数据中心对传感器的要求

数据中心所有者和管理者敏锐地意识到提高能源效率的必要性。这一行业消耗的电力约占全球用电量的 1%，由于受到能源成本波动的严重影响，迫切需要提高能源效率。与此同时，世界各国政府都在关注能源需求旺盛的行业，寻找减少化石燃料使用和降低温室气体排放的机会。

数据中心大约 60% 的能源需求由其 IT 基础设施驱动，因此更节能的设备（通常是新型设备）有机会帮助降低能耗。然而，在另外 40% 的能源需求中，也有很好的能效提升机会；其中大部分来自数据中心的冷却和空调系统。

高效的温度和湿度控制对于保障 IT 基础设施以良好状态运转至关重要。在许多现代设施中，期望的正常运行时间为 99.999%；这意味着每年只有几分钟的停机时间。由于 IT 基础设施处理的数据和流程十分重要且富有价值，良好的性能必不可少。

与其他高效的流程效率措施一样，要实现有效的能源管理，离不开准确、可靠、连续的监测数据。那么，对于数据中心而言，必须测量什么数据？又在哪里测量呢？

温度

我们必须采取冷却和空调措施来消除 IT 设备产生的热量，以避免过热和防止故障。因此，监测通道和机架以及所有空间、通风系统中的管道、冷却系统管路和室外的温度至关重要。当然，至关重要的是测量位置应具备代表性，并且传感器网络能够检测到潜在的冷点或热点。

机房越大，可能越难以监测，因为它们的空间温度更有可能发生变化，因此应配备足够数量的温度传感器来确保监测到所有服务器，这一点至关重要。有些服务器可能距离冷却装置较近，有些则较远；有些可能在机架底部，有些则在较高的位置，因此存在发生三维变化的可能性。因此，除了部署足够数量的传感器外，确保在整个服务器机房中妥当放置冷却装置且气流通畅也很重要。

大部分数据中心都需要监测温差 (delta T)，这通常是指冷热通道之间的温度差异。然而，在现实中，情况更为复杂，因为如果想要冷却操作尽可能高效，实际上需要监测四个不同的温差 (1)。

最明显的温差是空气通过 IT 设备前后的温度差异。第二个经常测量的温差是冷却设备的温度差异。然而，在现实中，离开冷却器的空气的温度很少与到达 IT 设备的空气的温度相同。这通常是因为存在障碍物、涡流、压力差、气穴等问题，它们会导致冷热空气混合。同样，离开 IT 设备的空气在进入冷却器时温度通常较低。这通常是因为冷热空气混合的原因有很多；所有这些都表明气流管理效率低下。

因此，四个温差包括：

1. IT 设备前后的温差
2. 冷却器前后的温差
3. 离开冷却器的空气与进入 IT 设备的空气之间的温差
4. 离开 IT 设备的空气与进入冷却器的空气之间的温差

通过准确监测这四个温差，数据中心管理人员可以更好地了解导致冷却效率低下的因素，并据此确立缓解和改进措施，以精调数据中心性能。

在干燥的气候条件下，蒸发冷却能有效地散热。在寒冷的气候条件下，可以使用干燥的冷空气直接冷却。近年来，液体冷却解决方案变得越来越受欢迎，因为它们能够更有效地散热。为了支持这一趋势，维萨拉开发了一种用于测量冷却/加热液体温度的新型传感器。维萨拉 TMI110 是一款浸入式温度变送器，可提供准确的快速响应。TMI110 是对广受欢迎的用于空气管道的 HMD60、用于室内空气测量的 HMT120，以及数据中心精确测量用 Indigo 平台等广泛暖通空调产品的补充。

湿度

IT 设备也会受到湿度的不利影响；湿度较低会增大静电的风险，因此可能需要喷雾或蒸发加湿器。但是，同时应避免湿度过高的情况，因为这会导致冷凝和金属设备遭腐蚀。

在较冷的气候条件下，可以利用较冷的外部空气以节能的方式冷却数据中心设备。这种外部空气的绝对含水量可能很低，并且由于空气的相对湿度在加热时会降低，因此除非有适当的控制措施，否则湿度可能会降至可接受的水平以下。

位置和应用不同，所需的湿度测量类型也不同。例如，可以在房间、空间、管道和室外测量相对湿度和露点，而在冷却塔和蒸发式加湿器中则需要测量湿球温度，并且空气侧节能器可能需要焓值传感器。焓值表示与热力学变化有关的总热能（感热和潜热）。这些计算出的湿度参数通常可以直接从湿度传感器（如维萨拉传感器）获得。

用于空气侧节能器控制的三种常见传感器配置是干球、单焓值和双焓值。虽然干球控制是三种方法中最简单的，但如果在环境温度稍高且相对干燥时不打开节能器，可能无法取得潜在的节能效果。

双焓值的作用原理与此类似，只不过使用了两个焓值传感器；一个监测室外空气，另一个监测回风。如果室外空气焓值小于回风焓值，节能器将运行。

维萨拉的变送器为空调和节能等应用而设计；测量湿度和温度，得出露点、湿球温度和焓值的输出。虽然温度测量通常不会受漂移影响，但传统湿度传感器会出现漂移，所以维萨拉的湿度传感器采用了 HUMICAP® 技术，具备长期稳定性，并且对灰尘和冷凝等干扰不敏感。这些薄膜电容式湿度传感器已被需要长期准确、可靠、免维护湿度测量的多种应用的客户广泛使用并认可。

管道中的气流可让传感器快速响应不断变化的条件，而房间和其他空间中的空气流动可能很慢，因此有些数据中心更喜欢使用露点温度作为湿度控制参数，因为它不依赖于传感器的温度。

可能部署在数据中心的其他传感器会测量管道中和冷热通道之间的压差，以及额外的室外气象参数，例如气压、降雨量、风速和风向。这些测量可以由自动气象站、单个传感器或维萨拉的 WXT530 仪表执行，这些仪表采用固态技术，大幅降低了运营和维护成本。室外传感器应放在空气流通的位置，远离可能辐射热量和干扰测量的表面。当然，室外测量必须与室内测量一样准确可靠，因此即使在恶劣的环境中，维萨拉值得信赖的气象仪表也能提供所需的可靠性。

参考 1. 四个温差 - www.upsite.com/blog/the-4-delta-ts-of-data-center-cooling-what-youre-missing/