Управление влажностью в проектировании ЦОД

В обновлённых руководствах ASHRAE был пересмотрен сам принцип контроля влажности воздуха в центрах обработки данных. Ключевое изменение — переход от измерения относительной влажности (RH) к контролю по точке росы (DP), что позволило добиться более стабильного и энергоэффективного микроклимата.

Переход от относительной к абсолютной влажности

Ранее стандартом считалось поддержание относительной влажности в диапазоне 40–60 %. Однако этот параметр зависит от температуры: при одинаковом содержании влаги изменение температуры воздуха вызывает изменение относительной влажности, даже если абсолютное количество влаги остаётся неизменным.

Точка росы (DP) — это температура, при которой водяной пар начинает конденсироваться в жидкость. При температурах воздуха выше DP влага находится в парообразном состоянии; если температура опускается до DP, происходит конденсация (выпадение влаги).

Контроль по точке росы отражает абсолютное содержание влаги в воздухе, измеряемое как масса водяного пара на единицу объёма. В помещениях ЦОД, где воздушные потоки перемешиваются и температура достаточно равномерна, контроль по DP даёт более точное представление о реальном влагосодержании.

Недостатки контроля по относительной влажности

Контроль по RH (в процентах) в серверных залах создавал ряд эксплуатационных проблем:

* Различие температур в холодных и горячих коридорах вызывало колебания относительной влажности, даже при одинаковом количестве влаги. * Системы кондиционирования с разными точками измерения могли работать несогласованно: одна установка увлажняла воздух, другая — осушала. * Возникали энергетические потери и преждевременный износ оборудования из-за постоянного противодействия между блоками.

При контроле по RH в одном и том же зале часть кондиционеров могла одновременно осушать воздух, а часть — увлажнять, расходуя энергию впустую. Такая схема приводила к колебаниям микроклимата и сокращению ресурса оборудования.

Преимущества контроля по точке росы

Контроль по DP устраняет зависимость от температуры и обеспечивает синхронную работу всех кондиционеров на одинаковых условиях. В этом случае каждая установка получает одинаковые входные данные о влагосодержании воздуха и поддерживает стабильный баланс без противоречий.

Современные прецизионные кондиционеры управляются микропроцессорно и способны обмениваться данными между собой, исключая перекрёстные команды (одновременное увлажнение и осушение). При этом измерение и регулирование по точке росы обеспечивает наибольшую точность и энергоэффективность.

Практическое значение для проектирования ЦОД

Контроль по точке росы стал предпочтительным методом для систем точного кондиционирования воздуха в залах ИТ-оборудования.
Уровень влажности поддерживается не в процентах, а через температуру точки росы (обычно 5–15 °C).
Стабильность показателя позволяет снизить риски статического электричества и конденсации влаги на оборудовании.
Упрощается координация работы нескольких кондиционеров в одном помещении.

$$ DP = T - \frac{100 - RH}{5} $$

где: - $DP$ — температура точки росы, °C; - $T$ — температура воздуха (сухого термометра), °C; - $RH$ — относительная влажность, %.

Превышение точки росы над допустимым диапазоном может привести к выпадению влаги на холодных поверхностях (стойках, кабелях, теплообменниках) и повреждению электроники.

Ключевые идеи

Контроль по точке росы отражает абсолютное влагосодержание и не зависит от колебаний температуры.
Метод обеспечивает согласованную работу кондиционеров и исключает энергетические потери.
В типовых условиях ЦОД диапазон точки росы поддерживается в пределах 5–15 °C.
Контроль по RH признан менее эффективным для сред с переменной температурой и интенсивной циркуляцией воздуха.
Переход на DP-контроль стал одним из ключевых факторов повышения энергоэффективности инженерных систем ЦОД.