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数据中心冷却效率的提升

来源: 广州微卓测控科技有限公司

2024/12/26 8:58:19 30
在数据中心,约总能源的60%-80%用于运行服务器硬件和IT设备,20%-40%是用于冷却关键的服务器硬件。而采用高效冷却的数据中心消耗的能源可以降至10%,在这个过程,湿度测量的关键作用不容小觑。


冷却技术介绍
01
自然冷却(FC)
这种方式也被称为“节能模式”,它使用外部空气来帮助冷却数据中心,降低能耗。这种方式借助的是室外低温冷源,需要充分考虑当地的气候条件和地理环境,适合在具有丰富自然冷源的地区或时段运用。


外部空气直接供应或通过热交换器冷却回风
02
蒸发冷却(EC)
包括直接蒸发冷却(DEC)和间接蒸发冷却(IEC)。直接蒸发冷却是利用水蒸发的自然过程来去除热量。用专门的系统将水喷洒或分散到特定的热交换器材料上,在水蒸发的过程中吸收热量,从而冷却空气;然而,这会显著影响进入数据中心的空气湿度。这种方法的有效性取决于环境空气吸收水分的能力(这与其湿度和温度直接相关)。


外部或回风通过蒸发冷却并直接供给数据中心

间接蒸发冷却也称为绝热冷却,同样依靠的是水蒸发去热,不过是先利用水蒸发去冷却外部空气,然后,该冷却空气再通过热交换器冷却供应给数据中心的空气。通过这种方式,可以谨慎地控制湿度水平。


通过蒸发冷却外部空气,并用于通过热交换器冷却回风
03
DX/CW(机械)冷却

有些情况需要额外的冷却。直接膨胀(DX)和冷却水(CW)盘管可以提供额外的冷却。通常,这些系统的尺寸设计为为整体冷却负荷提供部分备用。


外部空气太热无法通过绝热实现100%冷却,因此DX模块被集成以提高冷却能力。
湿度测量的关键作用
精确的湿度测量对于自然或蒸发冷却技术的良好运行至关重要。适当的湿度平衡可确保系统的冷却效率,并防止因冷凝造成的硬件损坏,保持操作的可靠性。湿度测量在数据中心冷却过程中发挥的作用有:
01
防止冷凝

数据中心布满了敏感的电子设备。如果周围空气的露点超过数据中心任何表面的温度,就会发生冷凝,从而导致短路和腐蚀。监测和控制湿度水平可以防止这种风险。


02
优化冷却能力

蒸发冷却系统的有效性直接受到空气湿度水平的影响;过于潮湿的空气将不能有效地吸收水分,从而降低系统的冷却能力。精确的湿度传感器能够实时调整以保持效率。湿度测量为评估蒸发系统的有效性提供参考,确保可以快速检测到任何性能损失

03
防止静电

IT类设备由众多芯片、元器件组成,这些元器件对静电很敏感。静电会导致计算机运行故障,并可能导致某些元器件被击穿或毁坏。而静电故障会随湿度而变化,湿度太低,静电发生的可能性越大。通过监测湿度将其保持在规定范围内。

湿度监测需考虑的因素
对于自然和蒸发冷却系统来说,精确的湿度控制系统可以有效的提升冷却效率。在选择湿度控制时需考虑的因素有:

精度和快速响应

高精度温湿度传感器提供实时、准确的湿度读数,从而有效地调整冷却系统,提高能源效率和系统响应能力。


与DCIM系统集成

高品质的温湿度传感器应与数据中心基础设施管理(DCIM)系统无缝集成,以便对整个数据中心的环境条件进行全面监测和管理。


可靠且易于校准维护

考虑到数据中心内的动态环境,传感器和控制系统必须坚固可靠,能够承受高气流、灰尘和不同的温度。另外,停机对于数据中心来说是不可接受的,SLA(服务水平协议)也严格要求这一点,因此监测仪器必须考虑到零停机维护和校准。

随着数据中心不断向更节能、更环保的运营方向发展,蒸发冷却和自然冷却等技术的整合,需要精确的环境监测,为现代数据中心基础设施的节能战略提供基础,确保运行的高效率和可靠性。
产品小课堂

HF5A
温湿度变送器

具有坚固IP65外壳的HF5A温湿度变送器测量相对湿度、温度和露点,可兼容不同的探头,NFC近场通信方便通过手机自由配置。拥有模拟和数字输出,可以很方便地集成到DCIM系统上,精确可靠、响应快速、长期稳定等产品特点有助于数据中心冷却效率的提升,节约能源。



HF1
温湿度变送器

HF1是罗卓尼克一款经济型变送器,配备成熟的Hygromer®IN-1传感器,测量相对湿度和温度,在暖通空调领域应用广泛。体积小巧,易于安装。



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