數據中心主機房的加濕量和除濕量如何計算
數據中心環(huán)境的濕度對于服務(wù)器的安全穩定運行至關(guān)重要。濕度過(guò)高,機房有結露風(fēng)險;濕度過(guò)低,容易造成電子元器件的靜電累積,從而導致較高的靜電電壓,最終對服務(wù)器構成危害。因此,數據中心機房的濕度必須保持在一定的范圍內?!稊祿行脑O計規范》(GB-2017)中,明確指出:冷通道或機柜進(jìn)風(fēng)區域的溫度為18~27℃,露點(diǎn)溫度為5.5℃~15℃,同時(shí)相對濕度不宜大于60%。需要指出的是,新版的規范對濕度的要求不再使用相對濕度,而是使用露點(diǎn)溫度。這是因為影響數據中心靜電累積效應和空氣中各種鹽風(fēng)潮解度的是空調的含濕量d,而不是空調的相對濕度。將規范中對溫濕度的要求表示在焓濕圖上即為下圖所示:
那么,數據中心的加濕量和除濕量究竟該如何計算呢?
數據中心之所以需要加濕,主要考慮到兩方面需要耗濕。一是冬季時(shí),室外空氣比較干燥,干燥的空氣直接送入機房會(huì )使機房的濕度下降,此時(shí)需要加濕;另一方面,是空調機組過(guò)度除濕導致機房的濕度下降,此時(shí)需要除濕。
數據中心除濕,一方面是考慮到在夏季的時(shí)候,室外空氣的濕度比較高,送入機房后會(huì )導致機房的濕度增加,此時(shí)需要除濕。另一方面,是考慮到人員散濕。
數據中心加濕系統的計算公式為:
式中:w為系統的加濕量,kg/h;
ρ為空氣的密度,kg/m3;
V為房間的體積,m3;
n為換氣次數,一般為1~2次;
d1為加濕前空氣的含濕量,g/kg;
d2為加濕后空氣的含濕量g/kg;
例如:
某數據中心面積為250m2,層高為4.5米,冬季室外通風(fēng)計算溫度為-3.6℃,RH=35%,精密空調系統露點(diǎn)傳感器報警溫度為6.5℃,加濕器啟動(dòng)溫度為5℃,加濕器停止加濕線(xiàn)為RH=45%,冷通道進(jìn)風(fēng)溫度為26℃,新風(fēng)換氣次數為1.5次/h,分別計算其過(guò)度除濕導致加濕量和新風(fēng)引入導致的加濕量。查濕空氣焓濕圖得到參數為:ρ=1.16kg/m3,換氣次數為n=2,RH=45%時(shí),d2=9.6g/kg,溫度5℃,dl=5.5g/kg,冬季室外空氣含濕量d=1.2g/kg。
過(guò)度除濕導致的加濕量:w1=1.16×1125×2×(9.6-5.5)/1000=10.7kg/h;
新風(fēng)引入導致的加濕量:w2=1.16×1125×1.5×(9.6-1.2)/1000=16.4kg/h;
通過(guò)上述計算可知,在北方地區,冬季所需要的加濕量遠大于夏季過(guò)度除濕所需要的加濕量,選擇加濕器時(shí)因以冬季工況為準。而對于南方地區,應區別對待,分別計算冬季、夏季兩種工況下的加濕量,并以大值為準。
人員的散濕量跟人員所處的環(huán)境溫度及勞動(dòng)強度有關(guān),標準中總結了人員在不同勞動(dòng)強度下的散濕量及散熱量??梢钥吹?,當環(huán)境溫度為26℃,輕度勞動(dòng)下,一個(gè)成年男子的散濕量約為184g/h;假定機房運維時(shí)的人員為3人,則由于人員散濕導致的濕負荷為184×3=552g/h。
夏季新風(fēng)的引入,也會(huì )帶來(lái)濕負荷。夏季室外空氣含濕量為d=13.91g/kg。新風(fēng)引入導致的加濕量為:w=1.16×1125×1.5×(13.91-9.6)/1000=8.44kg/h。
需要提醒的是,市場(chǎng)上現有產(chǎn)品的加濕量單位一般為Kg/h,而除濕量的單位一般為L(cháng)/D。兩者的換算關(guān)系為:1Kg/h=24L/D。
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