时,机房空调的除湿能力不足也会导致数据中心的湿度值偏高。这是数据中心负载较低时湿度较高的原因。无论数据中心的IT负载是高还是低,解决方案6和7的湿度值(露点温度和相对湿度)都可能达不到设计湿度。实际工作湿度值通常大于设计值。空调机的供水温度始终高于数据中心设计的露点温度,当数据中心的实际露点温度大于设计的露点温度时,空调就无法使用在计算机室中降低到数据中心所需的露点温度。 3数据中心除湿控制逻辑对于具有内置压缩机制冷功能的机房空调,当数据中心需要除湿时,您可以通过更改制冷剂温度来降低数据中心的温度,从而增加除湿量。可以使用以下3种方法降低机房空调中制冷剂的温度:①方法:关闭蒸发器盘管的一部分,②第二种方法:降低机房中空调的风量,③第三种方法:电子膨胀阀调节制冷剂的流量。对于使用外部冷冻水冷却源的机房空调,当数据中心需要除湿时,冷冻水供应的温度不会改变。仅通过增加冷水流量并减少空气供应量,通过降低空气供应温度即可。实现除湿的方法。为了节省能源,数据中心机房空调的运行模式通常是温度优先模式。首先,要满足温度要求。机房空调装有少量辅助供暖,以满足除湿要求。湿度是有效的,并且不会降低露点温度。当少量辅助加热投入运行时,相对湿度不能降低到设计的相对湿度,并且维持温度优先模式运行模式。当数据中心的IT负载很大时,它可以相当于当辅助加热能力可以提供很大的时候,可以同时满足温度和湿度的要求。实验室,档案馆,博物馆,美术馆,测试室和其他低热负荷房间中使用的恒温恒湿空调装置必须同时满足湿度和温度的要求,通常要求操作模式为湿度优先模式,需要更大的加热。并且空调机组的送风量较小(送风量较小时,空调的除湿能力较大),可以满足要求。如果将计算机机房空调应用于实验室,档案馆,博物馆,美术馆和测试室等低热负荷的房间,以进行恒温恒湿控制,那么计算机机房空调的大供暖能力就不经济了,并且机房空调的送风量很大。除湿能力低,并且计算机室中空调的大供气量的操作噪声也高。数据中心的除湿负荷主要来自新鲜空气,门窗访问,墙壁,窗户,地板,天花板和人员。数据中心除湿需要额外的冷却能力。例如,每8 kg / h的除湿能力需要增加5 kW的冷却能力。如果计算机房中装有压缩机的空调的平均EER平均值= 2.5,则每台8 kg小时需要大约2kW的额外功耗。 4数据中心的加湿当室外进行低温干燥时,数据中心的加湿负荷主要来自:新鲜空气,门窗入口,墙壁,窗户,地板,天花板和室内空调。对于不完全敏感的机房空调,在机房空调的制冷运行过程中,空调单元也会除湿,这会增加数据中心的加湿负荷。数据中心常用的加湿方法有:红外加湿,电极加湿,电加热加湿和湿膜加湿。对于小型数据中心,通常使用计算机室中的空调单元提供的加湿方法:红外加湿,电极加湿和电加热加湿。对于大型数据中心,通常使用能量效率更高的独立湿膜加湿器进行加湿。表4比较了四种常见的加湿方法。红外加湿,电极加湿和电加热加湿会产生较高的水蒸气温度,这将给数据中心机房带来更多的热负荷,从而增加机房中的热负荷。红外加湿还会加热一些空气,因此红外加湿操作并将热空气的功耗带到数据中心机房。红外加湿和加湿增加了房间的热负荷。湿膜加湿是等焓加湿过程,它将降低空气温度,并且不会增加机房的热负荷。相反,这也会减少机房的显热负荷。从加湿和节能的角度看,湿膜加湿的运行成本大,但湿膜加湿的购置成本大。 5数据中心的湿度运行策略数据中心的除湿加湿运行时间越短,对数据中心的节能就越有帮助。当数据中心需要除湿时,将湿度控制在湿度要求的上限;当数据中心需要加湿时,将湿度控制在湿度要求的下限,以便除湿时间在满足湿度要求的条件下,可以缩短加湿时间以实现节能。由于节省了湿膜加湿的能量,其工作功率仅为红外加湿或电极加湿的十分之一,并且