技術分析：如何控制數據中心的濕度水平

數據中心的濕度引發(fā)了一場爭論。數據中心的濕度經常與溫度相比而考慮，將濕度保持在適宜的水平可避免計算機元件出問題，同時可避免能源浪費。

　　數據中心的現代空氣冷卻裝置，無論是否是高架地板系統(tǒng)的CRAC，這些冷卻器或冷卻系統(tǒng)位于服務器機架上，顯示相對濕度，根據這一數據，數據中心的管理人員可以進行濕度調節(jié)。但是業(yè)內關于合適的濕度范圍的爭論仍在進行，什么濕度可以確保數據中心設備的安全運行？除了相對濕度讀取法之外還有其他更好的方法來測量室內濕度嗎？

　　應該說，大部分數據中心管理人員都不是氣象人員，但是對基本知識的理解，如多大的濕度會影響以及如何影響服務器空間，可以幫助了解電腦設備的壽命以及電力支出。

　　數據中心的濕度如何起作用？

　　如果一個數據中心室內濕度過高，就會在計算機元件上形成凝結的水滴，因此導致設備壽命變短。其次，濕度過高會導致冷卻系統(tǒng)表面形成水滴，這會使冷卻設備的效率降低，最終導致成本增加。

　　傳統(tǒng)測量數據中心濕度的方法是相對濕度法，相對濕度是指一定溫度下，以當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。美國熱量協(xié)會（American Society of Heating）的技術委員會，冷卻和空氣調節(jié)工程部（ASHRAE）認為電腦設備所在空間的相對濕度A在40%-55%的范圍內。

　　同時，如果濕度過低，數據中心可能會出現靜電現象(ESD)。這種情況會導致電力設備突然斷電，嚴重時甚至可能損壞設備。這一情況幾年前曾發(fā)生過。一個系統(tǒng)管理員身上帶有靜電時碰觸了一個設備，結果導致一臺服務器的內部熱傳感器斷電。為了避免類似事件再次發(fā)生，Henderson的技術小組在數據中心安裝了一臺濕度調節(jié)器，因為舊的空氣調節(jié)裝置無法進行內部濕度控制。

　　Henderson發(fā)現ASHRAE所推薦的濕度范圍中最低濕度比較理想。他說，“以我的經驗，數據中心的最佳濕度是40%。如果低于這一標準，就有可能導致靜電發(fā)生。”

　　數據中心的濕度范圍過于嚴格嗎？

　　但是行業(yè)內的很多人認為這一濕度范圍過窄、限制性過強，因此ASHRAE應該擴大相對濕度范圍。ASHRAE承認濕度范圍在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，將濕度保持在這個范圍內是很復雜的，因為數據中心所在空間的濕度處于不停地變化之中，比如由于設備的高工作負荷而導致的高溫度。數據中心不同位置濕度也不同，這導致了不同位置的冷卻系統(tǒng)運轉情況要有所差別，這也使得數據中心內的濕度控制更為復雜。

　　Uptime Institute有限公司數據中心的顧問Sullivan反對放寬數據中心的濕度標準：“我認為應該保持嚴格的濕度標準，因為我堅持認為靜電問題在相對濕度低于此標準時就有可能發(fā)生。”

　　Sullivan堅持這一觀點是基于一個數據，他發(fā)現當相對濕度低于20%時，即使工作人員沒有碰觸設備，計算機組件也開始出現運轉問題。Sullivan說這可能是靜電影響，當空氣過于干燥的時候就會產生，僅僅是空氣從計算機元件表面穿過就會影響元件的運行。

　　但是Coy Stine――Degree Controls有限公司的電力冷卻仿真工程師說，即使將濕度保持在適宜的范圍，也不能完全避免靜電問題。他承認低濕度是導致靜電的一個主要因素，但是科學領域有一個爭論就是濕潤空氣中的水分如何避免靜電現象的發(fā)生。

　　他說：“你將濕度調整到了適宜的范圍，但靜電現象還是發(fā)生了。因為還有其他因素導致這一現象的發(fā)生。”

　　Sullivan也同意這一觀點，他承認靜電影響在完全潔凈的空氣中不會發(fā)生；而空氣中的微粒，比如灰塵，使得表面靜電現象發(fā)生的可能性更大。Stine補充了其他因素，如數據中心的接地狀況，服務器機箱的接地設計，這都會影響靜電的發(fā)生。

　　 DLB Associates有限公司的顧問，ASHRAE技術委員會成員Don Beaty說，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，數據中心應該從正反兩方面來考慮低濕度的影響。

　　Beaty在一封email中寫道：“將濕度標準放寬應該基于對總體運行支出分析，將調節(jié)濕度所花費的資金，與濕度范圍放寬后機器出現問題導致的成本增長相對比，然后再得出結論。”

　　相對濕度 vs 絕對濕度

　　使問題更復雜化的是很多業(yè)內人士，包括一些ASHRAE技術委員會成員，認為應該用絕對濕度取代相對濕度。絕對濕度，是指一定溫度下，空氣中水量的測量數字。因此當數據中心的溫度升高時，相對濕度降低，絕對濕度保持不變。ASHRAE也推薦了相關范圍。

　　Degree Controls公司的Stine舉了一個例子，他說如果穿過一臺服務器的空氣溫度為60度，則相對濕度水平為40%，絕對濕度大約為0.0045磅水每磅干燥空氣。

　　但是如果采用相對濕度，問題就出現了。當空氣穿過服務器時，空氣溫度會升高。這導致相對濕度降低，甚至可能降低到20%，而這時絕對濕度卻未發(fā)生變化。

　　Stine說：“你可以讓非常潔凈的空氣穿過服務器，但數據顯示相對濕度水平卻非常低，而絕對濕度卻未發(fā)生變化。”

　　他補充說，一個數據中心管理人員因此將提高相對濕度使?jié)穸然謴偷?0%-55%的標準濕度范圍。這就導致了冷卻裝置上凝結水滴的出現，最終導致冷卻系統(tǒng)運行效率降低。

　　Sullivan也認為采用絕對濕度是最好的：“你想做的是控制機房的空氣濕度，而不是相對濕度。”

　　Beaty同時說仍需對絕對濕度和相對濕度進行更進一步的研究，特別是數據中心的液體冷卻問題已成為了關注重點。

　　將數據中心的濕度調節(jié)裝置與冷卻裝置分離？

　　還有一項建議是建造獨立的數據中心空氣控制裝置，這一裝置同時可以控制濕度，而不要將濕度控制器和空氣調節(jié)裝置分開安裝。RTKL Associates有限公司的副總Spinazzola說，當每個分系統(tǒng)基于空氣情況執(zhí)行不同的功能時，數據中心的多個空氣冷卻系統(tǒng)會出現問題。比如，Spinazzola說他所在的數據中心有三個空氣調節(jié)裝置，這些空氣調節(jié)裝置的功能各不相同：一個是冷卻裝置，一個是除濕裝置，第三個是加濕裝置。

　　Spinazzola推薦采用有獨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，進行了成本分析，結果顯示這是控制企業(yè)數據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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