Veri Merkezlerinde Nem Kontrolü (8 Mart 2017)

Özet

Syska Hennessy'den Vali Sorell'in ve LBNL'den baş araştırmacı Magnus Herrlin'in hazırladığı rapor, nem kontrolünün tarihçesiyle başlar. Yaklaşık +/- %5 BN'lik dar bantlar başlangıçta bilgisayarlar için değil, kâğıt yazıcılar, delikli kartlar ve manyetik ortamlar için gerekmişti; bu cihazlar sonradan ayrı odalara taşındı. Geriye kalan kaygılar, hava çok kuruyken elektrostatik deşarj, çok nemliyken korozyon ve higroskopik toz arızalarıdır. ASHRAE TC 9.9 kılavuzları önerilen aralığı 2004'teki %40-55 BN'den 15,8 °F çiğlenme noktasından %60 BN'ye kadar genişletti; üst sınır 59 °F çiğlenme noktasıyla sınırlıdır.

Raporun merkezî savı, ölçülmesi ve kontrol edilmesi gereken değişkenin BN değil çiğlenme noktası olduğudur. BN sıcaklığa bağlıdır; sıcak ve soğuk koridordaki sensörler farklı okur. Oysa soğutma serpantinleri kuru çalışıyor ve odaya nem eklenmiyorsa oda çiğlenme noktası hemen hemen her yerde aynıdır. Gerçek nem kaynağı yalnızca dış havadır; dolayısıyla nem kontrolü küçük bir dış hava akışının şartlandırılması meselesine dönüşür. Rapor, ASHRAE kılavuzlarının yalnızca BT ekipmanına giren havayı kapsadığını, eski CRAC ünitelerinin yan yana biri nem alırken diğerinin nemlendirdiğini ve bunun fren ile gaza aynı anda basmaya benzediğini belirtir.

Kontrol bölümü somut bir sıra verir. CRAH veya CRAC ünitelerini serpantinleri oda çiğlenme noktasının üzerinde kalacak en yüksek besleme sıcaklığına göre seçin ve tüm nem kontrolünü özel dış hava sistemine (DOAS) verin. En az üç sıcaklık ve BN sensör çifti kullanın, çiğlenme noktasına çevirin, kalibrasyon dışı çifti ayıklayın ve ortalamaya göre kontrol edin. Yaklaşık 59 °F çiğlenme noktasının üstünde nem alın, yaklaşık 16 °F'nin altında nemlendirin; 4 °F'lik kısma aralığı kullanın (59 °F set noktası için 61 °F'de %100, 57 °F'de %0 tepki). Hava taraflı ekonomizerler için ayrı bir sıra tanımlanmıştır.

Su, enerji tablosunun bir parçası olarak ele alınır. Buharlaşmayla atılan 1 MW yük, serbest soğutma modunda yaklaşık 3.500 lb/sa (421 gal/sa), soğutucular çalışırken yaklaşık 0,25 MW ek ısı nedeniyle yaklaşık 4.400 lb/sa su tüketir; blöf %10-20 ekler. Su soğutmalı soğutucu santrali bu yüzden doğrudan evaporatif soğutmaya göre sahada yaklaşık %25 daha fazla su kullanır; hava soğutmalı veya DX soğutma ise su kullanımını elektrik üretimine kaydırır. Rapor ayrıca ıslak ortam, ultrasonik ve sprey adyabatik nemlendiricileri karşılaştırır; bunlar, ısısı soğutma yüküne eklenen buhar kazanı veya kızılötesi cihazlardan çok daha az enerji harcar.

Faydalar bölümü; nemlendirme ve nem alma saatlerinin azalmasını, büyük boyutlu ekipmanın kısa çevrim yapmamasını, ortam değişim hızının yavaşlamasını ve nemlendirici ile yeniden ısıtma için gereken elektrik ve jeneratör kapasitesinin küçülmesini vurgular. Rapor, 2015'e kadarki ASHRAE baskılarına dayanan bir rehberdir; kapanış notunda izin verilen aralığa çıkan sapmalara dayanmanın bazı durumlarda belgelenmiş bir risk analizi gerektirebileceği söylenir. Büyük nem yüküyle dış hava serbest soğutması ile asgari nem yüküyle serbest soğutmasızlık arasındaki seçimin birbirini dışladığı da ayrıca belirtilir.

Öne çıkan noktalar

1. ASHRAE önerilen nem aralığı %40-55 BN'den (2004) 15,8 °F çiğlenme noktasından %60 BN'ye, 59 °F çiğlenme noktası sınırıyla genişledi.
2. 2004 baskısı 68-77 °F ve %40-55 BN önermişti; 2008 baskısı 64,4-80,6 °F, 41,9 °F ile 59 °F çiğlenme noktası arası ve %60 BN öneriyordu.
3. A1 sınıfı ekipmanın 90 °F'ye, A4'ün 113 °F'ye kadar çalıştığı bilinir; ancak tüm sınıflar aynı önerilen aralığı paylaşır.
4. Serpantinler kuru ve oda nem almıyorsa çiğlenme noktası oda genelinde neredeyse aynıdır; bu yüzden güvenilir kontrol değişkenidir. 80 °F ve %50 BN'deki hava, 60 °F ve %50 BN'deki havanın yaklaşık iki katı nem taşır.
5. Önerilen kontrol: yalnızca yaklaşık 59 °F çiğlenme noktasının üstünde nem alın, yalnızca yaklaşık 16 °F'nin altında nemlendirin; arada enerji ve su harcanmayan geniş bir ölü bant bırakın.
6. En az üç sıcaklık/BN sensör çifti kullanın, çiğlenme noktasına çevirin ve kalibrasyonu doğru çiftlerin ortalamasına göre kontrol edin; asla tek çifte göre değil.
7. DOAS nem alma kısma aralığı önerisi 59 °F set noktası çevresinde 4 °F'dir: 61 °F çiğlenme noktasında %100, 57 °F'de %0 tepki.
8. Buharlaşmayla atılan 1 MW ısı yükü serbest soğutma modunda yaklaşık 3.500 lb/sa (421 gal/sa), soğutucular çalışırken yaklaşık 4.400 lb/sa su tüketir; blöf %10-20 ekler.
9. Sahibi, büyük nem yüküyle dış hava serbest soğutması ile asgari nem yüküyle dış havasız soğutma arasında seçim yapmalıdır.

Tasarımda kullanımı

• Nem stratejisini oda çiğlenme noktası etrafında yazın: dar bir BN bandı yerine geniş bir ölü bant (BT sahibi daha yüksek bir alt sınır üzerinde anlaşmadıkça yaklaşık 16 °F ile 59 °F çiğlenme noktası) belirleyin.
• Tüm nemlendirme ve nem almayı üstlenecek küçük bir DOAS boyutlandırın; CRAH/CRAC serpantinlerini asla nem almayacak kadar yüksek besleme sıcaklıklarına göre seçin.
• Aynı hava akışında en az üç birleşik sıcaklık ve BN sensör çifti belirtin; denetleyici kalibre çiftlerin ortalamasını alsın ve çiftler periyodik olarak birbirine karşı kontrol edilsin.
• Kazan veya kızılötesi cihazlar yerine adyabatik nemlendirmeyi (ıslak ortam, ultrasonik veya sprey) seçin; ultrasonik ve sprey sistemler için deiyonize su bütçelendirin.
• Hava taraflı ekonomizer ile asgari dış hava ve su taraflı ekonomizer arasındaki kararı erken verin; evaporatif soğutmayı reddetmeden önce saha suyunu şebeke elektriğinin gömülü suyuyla karşılaştırın.
• Nemlendirici boyutlandırmadan önce alt nem sınırını ve varsa ESD önlemlerini BT satın alma ekibiyle uzlaştırın.

Kimler okumalı

Nemlendirme, nem alma ve sensör yerleşimi belirleyen mekanik tasarımcılar ve işletmeciler ile hava taraflı ve su taraflı ekonomizer arasında karar veren sahipler.

Belgenin bölümleri

1. Yönetici Özeti
2. Giriş
3. Veri Merkezleri Neden Nem Kontrollüydü
4. Veri Merkezleri Nasıl Nemlendirilir
5. Güncel Nemlendirme Sorunları
6. ASHRAE Kılavuzları
7. Kontrol Stratejileri
8. Asgari Nem Düzeyinin Korunması
9. Serbest Soğutma Sağlanması
10. Çiğlenme Noktası Kontrolü Kullanımı
11. Daha Geniş Nem Aralığının Faydaları
12. Özet
13. Kaynaklar
14. Kısaltmalar

Yayın bilgileri

Yazarlar

Vali Sorell; Magnus Herrlin

Yayıncı

Lawrence Berkeley National Laboratory

Yıl

2017

Belge dili

İngilizce

Kaynak türü

Kamu kurumu

Erişim

Künye

Lisans

Lisans koşulları belirsiz — kullanım koşullarını yayıncıdan doğrulayın

Lisans kanıtı

datacenters.lbl.gov

Künye