Zařízení používaná v datových centrech má poměrně přísné požadavky na relativní vlhkost vzduchu v místnosti. Když klesne pod určitou úroveň, může dojít k elektrostatickým výbojům. Jak víme, statická elektřina může představovat riziko pro IT zařízení v datovém centru. Aby se to minimalizovalo, doporučuje se v prostorách datového centra udržovat určitou úroveň relativní vlhkosti.
Vlhkost vzduchu označuje obsah vodní páry v něm. Rozlišuje se absolutní a relativní vlhkost. Absolutní vlhkost je hustota vodní páry ve vzduchu při určité teplotě. Čím vyšší je teplota, tím více vlhkosti může být obsaženo ve vzduchu. Maximální množství vodní páry, která nasytí vzduch při dané teplotě, se nazývá maximální vlhkost. Další vlhkost bude kondenzovat. Problém kondenzace je dalším problémem, takže překročení maximální úrovně relativní vlhkosti v datovém centru je také nežádoucí a musí být kontrolováno.
Relativní vlhkost je definována jako poměr absolutní vlhkosti k maximální možné vlhkosti při dané teplotě, vyjádřený v procentech.
Jaká by měla být vlhkost v datovém centru?
Na základě jakých dokumentů či norem se provádí regulace vlhkosti v datových centrech? V souladu s dokumentem SP-3-0092: (norma TIA-942, revize 7.0, únor 2005) „Telekomunikační infrastruktura center zpracování dat“, odstavec 5.3.5.3. “Provozní parametry prostředí” tyto parametry by měly být následující:
— teplota suchého teploměru: od 20ºС do 25ºС;
— relativní vlhkost: od 40 % do 50 %;
— rosný bod: ne vyšší než 21ºС;
— rychlost změny: ne více než 5ºС za hodinu.
Specifikace IT zařízení navíc specifikují přijatelné hodnoty vlhkosti a teploty pro konkrétní modely hardwaru.
Mezitím se podle výzkumu provedeného v roce 2014 jménem technické komise TC 9.9 American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers (ASHRAE) předpokládá, že relativní vlhkost může být snížena na 8-15 %, což pomůže úspora energie a zlepšení ukazatele energetické účinnosti PUE, ale to vyžaduje určitá ochranná opatření.
Podlaha datového centra musí být schopna odvádět statickou elektřinu a musí být také řádně uzemněna. Zaměstnanci a návštěvníci datového centra musí nosit boty s vodivou podrážkou. Bez ohledu na úroveň vlhkosti se doporučuje, abyste při práci na zařízení nebo při výměně součástí uvnitř skříně vždy nosili antistatické řemínky na zápěstí.
Pokud při chůzi po neuzemněné zdvojené podlaze při vlhkosti 80 % dosáhne napětí statické elektřiny pouze 250 V, pak při 20 % je to již 12 000 V: jiskrový výboj v tomto případě může vést k poruše IT zařízení nebo telekomunikačních systémů.
Udržování vyšší relativní vlhkosti vyžaduje více páry a v důsledku toho větší spotřebu energie a vody. Ostatně je známo, že až 40 % celkové spotřeby energie datového centra tvoří chladicí systémy (pokud se používají tradiční freonové nebo chladicí systémy).
Udržování požadované úrovně vlhkosti v datovém centru vyžaduje poměrně velkou spotřebu vody a elektřiny – ta ubírá až 15 % elektřiny, kterou spotřebuje.
Snížení úrovně vlhkosti z tradičních 40–50 % bylo možné s příchodem IT zařízení datových center, která pracují při zvýšených teplotách: teplý vzduch zadržuje více páry a datové centrum může ušetřit energii na jednotkách pro odpařování vody pro zvlhčování (pára zvlhčovače).
Pokud je vlhkost vyšší než přípustné hodnoty, může se na chladných površích zařízení tvořit kondenzace, což má za následek korozi. To je jeden z problémů datových center využívajících volné chlazení, kde může být venkovní vzduch studený nebo vlhký.
V datovém centru postaveném pomocí architektury studené a horké uličky je pravděpodobnost kondenzace ve studené uličce vysoká. Kondenzace na elektronických součástkách může být škodlivá pro IT zařízení a způsobit zkraty.
V aktualizovaném standardu TIA-942-A jsou parametry vlhkosti uvedeny v části:
6.4.5.2.1 Provozní parametry
Teplota a vlhkost v počítačové místnosti by měly být udržovány v souladu s
požadavky na zařízení třídy A1 nebo A2 v ANSI/TIA-569-C.
Požadované hodnoty teploty a vlhkosti pro zařízení tříd A1-A4 a B.
Tito. V současné době je maximální hodnota vlhkosti pro místnosti třídy A1 a A2 60 %, pro třídu B je přípustné rozmezí od 8 do 80 %.
Návrhy a typy zvlhčovacích systémů
Zvlhčování vzduchu je tradičně realizováno buď jako samostatný systém, nebo jako jeden z modulů klimatizačních systémů, případně systém přívodního větrání. V mnoha velkých datových centrech používají jednotky CRAC (Computer Room Air Conditioners), které řídí teplotu a vlhkost, vestavěné ohřívače a zvlhčovače. Udržují řízené parametry teploty a vlhkosti ve stanoveném rozsahu.
Přesné klimatizace jsou zpravidla vybaveny parními zvlhčovači elektrodového typu: na elektrody v parním válci je přivedeno napětí, voda se ohřívá do varu a dostáváme tak páru přiváděnou přes parní distributor do vzduchu. tok.
V tomto případě lze výkon páry upravit změnou úrovně naplnění parního válce. pomocí regulátoru, který udržuje požadovanou hladinu vody. Pokud produkce páry klesne pod požadovanou hodnotu, otevře se plnicí ventil, aby se zvýšila hladina vody v zásobníku. V případě opačné situace zůstává ventil zavřený, dokud není dosaženo požadované vlhkosti.
Regulátory mohou zobrazovat sadu různých parametrů, jako je relativní vlhkost vzduchu, proudová síla ve zvlhčovači, vodivost vody, produkce páry a indikace chyb.
V závislosti na elektrické vodivosti vody a koncentraci minerálních solí v ní může trvat několik hodin, než zvlhčovač dosáhne provozního režimu.
V přesných klimatizačních systémech Schneider Electric, stejně jako ve všech podobných systémech, je modul se zvlhčovačem instalován přímo do krytu klimatizace a dodává páru do vzduchového potrubí. Výhodou tohoto přístupu je přesné udržování parametrů vlhkosti v samostatném lokálním objemu, jednoduché nastavení a možnost rychlé výměny modulu.
Existují i nevýhody: vyšší spotřeba energie oproti sprejovému nebo plošnému zvlhčování, závislost na kvalitě vody. To druhé se však týká téměř všech typů zvlhčování, s výjimkou zvlhčovačů na topných tělesech, které se zpravidla používají v samostatných ventilačních systémech.
Existují různé typy zvlhčovačů: elektrodové, infračervené, ultrazvukové atd. Každý přístup má své výhody a nevýhody, ale elektrodové parní zvlhčovače jsou nejjednodušším řešením z hlediska instalace, správy a údržby. Jiné typy zvlhčovačů jsou náročnější na obsah nečistot ve vodě. Vyznačují se takovými nevýhodami, jako je mechanické zanášení trysek, tvorba usazenin na zvlhčovacích podložkách a bílé usazeniny v případě použití ultrazvukových systémů. A parní zvlhčovače se systémy čištění vody jsou náročnější a mají vyšší provozní náklady. Kromě toho jsou v ruských podmínkách systémy čištění vody poměrně drahé a kvalita vody se v různých projektech velmi liší, což s sebou nese vysoké náklady na úpravu vody.
V parních spotřebičích vzniká varem vodní pára, nemění teplotu vzduchu. Mezi výhody takových instalací patří čistá pára, přesnost regulace, snadná instalace, nízké kapitálové investice, nenáročná kvalita vody, ale vyznačují se vysokou spotřebou elektrické energie (cca 0,75 kW na 1 kg páry), omezeným výkonem (výroba páry v rámci 1-120 kg/h).
Nejběžnějšími typy parních zvlhčovačů jsou elektroda a topné těleso. Elektrodové zvlhčovače jsou levnější, ale jejich provoz je dražší, protože vyžadují pravidelnou výměnu elektrod a čištění. Přesnost udržování parametrů je ± 5 %. Elektrodové zvlhčovače pracují se středně tvrdou vodou z vodovodu.
Zvlhčovací systémy od Schneider Electric
Pro udržení požadované vlhkosti v datovém centru využívají klimatizace Schneider Electric zvlhčovače s ponornými elektrodami se schopností regulovat produkci sterilní páry a automaticky upravovat koncentraci solí v parním válci, což umožňuje použití běžné, neupravené vody různého stupně tvrdosti bez chemické úpravy nebo demineralizace.
Zvlhčovací systémy Schneider Electric tedy používají jednoduchou vodu z vodovodu. Odtéká do odpadu. Dodatečné náklady jsou minimální, je zapotřebí pouze jednoduché mechanické čištění vody. V případě vysokého obsahu soli je možná rychlá „spotřeba“ elektrod, ale samotné parní válce jsou v podstatě spotřební materiál. V průměru je potřeba je měnit jednou ročně (četnost závisí na konkrétní lokalitě).
Jaký je rozdíl mezi zvlhčovači ve ventilačních systémech a zvlhčovači v přesné klimatizaci? Zásadně – pouze na místě, protože v případě ventilačního systému je do potrubí instalována parní distribuční trubice vycházející z tělesa zvlhčovače, které je umístěno vedle potrubí. Je také nutné pečlivě vybrat místo instalace této trubky, její šířku a množství.
Typicky jsou přesné klimatizace vybaveny standardními parními zvlhčovači s jediným možným jmenovitým výkonem. Maximální rychlost proudění páry se volí na základě rozsahu proudění vzduchu konkrétního modelu klimatizace, tzn. V tomto rozmezí je parní výkon zvlhčovacího systému dostatečný.
Komponenty klimatizačního systému InRaw RP připojené k chladiči zahrnují parní zvlhčovač (4) a senzor vlhkosti (12). Zařízení InRow jsou vybavena snímači teploty a vlhkosti pro automatizaci provozních postupů. Jsou kompatibilní s izolačními systémy Hot Aisle Containment a Rack Air Containment, které zlepšují účinnost chladicích systémů.
Navíc, aby se snížily kapitálové náklady, není nutné vybavovat všechny klimatizační jednotky bez výjimky parními zvlhčovači – některé klimatizační jednotky mohou být modely „pouze studené“.
Sledování úrovně vlhkosti v datovém centru lze provádět v rámci DCIM. Poskytuje úplný a přesný obraz o stavu vnitřního vzduchu a porozumění procesům probíhajícím v datovém centru, včetně použití k řízení prudkého zvýšení/snížení vlhkosti v určitém bodě v důsledku změn ve struktuře datového centra. nebo jakékoli akce pro konfiguraci konfigurace zařízení. Indikátory se odebírají ze senzorů vlhkosti na různých místech v datovém centru.
Využití hardwarových a softwarových komponent systému DCIM (Data Center Infrastructure Management) pomáhá snížit náklady na provoz datového centra, zvýšit návratnost CAPEX a urychlit přijímání a implementaci rozhodnutí při správě infrastruktury datových center.
Všechny typy přesných klimatizací Schneider Electric mohou být vybaveny systémy udržování vlhkosti, a to jak podle typu (DX freonové systémy, CW chladicí vodní systémy), tak podle tvarového faktoru (obvodové a řadové).
Zvlhčovač se skládá z parního válce, parního distribučního potrubí (instalovaného přímo na výstupu z výměníku tepla), plnicích a vypouštěcích ventilů a snímače hladiny vody v parním válci.
Proporcionální řízení zvlhčovače (dosahované řízením proudu procházejícího elektrodami válce a řízením koncentrace soli ve válci) zvyšuje účinnost systému, snižuje spotřebu energie a zvyšuje životnost součástí.
Vlhkost se měří ve studené uličce. Doporučuje se nastavit rosný bod na 4,44°C pod ekvivalentem 15% relativní vlhkosti při teplotě vstupního vzduchu 24 stupňů. V horké uličce může být relativní vlhkost nižší než na jiných místech, protože s rostoucí teplotou klesá.
Úkolem navrhování, plánování a vytváření inženýrské infrastruktury datových center je správně předpovídat na základě mnoha faktorů. Jsou možné různé implementace chladicích a zvlhčovacích systémů, dokonce i ve stejném zařízení. Zatímco pro malá datová centra existují standardní řešení, velká zařízení jsou vždy jedinečná. Musíte se pokusit správně předvídat změny v zátěži IT v datovém centru. A samozřejmě nezapomeňte na vlhkost.
