Инженерная инфраструктура центров обработки данных (ЦОД)

Воздух состоит из смеси водяного пара и различных газов. Количество водяного пара (далее по тексту будем использовать влага или вода), который находится в воздухе, можно выразить через различные параметры. Например, через парциальное давление паров воды, упругость, абсолютную влажность, или относительную влажность. В стандартах на серверные помещения и ЦОД используются рекомендации по поддержанию заданных пределов влажности воздуха, выраженные через относительную влажность. Некоторые эксперты и специалисты, в том числе в техническом комитете ASHRAE, предлагают измерять в дата-центрах абсолютную влажность воздуха, а не относительную влажность.

Немного школьной физики

     Газы смешиваются в любых пропорциях и количествах, а воздух может вместить только определенное количество водяных паров при заданной температуре. Поэтому вся избыточная влага из водяного пара будет конденсироваться. Этот эффект мы можем наблюдать при выпадении росы летом, когда ночью температура воздуха опускается, тумана или изморози зимой. Такой же эффект мы наблюдаем и при работе кондиционеров.

     Абсолютная влажность это количество воды в воздухе, находящееся в одном кубическом метре влажного воздуха.

где
Мп – масса пара, кг;
Lвв – объем влажного воздуха, м3.

     Относительная влажность (гигрометрическим показателем, степенью влажности) — это отношение парциального давления паров воды к парциальному давлению насыщенных паров, выражаемое в процентах.

где
Pвп – парциальное давление водяного паров
Pнп – парциальное давление насыщения паров

     Измерения парциальных давлений связано на практике с определенными трудностями, поэтому измерения относительной влажности проводят, измеряя интенсивность испарения воды. Для приблизительных расчетов относительной влажности используют разницу в показаниях сухого и влажного термометра.

     Если влажный воздух охлаждать, то наступит момент, когда Pвп будет равно Pнп и при дальнейшем охлаждении начнется конденсация влаги. Эта температура называется точкой росы. Можно сказать, что точка росы это предел возможного охлаждения без изменения влагосодержания.

Почему же специалисты предлагают перейти на абсалютную влажность?

     Когда температура воздуха в серверном помещении и компьютерном зале в ЦОД поднимается, то относительная влажность падает и значения относительной влажности становятся ниже рекомендуемых нормативно-техническими документами пределов. То есть в дата-центре может возникнуть следующая ситуация, от блоков кондиционирования может подаваться на телекоммуникационную стойку воздух с требуемыми параметрами, который проходит через оборудования, охлаждает его и воздух нагревается, и, естественно, воздух окажется с плохими параметрами, при этом абсолютная влажность воздуха не меняется. При уменьшении уровня относительной влажности система кондиционирования ЦОД будет увлажнять воздух, чтобы держать относительную влажность в рекомендуемом диапазоне от 40% до 55%. А это, в свое очередь, может стать тогда причиной образования конденсата на охлаждающих элементах кондиционера, что может привести к тому, что будет тратиться больше электроэнергии.

     Некоторые специалисты эксперты считают, что контроль за абсолютной влажностью или за точкой росы намного в серверных помещениях и дата-центрах лучше, чем контроль за относительной влажностью. Необходимо проводить исследования по контролю за этими параметрами, и особенно это важно при использовании систем с жидким охлаждением, которое становится все более популярным в современных центрах обработки данных.