數(shù)據(jù)中心加濕系統(tǒng)計算及方式探討

1、數(shù)據(jù)中心加濕系統(tǒng)計算及方式探討數(shù)據(jù)中心服務(wù)器對于整個數(shù)據(jù)中心環(huán)境濕度有一定的要求，濕度過低，容易 造成電子元器件的靜電累積，從而導致較高的靜電電壓，最終對服務(wù)器構(gòu)成 危害，數(shù)據(jù)中心機房濕度保持在恰當水平將發(fā)揮有益作用，濕度過高或過低 都會導致潛在的問題，將濕度保持在恰當水平可以讓空氣本身稍微提高電導 性并讓空氣的接觸面稍微濕潤，從而減少導致靜電釋放的電荷效應(yīng)”，當數(shù) 據(jù)中心環(huán)境濕度低于要求的下限時，需要對數(shù)據(jù)中心環(huán)境進行加濕，目前數(shù) 據(jù)中心加濕計算及加濕控制方法還存在著一些不合理現(xiàn)象，從而導致了數(shù)據(jù) 中心加濕系統(tǒng)的過度耗能，因此分析加濕系統(tǒng)的計算方法并選擇合理的加濕 氣流組織方式顯的尤為重要。

2、1規(guī)范對環(huán)境濕度的要求1.1新舊規(guī)范對比如表1所示新舊規(guī)范關(guān)于數(shù)據(jù)中心溫濕度控制范圍對比1-2:表1新老規(guī)范對溫濕度要求對比信.成機房栩施數(shù)據(jù)中心掘恭潟度下限笠快取A、B級機房）isrc溫府F.阪駕C荒最A、B級機房）27 ,C濕序下限露點源席：S.g RHW60%洱序卜.限RH 二箱 .余是我1新規(guī)不再注重使用相對濕度作為數(shù)據(jù)中心控制的主要參數(shù)，而是選用露點溫度作為控制數(shù)據(jù)中心濕度的參數(shù)，且新版規(guī)范在條文解釋中也明確指出：影響數(shù)據(jù)中心靜電累計效應(yīng)和空氣中各種鹽分潮解度的是空氣含濕量d，而不是空氣的相對濕度，新規(guī)范基本上也定義了數(shù)據(jù)中心的含濕量范圍，如表2:表2新規(guī)范對溫度及含濕量的要求露點潟

3、沏。銅隔圈1?含濕量5.5185.6152710.67.親是平知新規(guī)范基本規(guī)定數(shù)據(jù)中心內(nèi)部的含濕量范圍即：5.6 g/kgd10.6 g/kg ,由于在干球溫度27 C,露點溫度5.5 C時，相對濕度為25.3%，為規(guī)范所規(guī)定的相對濕度低限，因此數(shù)據(jù)中心的相對濕度范圍為含濕量不小于5.6理解規(guī)范對濕度上下限的要求，將有助于尋找數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)加濕量的計算方法。2加濕系統(tǒng)啟動的影響因素2.1空調(diào)機組過度除濕導致的環(huán)境含濕下降當冷卻器表面溫度低于被處理空氣的露點溫度時，空氣所含水蒸氣被凝結(jié)出 來。如果精密空調(diào)機組的表;令器溫度不提高，精密空調(diào)機組將不斷的有冷凝 水析出并排至室外空間，同時環(huán)境中空氣的含

4、濕量逐漸降低，當表冷器的溫 度低于環(huán)境溫度所要求的露點溫度時，空氣中的含濕量將低于規(guī)范所要求的 范圍，此時需要對環(huán)境進行加濕，工程中可采用溫濕度傳感器和露點溫度傳 感器來監(jiān)控進風濕度的上限和下限，露點溫度傳感器可安裝在精密空調(diào)出風 口處于監(jiān)控送風含濕量的下限。溫濕度傳感器、露點溫度傳感器會將采集的 信號反饋給加濕器，當?shù)陀谙孪迺r啟動加濕系統(tǒng)。2.2新風系統(tǒng)引入導致的環(huán)境含濕下降新風引入導致的數(shù)據(jù)中心含濕量下降主要發(fā)生在北方的過度季節(jié)或冬季，如 根據(jù)民用建筑供暖通風與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范，北京冬季室外通風平均溫度-3.61,相對濕度44%，此時空氣中的含濕量只有2.2g/kg ,遠低于數(shù)據(jù)中心要求的

5、含濕量下限，若持續(xù)的引入未加濕的干燥空氣進入數(shù)據(jù)中心，將導致數(shù)據(jù)中心的含濕量持續(xù)下降，達不到規(guī)范所要求的范圍，增大了信息設(shè) 備受高靜電電壓的影響。據(jù)中心加濕計算方法3.1加濕系統(tǒng)計算公式加濕系統(tǒng)的計算公式為3：式中：w為系統(tǒng)加濕量，kg/h ；P為空氣的密度，kg/m3; V為房間體積， m3； n為換氣次數(shù)，一般為12次；d1為加濕前空氣的含濕量，g/kg ； d2為加濕后空氣的含濕量，g/kg。舉例：以一個250 m2,層高4.5 m的數(shù)據(jù)中心為例，冬季室外通風溫度- 3.6 T, RH = 35%，精密空調(diào)系統(tǒng)露點傳感器報警溫度為 6.5T,加濕器啟 動溫度為5 C,加濕器停止加濕線為

6、RH=45% ,冷通道進風溫度為26 T, 新風換氣次數(shù)1.5次/h,分別計算其過度出濕導致加濕量和因新風引入導致的加濕量，查濕空氣焓濕圖得到參數(shù)為：p = 1.16kg/m 3 ,換氣次數(shù)n=2 , RH=45%時， d2=9.6g/kg，溫度5 C , d1=5.5 g/kg ,冬季室外空氣含濕量 d = 1.2g/kg1。過度除濕導致的加濕量：w1=1.16 x1125 x2 x (9.6-5.5)/1000=10.7 kg/h新風引入導致的加濕量：w2=1.16 x1125 x1.5 x (9.6-1.2)/1000=16.4kg/h通過以上計算可以知道，在北方地區(qū)4-5，其冬季需要的

7、加濕量是遠大于夏 季由于過度除濕所需的加濕量，選擇加濕器時，應(yīng)以冬季工況為準，對于南 方地區(qū)，應(yīng)區(qū)別對待，分別計算冬、夏季兩種工況的加濕量，并取大值為準。3.2濕度參數(shù)設(shè)定對加濕系統(tǒng)的影響由計算舉例可知，由過度除濕導致的加濕量和加濕系統(tǒng)設(shè)定的參數(shù)值有關(guān)系， 啟動加濕參數(shù)值設(shè)置越低，停止加濕參數(shù)值設(shè)置越高，則系統(tǒng)的加濕量越大， 所以數(shù)據(jù)中心的內(nèi)部的濕度目標上限不宜偏高，否則會造成加濕系統(tǒng)功耗增加，同時啟動加濕點，不宜設(shè)置過高，這樣將會縮小濕度控制范圍，導致加 濕系統(tǒng)頻繁進行啟?？刂疲瑫r加濕時段增長，不利用節(jié)能和節(jié)水，綜上所 述數(shù)據(jù)中心應(yīng)盡量擴大濕度的控制范圍，這樣可以縮減加濕時段，由于過度 除

8、濕導致的數(shù)據(jù)中心含濕量下降主要發(fā)生在采用風冷直膨式精密空調(diào)的機 房，因為機組超配或風冷直膨式空調(diào)機組本身不具備蒸發(fā)溫度調(diào)節(jié)功能，如 未采用電子膨脹閥的定頻機組，所以數(shù)據(jù)中心應(yīng)盡可能采用配置電子膨脹閥 6和變?nèi)萘繅嚎s機的空調(diào)產(chǎn)品來提高蒸發(fā)溫度的調(diào)節(jié)范圍7，通過提高蒸發(fā)溫度來避免過度除濕對加濕系統(tǒng)的影響，目前市場上風冷直膨式的空調(diào)大 都采用渦旋壓縮機技術(shù)，實際工作中技術(shù)人員應(yīng)主動與廠家溝通產(chǎn)品電子膨 脹閥的參數(shù)與功能，是否采用了變?nèi)萘繙u旋壓縮機技術(shù)，通過選擇合適產(chǎn)品 來優(yōu)化數(shù)據(jù)中心加濕系統(tǒng)，提高加濕系統(tǒng)的節(jié)能效益。4加濕設(shè)備及加濕方式的選擇4.1不同加濕設(shè)備的比較目前市場上的加濕器品類較多，但最常

9、使用的還是紅外加濕器，濕膜加濕器 以及電極加濕器這三種加濕設(shè)備8-11。根據(jù)比較，濕膜加濕器有很好的節(jié) 能效益12，尤其是大型數(shù)據(jù)中心，所以是機房工程中普遍使用的加濕設(shè)備。4.2加濕氣流組織方式數(shù)據(jù)中心采用濕膜加濕器控制濕度時，通常都是獨立設(shè)置的，為了節(jié)能，大 多數(shù)數(shù)據(jù)中心都采用了冷通道封閉措施，精密空調(diào)機組采用靜電地板下送風的氣流組織形式，精密空調(diào)機組設(shè)置在熱通道內(nèi)，加濕器通常也放在熱通道 內(nèi)，加濕氣流組織通常有以下兩種方式：方式一：加濕器采用上送風形式，濕空氣與回風混合后進入精密空調(diào)機組，然后再由精密空調(diào)送到冷通道內(nèi)，如圖 2所示。m、地板靜住帶避密 空 iff柜W熱頂?shù)缊D2加濕器上送風簡

10、圖方式二：加濕器采用下送風形式，加濕器吸取熱通道的空氣進行加濕后送入地板下，通過下送風通道與精密空調(diào)送風混合后送到冷通道內(nèi)，如圖3所示。地權(quán)脖壓轅圖3加濕器地板下送風簡圖采用第一種加濕方式的缺點在于，如果數(shù)據(jù)中心采用了風冷直膨式的精密空 調(diào)機組且不具備蒸發(fā)溫度調(diào)節(jié)功能，就會出現(xiàn)加濕后的空氣與回風一起進入 空調(diào)機組，又被表;令器提前冷凝除濕，導致空氣還未進入冷通道就被除濕， 導致加濕效率降低，加濕時間延長，所以采用風冷直膨的空調(diào)機組適合采用第二種方式，與精密空調(diào)送風混合后一起送至冷通道。對于采用了高溫冷凍 水的精密空調(diào)機組，由于其表;令器溫度較高，被處理空氣經(jīng)過表冷器時，不 會被冷凝除濕，空調(diào)機組運