敬请收藏|数据中心湿度控制方法比较

导语

温湿度是数据中心空气环境的重要指标,温度过高或过低都可能会影响到IT设备的正常运行,同样,湿度过低或过高也会对一下设备产生较为严重的影响,简单来讲,低湿会增加IT设备产生静电的可能性,高湿可能会引起空气结露而产生凝结水对设备造成损坏。将机房的湿度通过合理的手段调整到合理的范围至关重要,目前运维较为适合的相对湿度范围是25%-60%。

湿度的概念

湿度就是表征空气中含有水蒸气多少的物理量,衡量标准有绝对湿度和相对湿度两种。绝对湿度,它表示每立方米的湿空气中含有的水蒸气的质量,单位是克/立方米(g/m³);相对湿度,指空气中水汽压与饱和水汽压的百分比。湿空气的绝对湿度与相同温度下可能达到的最大绝对湿度之比。也可表示为湿空气中水蒸气分压力与相同温度下水的饱和压力之比,是一个比值,没有单位,通常我们所说的湿度就是指相对湿度。

数据中心常用加湿方法与比较

加湿的方法有很多种,目前在数据中心中应用较为广泛的有高压微雾加湿、湿膜加湿这两种。

高压微雾加湿

高压微雾加湿器的工作原理是利用高压柱塞泵将水压提高到4-7Mpa,然后将加压后的水经耐高压输送管线由专业喷嘴将其雾化,产生3—15mm的微雾颗粒,使其能够迅速从空气中吸收热量完成汽化并扩散,从而完成空气加湿的目的。如图1所示为高压微雾加湿器的外观。

图1 高压微雾加湿器

图2 湿膜加湿器

湿膜加湿

湿膜加湿的工作原理当水箱中的水输送到加湿器顶部的淋水器,水均匀地淋到湿膜的顶部,淋水器确保水均匀分配到湿膜材料上,水沿湿膜材料向下渗透,淋湿湿膜内部的所有层面,同时被湿膜材料吸收,形成均匀的水膜。当干燥的风通过湿膜材料时,空气和湿润的湿膜表面有较大面积的接触,大量水分子随风送入需加湿的空间,使空气的湿度增加。如图2所示为湿膜加湿器的外观。

高压微雾加湿预湿膜加湿的热力学过程相同,从加湿原理上来说都是等焓降温加湿过程。二者之间的区别从造价、规模、耗水量、水质要求、控制精度、运维等角度对比分析,如下图3所示。

项目

高压微雾加湿

湿膜加湿

造价

造价相对较高

造价相对较低

规模

规模较大,可以根据需求安装,加湿量自主调节,占地面积较小。

规模较小,单台加湿器加湿能力在10-30kg/h左右,体积较大,占地面积较大。

耗水量

耗水量较大

耗水量较小

水质要求

水质要求较高,一般使用软化水,如水质硬度较大容易堵塞喷嘴,且容易使经常接触喷雾的设备表面凝结水垢。

水质要求不高,如果水质硬度较大,会减少湿膜的使用年限并降低加湿效率。

控制精度

湿度控制精度不高

湿度控制精度不高

运维

年度重新安装喷嘴、水过滤器、泄水阀进行清洗,维护工作较为复杂。

年度对湿膜、过滤器进行清洗,维护工作较为简单。

图3 加湿方式比较

数据中心常用除湿方法与比较

目前数据中心采用前两种除湿方式较多。除湿的方法也有很多种,如冷却除湿、冷冻除湿机除湿。

冷却除湿

将空气冷却至露点温度以下,使空气中的水气即凝结成水以达到降低湿度的目的。在数据中心中有盘管冷却除湿和新风内循环冷却除湿两种,二者的工作原理相同,都是利用通过将盘管的温度调整至低于室内空气露点,使室内回风与盘管发生换热的过程中析出空气中的水分,使其凝结在盘管表面滴入凝水盘流出,达到降低湿度的目的。

水环热泵除湿机除湿

水环热泵式除湿机通过风机将机房内潮湿空气抽入机器内部,通过压缩机制冷将蒸发器降温至露点以下,潮湿空气经过蒸发器在表面凝结成水,汇集至接水盘后,流入水箱中,干爽空气经冷凝器重新加热同时降低相对湿度,由出风口排出,这样不断循环将室内湿度降低,除湿效果较好。

图4 盘管除湿

图5 除湿机除湿

除湿方式比较

几种除湿方法的基本原理相同,都是使室内空气中的水蒸气凝结成液态水的形式。在除湿的过程中,不同的除湿方式又有着截然的不同点,如下表所示。

项目

盘管除湿

新风除湿

除湿机除湿

固定成本

无需额外成本,需要降低冷冻水的供水温度

需使用新风机,同时可以提供房间新风量和维持正压的作用。

需除湿机,成本相对较高。

运行成本

冷冻水供水温度只有降低到低于室内空气露点温度才能起到除湿的效果。据实测数据,机房回风空气露点温度为15℃,冷冻水供水温度一般在12℃以下才能祈祷良好效果,而正常冷冻水供水温度为16℃,因为除湿降低了4℃,使得冷机COP下降,进而导致耗电量增加12%左右。运行成本较高。

新风机关闭新风口采用室内循环,由室外机风冷热泵机组提供冷冻介质,运行成本相对较低。单新风除湿的除湿量较小,只能作为辅助除湿。

运行成本较低,通过冷凝除湿和加热除湿两个阶段使空气湿度下降,机组运行COP相对较高。

除湿效果

除湿效果一般,与冷冻水供水温度的高低有着直接关系。

除湿效果不明显,可以做辅助除湿。

除湿效果良好

规模

规模较大,多个MDC列间空调或精密空调共同作用,除湿范围较广。

规模较小,机房内的新风机不能承担起全部除湿工作。

规模较小,一个IT机房需要多台除湿机共同工作。

控制精度

可以根据控制冷冻水温度调整除湿量,控制精度较低

调整盘管中冷媒的温度或调整送回风阀的大小调整除湿量,精度较低。

可以调节除湿量,精度相对较高。

图6 除湿方式比较

其他加湿除湿方法

关于数据中心机房中的加湿与除湿也可以采用其他一些办法,如:

电极加湿

通过加湿电极对加湿桶内的水施加电压,由于水的导电性形成闭合回路电流,将水加热至沸腾,产生蒸汽进入空气中。产生水蒸汽的产生量(加湿量)大小则取于电极罐中水位的高低,即电极棒插入水中的深度或面积。

离心式加湿器

离心式加湿器的原理是离心式转盘在电机作用下高速转动,将水强力甩出打在雾化盘上,把自来水雾化成5-10微米左右的超微粒子颗粒后喷射出去。吹到空气中后,通过空气与水微粒热湿交换,达到空气充分加湿和降温的目的。

红外线加湿器

红外线加湿器是用于机房精密空调的新型加湿器,基本原理是通过远红外线对水进行震动,使其产生热量进而蒸发。红外线加湿器的特点在于:避免电极加湿器加湿罐结垢,堵塞电磁阀,对水质的要求较高,影响加湿效率等缺点。对于环境要求很高的通信机房,红外加湿器是一个良好的选择。

转轮除湿

转轮除湿过程中,转盘在驱动装置的带动下缓慢转动,当吸附转盘在处理空气区域水分子达到饱和状态后,进入再生区域由高温空气进行脱附再生,从而达到高精度的湿度控制。

溶液除湿

利用氯化锂、溴化锂、氯化钙等盐溶液对空气中水蒸气的强烈吸收作用进行除湿,除湿过程稳定,盐水可通过再生器再生重复使用。

固体吸附剂吸附除湿

应用固体硅胶、氯化钙等具有吸附能力的物质吸收周围环境的水份,从而达到干燥环境空气的目的,在吸湿的过程中同步对吸湿后的吸附剂进行再生脱水处理,使固体吸附剂循环使用,整个吸湿工作具有连续稳定、大除湿量工作的优点。

总结

数据中心的IT机房和设备房间虽然对湿度的要求并不太高,但如何高效又节能的将房间的湿度维持在合适的范围内需要仔细和分析与思考。在规划设计和运维改造的过程中需要结合实际情况选择合适的加湿除湿方式。

原文发布于微信公众号 - 腾讯数据中心(Tencent_IDC)

原文发表时间:2018-01-12

本文参与腾讯云自媒体分享计划,欢迎正在阅读的你也加入,一起分享。

发表于

我来说两句

0 条评论
登录 后参与评论

相关文章

来自专栏阮一峰的网络日志

微软面试100题

网上流传一份微软公司面试的考题,共100道,真实性不可考。 这种题目用来面试,是否科学,那就智者见智了。在我看来,它们更像游戏。转贴如下,可供闲时娱乐。 ===...

41670
来自专栏腾讯高校合作

【关注】IEEE Infrastructure Conference 9月召开

? 今年9月20日,IEEE将在美国旧金山召开IEEE Infrastructure Conference(IEEE 基础设施会议),学会邀请到30余位技术行...

13920
来自专栏腾讯社交用户体验设计

举世舞双ISUX新年派对 - 腾讯ISUX

16540
来自专栏CDA数据分析师

数据图处处有陷阱?五个案例教你轻松辨真伪

文 | Keith Collins 翻译 | 周炜乐 ? 数据图也有陷阱?即使数据准确、完整,其展现方式如果不易于读者理解,或是产生误导,也就丧失了它配合故事叙...

262100
来自专栏量子位

机器人实用Python代码合集,帮你搞定自主导航 |GitHub高热

19730
来自专栏IT大咖说

IT大咖撩段子

01 今天面试,面试官问我数据库索引原理,我说不清楚,面试官怼我“你做开发这么久,心里没点B数概念吗?”我听了立马走人了。回家好好查了查资料才发现,面试官可能说...

32990
来自专栏北京马哥教育

抓取链家官网北京房产信息并用python进行数据挖掘

从2014年对楼市的普遍唱衰,到2015年的价格回暖,到底发生了怎样的改变?本文就尝试通过大数据来和丰富的图表,为大家展现数据背后的数据。 数据采集...

422130
来自专栏量子位

脑波控制机械手,双手打字也无法自证清白| Science Robotics

来自ATR石黑浩特别研究室的科学家西尾修一,和小伙伴一起,开发了一只脑波操控的机械手。

12900
来自专栏大数据文摘

大数据小说 | 如何用一小时看透一个初识的姑娘

22230
来自专栏挖掘大数据

另类大数据:中国有嘻哈的rapper们都在唱些什么?

2017年下半年,钱多、戏多、话题多的《中国有嘻哈》突然带火了一众rapper,原来格格不入的嘻哈音乐突然变成了主流。数据统计显示,截至9月7日,《中国有嘻哈》...

30770

扫码关注云+社区

领取腾讯云代金券