Humedad en el centro de datos: por qué es importante

El equipo utilizado en los centros de datos impone requisitos bastante estrictos sobre la humedad relativa del aire en la habitación. Cuando disminuye por debajo de cierto nivel, pueden ocurrir descargas electrostáticas. Como sabe, la electricidad estática puede ser peligrosa para los equipos de TI en el centro de datos. Para minimizarlo, se recomienda mantener un cierto nivel de humedad relativa en las instalaciones del centro de datos.

Por humedad del aire se entiende el contenido de vapor de agua en el mismo. Distinguir entre humedad absoluta y relativa. La humedad absoluta es la densidad del vapor de agua en el aire a cierta temperatura. Cuanto mayor es la temperatura, más humedad puede estar contenida en el aire. La cantidad máxima de vapor de agua que satura el aire a una temperatura dada se denomina humedad máxima. Se condensará más humedad. El problema de la condensación es otro problema, por lo tanto, exceder el valor máximo del nivel de humedad relativa en el centro de datos también es indeseable y debe ser monitoreado.
La humedad relativa se define como la relación entre la humedad absoluta y la humedad máxima a una temperatura dada, expresada como un porcentaje.

¿Cuál debería ser la humedad en el centro de datos?

¿Qué documentos o estándares se utilizan para regular la humedad en los centros de datos? De conformidad con el documento SP - 3-0092: (Norma TIA-942, revisión 7.0, febrero de 2005) "Infraestructura de telecomunicaciones de centros de datos", cláusula 5.3.5.3. "Parámetros ambientales de funcionamiento" estos parámetros deben ser los siguientes:

- temperatura por termómetro seco: de 20º a 25º;
- humedad relativa: del 40% al 50%;
- punto de rocío: no superior a 21º;
- tasa de cambio: no más de 5º por hora.

Además, las especificaciones para equipos de TI indican los valores de humedad y temperatura permitidos para modelos de hardware específicos.

Mientras tanto, según los estudios realizados en 2014 por el comité técnico de TC 9.9 de la Sociedad Americana de Ingenieros de Calefacción, Refrigeración y Aire Acondicionado (ASHRAE), se estima que la humedad relativa se puede reducir al 8-15%, lo que ayudará a ahorrar energía y mejorar la eficiencia energética PUE pero requiere ciertas medidas de protección.

El piso del centro de datos debe ser capaz de disipar la electricidad estática, así como una conexión a tierra adecuada. Los empleados y visitantes del centro de datos deben usar zapatos con suelas que tengan propiedades de conductividad. Independientemente del nivel de humedad, se recomienda usar siempre pulseras antiestáticas cuando trabaje con equipos o cuando reemplace piezas dentro de la caja.

Si al caminar sobre un piso elevado sin conexión a tierra al 80% de humedad, el voltaje de la electricidad estática alcanza solo 250 V, entonces al 20% ya es de 12,000 V: una descarga de chispa en este caso puede provocar fallas en el equipo de TI o los sistemas de telecomunicaciones.

Para mantener una humedad relativa más alta se requiere una mayor cantidad de vapor y, como resultado, un mayor consumo de energía y agua. Después de todo, se sabe que hasta el 40% del consumo total de energía del centro de datos se compone de sistemas de enfriamiento (si se usan los sistemas tradicionales de freón o enfriador).


Para mantener el nivel de humedad requerido en el centro de datos, se requiere un consumo bastante alto de agua y electricidad; esto requiere hasta el 15% de la electricidad que consume.
La reducción del nivel de humedad del 40-50% tradicional fue posible con la llegada del equipo informático del centro de datos que funciona a temperaturas elevadas: el aire caliente retiene más vapor y el centro de datos puede ahorrar electricidad en las plantas de evaporación de agua de humidificación (humidificadores de vapor).

Si el nivel de humedad es superior a los valores permitidos, puede formarse condensación en las superficies frías del equipo, lo que produce corrosión. Este es uno de los problemas de los centros de datos que utilizan freecooling, donde el aire exterior puede ser frío o húmedo.

En el centro de datos, construido sobre la arquitectura de corredores fríos y calientes, la probabilidad de condensación es alta en el corredor frío. La condensación en los componentes electrónicos puede ser perjudicial para los equipos de TI y provocar un cortocircuito.

En el estándar actualizado TIA-942-A, los parámetros de humedad se especifican en la sección:
6.4.5.2.1 Parámetros operacionales
La temperatura y la humedad en la sala de computadoras deben mantenerse de acuerdo con
requisitos para equipos de las clases A1 o A2 en ANSI / TIA-569-C.


Valores de temperatura y humedad requeridos para equipos de las clases A1-A4 y B.

Es decir Actualmente, el valor máximo de humedad para las habitaciones de clase A1 y A2 es del 60%, para la clase B el rango permitido es del 8 al 80%.

Diseños y tipos de sistemas de humidificación.

La humidificación se implementa tradicionalmente como un sistema separado, o como uno de los módulos de los sistemas de aire acondicionado, o como un sistema de ventilación de suministro. Muchos grandes centros de datos CRAC (Computer Room Air Conditioners) que controlan la temperatura y la humedad utilizan calentadores y humidificadores incorporados. Admiten parámetros controlados de temperatura y humedad en un rango determinado.
Como regla general, los acondicionadores de aire de precisión están equipados con humidificadores de vapor de tipo electrodo: se aplica voltaje a los electrodos en el cilindro de vapor, el agua se calienta a ebullición y, por lo tanto, obtenemos vapor que fluye a través del distribuidor de vapor hacia la corriente de aire.

La producción de vapor se puede ajustar, cambiando el nivel de ocupación del cilindro de vapor. usando un controlador que mantiene el nivel de agua requerido. Si la producción de vapor cae por debajo del valor requerido, la válvula de llenado se abre para aumentar el nivel de agua en el tanque. En el caso de una situación inversa, la válvula permanece cerrada hasta alcanzar la humedad deseada.

Los controladores pueden mostrar un conjunto de varios parámetros, como humedad relativa, corriente en el humidificador, conductividad del agua, producción de vapor, indicación de error.

Dependiendo de la conductividad eléctrica del agua y la concentración de sales minerales en él, el humidificador puede tardar varias horas en alcanzar el modo de funcionamiento.

En los sistemas de acondicionamiento de precisión de Schneider Electric, como en todos los sistemas similares, se instala un módulo humidificador directamente en la carcasa del acondicionador de aire y suministra vapor al conducto de aire. Las ventajas de este enfoque son el mantenimiento preciso de los parámetros de humedad en un volumen local separado, un ajuste simple y la capacidad de reemplazar rápidamente el módulo.

También hay desventajas: mayor consumo de energía en comparación con el rociado o la humectación de la superficie, la dependencia de la calidad del agua. Sin embargo, esto último se aplica a casi todos los tipos de humidificación, con la excepción de los humidificadores en elementos de calefacción, que generalmente se usan en sistemas de ventilación separados.

Existen diferentes tipos de humidificadores: electrodos, infrarrojos, ultrasónicos, etc. Cada enfoque tiene sus propias ventajas y desventajas, sin embargo, los humidificadores de vapor de electrodos son la solución más simple en términos de instalación, control y mantenimiento. Otros tipos de humidificadores son más exigentes en cuanto al contenido de impurezas en el agua. Se caracterizan por desventajas tales como la obstrucción mecánica de las boquillas, la formación de placa en esteras humectantes, placa blanca en el caso de utilizar sistemas ultrasónicos. Y los humidificadores de vapor con sistemas de tratamiento de agua son más exigentes y tienen costos operativos más altos. Además, en condiciones rusas, los sistemas de tratamiento de agua son bastante caros, y la calidad del agua varía mucho en diferentes proyectos, lo que conlleva altos costos para el tratamiento del agua.

En los aparatos de vapor, el vapor de agua se forma como resultado de la ebullición y no cambia la temperatura del aire. Las ventajas de tales plantas incluyen vapor limpio, precisión de control, facilidad de instalación, baja inversión, baja calidad del agua, sin embargo, se caracterizan por un alto consumo de electricidad (aproximadamente 0,75 kW por 1 kg de vapor), potencia limitada (producción de vapor en 1- 120 kg / h).
Los tipos más comunes de humidificadores de vapor son electrodos y PETN. Los humidificadores de electrodos tienen un costo menor, pero su funcionamiento es más costoso porque requieren un reemplazo y limpieza regulares de los electrodos. La precisión de mantener sus parámetros es de ± 5%. Los humidificadores de tipo electrodo funcionan con agua corriente medianamente dura.

Sistemas de humidificación de Schneider Electric

Para mantener la humedad requerida en la sala del centro de datos, los aires acondicionados de Schneider Electric utilizan humidificadores con electrodos de inmersión con la capacidad de regular la producción de vapor estéril y ajustar automáticamente la concentración de sal en el cilindro de vapor, lo que permite el uso de agua ordinaria, sin tratar, de diversos grados de dureza sin tratamiento químico o desmineralización.

Por lo tanto, los sistemas de humidificación de Schneider Electric utilizan agua corriente simple. Se funde con el drenaje. Los costos adicionales son mínimos, solo se requiere un tratamiento mecánico simple del agua. En el caso de un alto contenido de sal, es posible "consumir" rápidamente los electrodos, pero los cilindros de vapor son esencialmente consumibles. En promedio, una vez al año deben cambiarse (la frecuencia depende del sitio específico).

¿Cuál es la diferencia entre humidificadores en sistemas de ventilación y humidificadores en un acondicionador de aire de precisión? Fundamentalmente, solo en la ubicación, porque En el caso de un sistema de ventilación, se instala una tubería de distribución de vapor en el canal, que proviene del cuerpo del humidificador, que se encuentra al lado del canal. También es necesario seleccionar cuidadosamente la ubicación de instalación de este tubo y su ancho y cantidad.

Por lo general, los aires acondicionados de precisión están equipados con humidificadores de vapor estándar con la única potencia nominal posible. El consumo máximo de vapor se selecciona en función del rango de flujo de aire de un modelo particular de aire acondicionado, es decir. dentro de este rango, la capacidad de vapor del sistema de humidificación es suficiente.


Los componentes del sistema de aire acondicionado InRaw RP conectado a la enfriadora incluyen un humidificador de vapor (4) y un sensor de humedad (12). Los dispositivos InRow están equipados con sensores de temperatura y humedad para automatizar los procedimientos de control. Son compatibles con los sistemas de aislamiento de contención de pasillo caliente y contención de aire de rack, que aumentan la eficiencia de los sistemas de enfriamiento.

Además, para reducir los costos de capital, no es necesario equipar todos los acondicionadores de aire con humidificadores de vapor; algunos de los acondicionadores de aire pueden ser modelos "solo fríos".

El monitoreo de los indicadores de humedad en el centro de datos se puede llevar a cabo como parte de DCIM. Proporciona una imagen completa y precisa del estado del aire en la habitación y una comprensión de los procesos que ocurren en el centro de datos, incluido que se utiliza para controlar un fuerte aumento / disminución de la humedad en un punto particular debido a cambios en la estructura del centro de datos o cualquier acción para configurar el equipo. Los indicadores se toman de sensores de humedad en diferentes puntos del centro de datos.


El uso de componentes de hardware y software del sistema DCIM (Data Center Infrastructure Management) ayuda a reducir el costo de operación de un centro de datos, aumentar el rendimiento de CAPEX y acelerar la adopción e implementación de decisiones en la administración de la infraestructura del centro de datos.

Los sistemas de mantenimiento de humedad se pueden equipar con todo tipo de aires acondicionados de precisión Schneider Electric, tanto por tipo (sistemas de freón DX, sistemas de agua fría CW) como por factor de forma (perímetro y en fila).

El humidificador consta de un cilindro de vapor, un tubo de distribución de vapor (instalado directamente en la salida del intercambiador de calor), válvulas de llenado y drenaje, y un sensor de nivel de agua en el cilindro de vapor.

El control proporcional del humidificador (logrado al controlar la corriente que pasa a través de los electrodos del cilindro y controlar la concentración de sal en el cilindro) le permite aumentar la eficiencia del sistema, reducir el consumo de energía y aumentar la vida útil de los componentes.

La humedad se mide en un corredor frío. Es aconsejable establecer el punto de rocío 4,44 ° C por debajo del equivalente de una humedad relativa del 15% a una temperatura del aire de entrada de 24 grados. En un corredor caliente, la humedad relativa puede ser más baja que en otros lugares, ya que disminuye al aumentar la temperatura.

La tarea de diseñar, planificar y crear la infraestructura de ingeniería de los centros de datos es pronosticar correctamente en función de muchos factores. Son posibles diferentes implementaciones de sistemas de refrigeración y humidificación, incluso en una instalación. Si para los centros de datos pequeños hay soluciones estándar, los objetos grandes siempre son únicos. Debe intentar predecir correctamente el cambio en la carga de trabajo de TI en el centro de datos. Y, por supuesto, no te olvides del nivel de humedad.