技术分析：如何控制数据中心的湿度水平

技术分析：如何控制数据中心的湿度水平

数据中心的湿度引发了一场争论。数据中心的湿度经常与温度相比而考虑，将湿度保持在适宜的水平可避免计算机元件出问题，同时可避免能源浪费。

　　数据中心的现代空气冷却装置，无论是否是高架地板系统的CRAC，这些冷却器或冷却系统位于服务器机架上，显示相对湿度，根据这一数据，数据中心的管理人员可以进行湿度调节。但是业内关于合适的湿度范围的争论仍在进行，什么湿度可以确保数据中心设备的安全运行？除了相对湿度读取法之外还有其他更好的方法来测量室内湿度吗？

　　应该说，大部分数据中心管理人员都不是气象人员，但是对基本知识的理解，如多大的湿度会影响以及如何影响服务器空间，可以帮助了解电脑设备的寿命以及电力支出。

　　数据中心的湿度如何起作用？

　　如果一个数据中心室内湿度过高，就会在计算机元件上形成凝结的水滴，因此导致设备寿命变短。其次，湿度过高会导致冷却系统表面形成水滴，这会使冷却设备的效率降低，最终导致成本增加。

　　传统测量数据中心湿度的方法是相对湿度法，相对湿度是指一定温度下，以当前空气中含水量与空气中最大含水量的百分比作为空气湿度的量度指标。美国热量协会（American Society of Heating）的技术委员会，冷却和空气调节工程部（ASHRAE）认为电脑设备所在空间的相对湿度A在40%-55%的范围内。

　　同时，如果湿度过低，数据中心可能会出现静电现象(ESD)。这种情况会导致电力设备突然断电，严重时甚至可能损坏设备。这一情况几年前曾发生过。一个系统管理员身上带有静电时碰触了一个设备，结果导致一台服务器的内部热传感器断电。为了避免类似事件再次发生，Henderson的技术小组在数据中心安装了一台湿度调节器，因为旧的空气调节装置无法进行内部湿度控制。

　　Henderson发现ASHRAE所推荐的湿度范围中最低湿度比较理想。他说，“以我的经验，数据中心的最佳湿度是40%。如果低于这一标准，就有可能导致静电发生。”

　　数据中心的湿度范围过于严格吗？

　　但是行业内的很多人认为这一湿度范围过窄、限制性过强，因此ASHRAE应该扩大相对湿度范围。ASHRAE承认湿度范围在20%-80%之间都是可以接受的，但是最佳湿度范围是40%-55%之间。

　　然而，将湿度保持在这个范围内是很复杂的，因为数据中心所在空间的湿度处于不停地变化之中，比如由于设备的高工作负荷而导致的高温度。数据中心不同位置湿度也不同，这导致了不同位置的冷却系统运转情况要有所差别，这也使得数据中心内的湿度控制更为复杂。

　　Uptime Institute有限公司数据中心的顾问Sullivan反对放宽数据中心的湿度标准：“我认为应该保持严格的湿度标准，因为我坚持认为静电问题在相对湿度低于此标准时就有可能发生。”

　　Sullivan坚持这一观点是基于一个数据，他发现当相对湿度低于20%时，即使工作人员没有碰触设备，计算机组件也开始出现运转问题。Sullivan说这可能是静电影响，当空气过于干燥的时候就会产生，仅仅是空气从计算机元件表面穿过就会影响元件的运行。

　　但是Coy Stine――Degree Controls有限公司的电力冷却仿真工程师说，即使将湿度保持在适宜的范围，也不能完全避免静电问题。他承认低湿度是导致静电的一个主要因素，但是科学领域有一个争论就是湿润空气中的水分如何避免静电现象的发生。

　　他说：“你将湿度调整到了适宜的范围，但静电现象还是发生了。因为还有其他因素导致这一现象的发生。”

　　Sullivan也同意这一观点，他承认静电影响在完全洁净的空气中不会发生；而空气中的微粒，比如灰尘，使得表面静电现象发生的可能性更大。Stine补充了其他因素，如数据中心的接地状况，服务器机箱的接地设计，这都会影响静电的发生。

　　 DLB Associates有限公司的顾问，ASHRAE技术委员会成员Don Beaty说，电信中心通常比较干燥，但是工作人员通常佩带接地的腕带以减少静电。最后，Beaty说，数据中心应该从正反两方面来考虑低湿度的影响。

　　Beaty在一封email中写道：“将湿度标准放宽应该基于对总体运行支出分析，将调节湿度所花费的资金，与湿度范围放宽后机器出现问题导致的成本增长相对比，然后再得出结论。”

　　相对湿度 vs 绝对湿度

　　使问题更复杂化的是很多业内人士，包括一些ASHRAE技术委员会成员，认为应该用绝对湿度取代相对湿度。绝对湿度，是指一定温度下，空气中水量的测量数字。因此当数据中心的温度升高时，相对湿度降低，绝对湿度保持不变。ASHRAE也推荐了相关范围。

　　Degree Controls公司的Stine举了一个例子，他说如果穿过一台服务器的空气温度为60度，则相对湿度水平为40%，绝对湿度大约为0.0045磅水每磅干燥空气。

　　但是如果采用相对湿度，问题就出现了。当空气穿过服务器时，空气温度会升高。这导致相对湿度降低，甚至可能降低到20%，而这时绝对湿度却未发生变化。

　　Stine说：“你可以让非常洁净的空气穿过服务器，但数据显示相对湿度水平却非常低，而绝对湿度却未发生变化。”

　　他补充说，一个数据中心管理人员因此将提高相对湿度使湿度恢复到40%-55%的标准湿度范围。这就导致了冷却装置上凝结水滴的出现，最终导致冷却系统运行效率降低。

　　Sullivan也认为采用绝对湿度是最好的：“你想做的是控制机房的空气湿度，而不是相对湿度。”

　　Beaty同时说仍需对绝对湿度和相对湿度进行更进一步的研究，特别是数据中心的液体冷却问题已成为了关注重点。

　　将数据中心的湿度调节装置与冷却装置分离？

　　还有一项建议是建造独立的数据中心空气控制装置，这一装置同时可以控制湿度，而不要将湿度控制器和空气调节装置分开安装。RTKL Associates有限公司的副总Spinazzola说，当每个分系统基于空气情况执行不同的功能时，数据中心的多个空气冷却系统会出现问题。比如，Spinazzola说他所在的数据中心有三个空气调节装置，这些空气调节装置的功能各不相同：一个是冷却装置，一个是除湿装置，第三个是加湿装置。

　　Spinazzola推荐采用有独立空气控制器的中央湿度控制系统。他发表了一篇论文，进行了成本分析，结果显示这是控制企业数据中心湿度的方法中最节约开支也是最有效的一种。

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