Влажность в ЦОД

Для обеспечения надежной работы ЦОД и серверных помещений требуется поддерживать определенный уровень температуры и влажности. Необходимая влажность в ЦОД поддерживается с помощью применения отдельных увлажнителей и прецизионных кондиционеров, имеющих встроенную систему увлажнения. В системах с фрикулингом секция увлажнения является частью вентиляционной установки.

Влажность воздуха оказывает влияние на безопасность, а также энергоэффективность ЦОД. Для обеспечения безопасности необходимо поддержание влажности в ЦОД на уровне не менее 20%. Это связано со следующими факторами:

  • низкая влажность воздуха приводит к накоплению статического электричества на металлических поверхностях;
  • в случае очень высокой влажности воздуха возрастает точка росы и может происходить выпадение конденсата на относительно холодных поверхностях.

С точки зрения энергоэффективности обработка воздуха в ЦОД должна быть минимизирована. Это обусловлено тем, что увлажнение воздуха в ЦОД требует больших энергозатрат.

Изначально в соответствии со стандартом TIA-942 в ЦОД поддерживались следующие показатели микроклимата:

  • температура – 24оС,
  • влажность – 45%.

Позднее Американской ассоциацией ASHRAE и российским стандартом СТО НОСТРОЙ 2.15.177-2015 в ЦОД были рекомендованы следующие параметры:

  • температура воздуха 18-27оС,
  • относительная влажность воздуха не более 60%,
  • точка росы 5,5-15оС.

В настоящее время наиболее частыми параметрами в ЦОД являются:

  • температура +27оС,
  • относительная влажность 40%.

Изменение расчетных параметров температуры с +24оС до +27оС обусловлено стремлением к увеличению энергоэффективности систем охлаждения. Более низкое значение влажности (40% вместо 45%) приводит к снижению времени работы увлажнителей. А также это приводит к росту явной холодопроизводительности кондиционера. Таким образом, снижение влажности приводит к увеличению коэффициента явной холодопроизводительности SHR. Коэффициент SHR равен отношению явной холодопроизводительности (расходуемой непосредственно на охлаждение воздуха) к полной холодопроизводительности (идущей на охлаждение воздуха и на выпадение конденсата). Поэтому при выборе расчетных параметров в ЦОД выбираются те, при которых обеспечивается наибольший SHR.

Работа увлажнителей в ЦОД контролируется кондиционерами. Эффективная работа увлажнителей обеспечивается тогда, когда на испарителях кондиционеров ЦОД практически не происходит образование конденсата.

Адиабатное увлажнение в ЦОД

Одним из эффективных методов увлажнения воздуха является адиабатное увлажнение. Принцип данного метода заключается в распылении воды в потоке воздуха. На испарение воды воздухом будет затрачиваться определенная энергия. И таким образом воздух будет охлаждаться. При этом он также будет увлажняться. Тем не менее данный метод не может быть применен в машинных залах ЦОД вследствие опасности попадания влаги на дорогостоящее серверное оборудование.

Но метод адиабатного увлажнения находит применение в системах косвенного фрикулинга. В случае косвенного фрикулинга охлаждение внутреннего воздуха происходит непосредственно за счет наружного. При этом не применяется промежуточный теплоноситель и парокомпрессионный холодильный цикл. Эффективность такой системы тем выше, чем ниже температура потока наружного воздуха. Охлаждение наружного воздуха в данном случае может быть устроено с помощью адиабатного увлажнения.

Влажность в ЦОД может поддерживаться следующими способами:

  • Система адиабатного увлажнения, представляющая собой установленные внутри воздушного потока трубки с форсунками. В трубки производится подача воды под давлением, с помощью форсунок происходит ее распыление. Капли воды поглощаются воздухом, вода испаряется, воздух при этом охлаждается. С увеличением влажности воздуха снижается его температура и увеличивается эффективность охлаждения ЦОД. Так как поток наружного воздуха не поступает в помещение ЦОД, то его влажность не оказывает влияние на серверное оборудование.
  • Секция адиабатного увлажнения устраивается следующим образом. В потоке воздуха устанавливается смачиваемая поверхности. При соприкосновении воздуха с поверхностью происходит испарение влаги, увлажнение и охлаждение воздуха.
  • Смешанные адиабатические увлажнители. Они объединяют в себе распылительное увлажнение и поверхностное испарение.

Таким образом, применение адиабатного увлажнения позволяет:

  • понизить температуру наружного воздуха,
  • обеспечить более низкую температуру воздуха, поступающего в машинный зал ЦОД,
  • снизить энергозатраты вследствие отказа от парокомпрессионного охлаждения.

Специалисты компании «Тренд Инжиниринг» выполняют проектирование систем вентиляции, кондиционирования и систем бесперебойного энергоснабжения ЦОД и других объектов. Примеры выполненных работ можно найти в разделе Референс: https://trenden.ru/reference/