夏季来了，给你一副去湿良药！

濒临秃头运维组（13）

萌新小运维

小Q，夏季到了，数据中心机房内的湿度时常偏高。有没有好办法呢？

小Q同学

那我们就来说说如何分析、判断湿度异常的原因，以及如何正确地应对吧？

萌新小运维

小Q同学

好的！屏幕前的小伙伴们，快搬好你们的小板凳！

(=^_^=)

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影响湿度的参数

数据中心的相对湿度一般要求在30%~60%之间，不少做运营的小伙伴发现相对湿度偏高或偏低时，会直接更改末端空调的相对湿度设定值or更改除湿机的设定值。

然而，相对湿度随着温度的变化而变化。更改设置后，空调加大了除湿力度同时温度也变化了，时常难以评估相对湿度问题是否得到解决。

那是否存在1个参数固定不变，通过温度的变化，从而改变相对湿度呢？这样，运营的小伙伴们只要微调空调送风温度就可以控制相对湿度了。这就是另一个重要参数：含湿量。

参数

● 相对湿度的定义：空气中实际水汽压与相同温度下饱和水气压的比值（%）

● 含湿量的定义：每Kg质量的干空气中混合的水蒸气的质量克g

含湿量参数的运用

如何运用含湿量这个参数，来解决数据中心相对湿度异常的问题呢？我们先来看一张表格数据。

倘若对数据中心的相对湿度要求是30%~60%。对于上表中的各类温度工况，控制相对湿度参数不变，我们就可以得到含湿量。

含湿量的计算方法

含湿量AH，是空气中水蒸气和干空气的质量之比：

● AH=M（水蒸气）/ M（干空气）。

根据气体分压定律，理想气体混合物中各组元的摩尔数之比等于分压力之比。公式就演化为：

● AH =（18.016/28.97）*（Pv/Pa）

公式中，水的摩尔数——18.016；空气的摩尔数——28.97，Pv是当前的水汽压，Pa是当前干空气压。

小Q同学

小Q老师：“利用这个公式，我们来计算一个案例”

案例剖析

1个标准大气压下，机房冷通道的温度是23℃时，相对湿度保持在30%~60%以内，对应的含湿量分别是多少范围区间。

经查询湿空气饱和水汽压表和计算可得：

● 1个标准大气压力下，23℃时湿空气的饱和水汽压是2810pa。

● 相对湿度60%的湿空气，水汽压Pv：60% * 2810=1686pa

● AH(60%)=(18.016/28.97)*1686/(101325-1686)=10.5g水/Kg干空气

● AH(30%)=(18.016/28.97)*843/(101325-843)= 5.2g/Kg干空气

我们根据计算得知：

IT机房冷通道封闭，且日常运营温度=23℃时，IT机房的含湿量需控制在5.2~10.5g/Kg干空气这个范围内。

我们再来看下表：

不难发现，当我们确定了机房的运营温度和相对湿度时，计算得到的含湿量恰好符合了标准推荐值。

小Q同学

我们利用公式，来计算一下当含湿量和温度一定时，以下表格数据的相对湿度分别是多少。

在1个标准大气压下，给定下表数据，计算相对湿度的范围。

推论

● IT机房冷通道控制含湿量在4.3~11.2g/kg干空气范围内，调节冷通道温度在22℃±2℃范围内，相对湿度仍始终保持30%~60%。

● 数据中心初期低负载，倘若冷通道温度<20℃，容易出现高湿现象，此时控制含湿量<6.3g/Kg干空气就可以解决此类问题。当夏季含湿量难以控制在该数值时，应提升机房整体的温度。

● IT机房的热通道温度相对较高，倘若在热通道进行除湿，设定参数建议在15~30%以内。才能有效降低含湿量达到冷通道的标准。

控制含湿量的方法

我国各地区冬、夏季环境的含湿量均不相同。全国数据中心覆盖的地区，夏季时的室外空气含湿量>19g/kg干空气的城市较多。

依据计算公式，当温度>28℃时，湿度勉强降至80%。但此温度是不适用数据中心机房的冷通道温度的。

为避免外界高湿空气持续不断地涌入机房，数据中心首先要做好建筑体和机房的隔离，再进行机械除湿和加湿措施。

01

完善隔离

我们的数据中心在设计规划时，会根据选址当地的全年室外平均和最恶劣参数进行计算、规划数据中心的建筑体和设备。倘若运营期发现IT机房内含湿量超标，很可能是湿空气从外部快速进入了内部。

我们应该检查数据中心内部是不是存在以下这些漏洞，可以提供湿空气迅速进入最终IT机房。

1.数据中心走廊的窗户和房门应处于关闭状态

2.机房的事故排烟的防火风阀应处于常闭状态

3.建设遗留的孔洞，封堵采用气密性较好的封堵方式

4.预留的管道井，是否成为室外高湿空气涌入的通道

5.雨天时，数据中心的墙面、窗户是否会有渗水

6.夏季新风空调的送风湿度是否过高

02

机械除湿/加湿

机械除湿的主要方法是利用湿空气的露点温度，对湿空气进行冷凝，减小湿空气中水蒸气的含量，再将湿空气的温度提升至原温度。

露点温度（℃）的定义：保持空气中的水汽含量和气压不变，冷却达到饱和时的温度。

如何计算露点温度，我们来看以下案例：

1个标准大气压，湿空气的温度是25℃，此时的饱和水汽压是3168.82pa，倘若湿空气的相对湿度是50%，此时的水汽压是1583pa。计算露点温度。

查阅1个大气压，水蒸气饱和分压力=1583pa 的温度是13.7℃；即得出了此时湿空气的露点温度。

当湿空气被空调风机抽入经过蒸发器降温，就可以对湿空气进行冷凝除湿。送出空气中的含湿量大大下降。

降低机房相对湿度

● 在机房的热通道配置合理数量的除湿机，除湿机的相对湿度设定值根据：1）当前热通道温度 2）需要达到的含湿量。计算相对湿度值进行设定。

● 降低空调蒸发器、表冷器的温度，减小风量，使得湿空气在空调蒸发器表面快速冷凝，利用空调的制冷量进行潜热除湿。

如何解决局部区域的湿度异常

出现此类问题，大多是局部温度偏离导致，需要从局部气流组织的改善着手。

公众号的：《藏风聚水，调和数据中心的阴与阳》很好地教会大家如何使用CFD去优化机房气流组织和温度。再回过头来看湿度问题，可能就迎刃而解了。

数据中心的暖通专业问题往往是多个小问题堆砌形成的，我们要从多个角度同时去分析。

课后作业

假设数据中心IT机房的冷通道是23℃，相对湿度是60%，冷冻水供水温度采用12℃和15℃有什么不同呢？