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气流管理注意事项:人体舒适安全与服务器进风温度

来源:机房360 作者:CC编译 更新时间:2017/8/21 9:56:11

摘要:气流管理的考虑将告诉我们如何利用优秀的气流管理实践来降低数据中心的运营成本费用。 在这七部分系列的前几部分中,我向大家展示了现在运行的大部分数据中心都会比传统的数据中心运行温度要高,接着,在服务器性能受到不利影响之前,服务器价格溢价消耗机械设备节省之前,服务器风扇能耗也会相应的增加。

  气流管理的考虑将告诉我们如何利用优秀的气流管理实践来降低数据中心的运营成本费用。 在这七部分系列的前几部分中,我向大家展示了现在运行的大部分数据中心都会比传统的数据中心运行温度要高,接着,在服务器性能受到不利影响之前,服务器价格溢价消耗机械设备节省之前,服务器风扇能耗也会相应的增加。

  接着,我建议数据中心采用无冷水机组的装置比传统数据中心采用冷却装置的药更为实用,并通过一系列数据来证明我的观点,OEM的IT设备通常比主流允许的标准以及行业准则,有着更为宽泛的湿度范围。

  该系列的前五部分提供了制造商的产品信息,独立实验室研究成果、数学模型计算的结果,这些数据与数据中心的设计相结合,规划、设计、实施在没有冷水机组或制冷剂来冷却数据中心的情况下的功效相结合的结果是什么。在第六部分中,我向大家展示了如何使用ASHARE“X”(未知因素)来预测在不同温度环境下,运行服务器,会对服务器自身的寿命、可靠性造成的影响。

  到目前为止,我的初衷是,为数据中心内网络设备正常、健康运行而努力,并有效控制环境运营费用。 在第七部分中,我将重点从服务器运行健康转移到数据中心运维人员的健康,特别是在声音对运维人员的危害都有哪些, 现在的这篇文章,将继续关注工作人员在高温环境下的身心健康。

  我们都听到了行政部门的工作人员在出入数据中心时,总说感到的不适,为此发出总在抱怨:“他们称这个是热通道,就是因为这个原因,才让我们进去的时候感到很不舒服。”

  但是,正如我在前七期中所讨论的那样,在这次的系列文章中,我们可以看到冷通道比热通道更热,事实上,这个问题对安全性的影响却更小。 毕竟,当我们允许“冷”通道上升到100˚F(38℃)时,我们应该期待在热通道看到温度120-130˚F(49—54℃)范围内。

  目前,还没有看到ASHRAE警告我们的140-160˚F(60-71℃)的现实例子,但是,我们可以合理地期待在未来,能够看到更多的极端温度,因为供应商为此提供持续的保证,通过利用供应商的保障,才有机会在此阐述节能。

  此外,对在高温对工作环境中工作,还有一些无稽之谈,例如OSHA(职业安全与健康管理局)要求运维人员的工作范围就是热通道。可事实上,OSHA并没有对此做出任何明确的规定,包括:对温度的限定,以及相应的监管标准等; 尽管如此,数据中心的雇主,包括业主、运营商,对一般责任条款要负责,第五节(a)(1)的职业安全与健康法案1970(OSHA),该条款要求雇主提供的工作环境为“ 不被认为是能够造成或可能导致死亡或严重伤害员工的空间,同时能够识别危险。“法院对此已经采取了行动,表明这一一般责任条款规定,雇主必须提供一个这样的工作环境,以避免被业界认定为危险的环境或活动,包括与热相关的危险。

  作为数据中心行业本身来讲,虽然大家都意识到在高温的环境有一定的潜在的危险隐患,但这些潜在的危险隐患却无法量化,因此,需要在其他地方入手,找寻一些指导。首先,我们需要了解如何测量温度。在数据中心,我们熟悉干球温度和湿球温度,但对运维人员的影响,我们介绍了湿球温度(WBGT),它是由:

  WBGT = 0.7TW+0.2TG+0.1TD

  Where

  TW = Wet Bulb Temperature湿球温度

  TG = Globe Temperature (radiant heat) 温度计温度(辐射热)

  TD = Dry Bulb Temperature干球温度

  辐射热因子是该计算的一部分,因为大多数热应激指南是围绕户外工作编写的。 虽然我们可能怀疑服务器机柜、遏制结构的表面导电传热会产生一些辐射热,但傅里叶定律中关于计算这种传热的关键变量是内部环境温度和 外部环境温度,这种差异在热通道中是无关紧要的。

  虽然在冷通道中应该有一些可测量的辐射热,例如,简单的说,假设热通道,在干球温度和温度计之间的温度基本是平衡的。 例如,75˚F(24℃), 20%RH(湿度),得到的是:

  (0.7 x 54) + (0.2 x 75) + (0.1 x 75) = WBGT(湿球温度) of 60.3

  为便于说明,在计算的基础上,我们看到以下温度下的湿度

  24℃ @ 60% RH = 71.25˚F WBGT

  24℃ @ 20% RH = 71.1˚F WBGT

  32℃ @ 60% RH = 83˚F WBGT

  38℃@ 20% RH = 78.3˚F WBGT

  38℃@ 60% RH = 91.6˚F WBGT

  这些参考实例对于打破ASHRAE的警告实际上是有意义的,即国家职业安全与健康研究所(NIOSH)关于接触限值的建议的所有温度阈值都低于各种ASHRAE服务器类别的任何最大允许温度限值 。

  例如,当NIOSH图表建议在88˚F(31℃)WBGT下工作15分钟,中度工作45分钟,40%RH的实际冷通道干球温度为110˚F(43.3℃),相对于30%RH 将达到118˚F(48℃),远高于ASHRAE根据NIOSH推荐的下表1中的接触限值建议的警告值。


表1:允许的热暴露阈值限制值(TLV)

  自从ASHRAE准则发布以来,NIOSH随后对此进行了更新,从而消除对WBGT(湿度)的任何混淆。

  表2显示温度调整后,重新推荐的温度暴露值。这张表的基准温度是基于室内在有30%的阴凉处的相对湿度。

  这些温度是日照温度,与我们无关,会对湿度或多或少有一定的影响,特别地-8在10%RH,-4为20%,+3为40%,+6为50%,+9为60%。




图2 :正常着装的工作人员休息时间表

  这通常比一般的行业指导标准要低,在较高的温度下,与较低的湿度相比,运维人员会更感到的安全与舒适。

  最后,将这些指南应用于高效的数据中心总体管理计划时,要对NIOSH做出说明的是,轻度、中度重度工作都意味着什么。我发现并没有明确的定义专门针对数据中心工作环境,因此,需要再次从其他参考点进行推断。 表3提供了一些军事示例。



图3:军事工作/休息活动定义

  工业与工程的例子,是从一本教科书摘选(教科书发行已有25年)


图4:规划休息时间表的工作级别示例

  以上这些例子应用于数据中心工作人员的日工作水平,以确定如何最好地规划管理在多少温度下工作 的时间限制,但是我认为在初始建设之后或者可能排除一些遏制结构安装和组装,因为,大部分的工作都不可能只在通道内完成。

  综上所述,即使您已经接受了之前文章中提出的冷、热通道温度的认可,冷通道和热通道之间的温度的暴露水平也会有显着差异。

  因此,进一步的考虑可能是使用烟囱柜进行遏制,以尽量减少热暴露,或部署开放的计算机服务器或其他标准的商业服务器,从机柜前面进行维护,并结合热通道遏制来控制热暴露。

  另一方面的可考虑是当数据中心温度变得平稳,可以安排运维人员安排成三班倒,分三组轮换上班,并在一年中的较冷时间里,安排主要的升级或扩建改造项目。

  在过去一段时间里,我陆续介绍了如何在更高温度的数据中心内,保持数据中心正常运行,认真考虑了设计和运行空间内种种问题,与大家讨论了无需任何冷却设备以及制冷剂冷却。 在最后的文章中,将焦点转向了在这数据中心兢兢业业工作、管理的的运维人员,并且为了保证他们在此工作感到舒适,而做出一点贡献。希望能够帮到大家,未来,期待通过大家的反馈,彼此学习到更多。

  责任编辑:DJ编辑

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