许多公司依靠数据中心存储来确保其信息在现场位置、外部建筑物或两者的组合中的安全。由于这些建筑物内装有大量运行设备，因此温度调节至关重要。在 IT 负载产生的热量、外部环境和天气模式之间，许多因素都会影响设备的效率。
什么是数据中心温度传感器？
温度传感器可以轻松监控您设施中的环境并对任何变化做出适当响应。通过适当的放置，只要有可能影响设备效率的显着增加或减少，您就会收到通知。本指南将带您了解温度和湿度监控的重要性、数据中心温度传感器的最佳放置位置以及如何确保您拥有可靠的冷却系统。
为什么温度监测对数据中心很重要？
在运行可靠的数据中心时，环境控制是维护和监控的重要组成部分。你们的中心包含大量有价值的技术和设备，所有这些都对外部因素很敏感。它们依赖于一个受控的环境以全效率运行。
应对天气和气候
由于数据中心是物理设施，因此它们会受到多种环境因素的影响。天气对您的中心运行状况影响最大的因素之一是天气。中心的位置可以决定您最需要注意哪些元素。
例如，如果中心位于炎热地区，或者在温度频繁波动的地区调整控制系统，您需要更多地关注保持中心冷却。但就天气而言，热量并不是唯一的问题。您还需要考虑风暴的普遍性、暴雨期、湿度和任何自然灾害的可能性。无论一般气候如何，注意力都是维护数据中心内部环境的关键。
温度和湿度水平会对您的设备产生严重影响，这就是为什么让它们保持平衡并完全在单位阈值内至关重要的原因。就温度而言，计算机具有它们最有效运行的最小值和最大值。如果中心变得太热或您无法正确控制气流，则可能导致停电和效率低下。
虽然大多数中心操作员都了解温度调节的重要性，但有些人可能会忽略控制空气中水分含量的必要性。潮湿的数据中心会导致您的设备（硬盘驱动器、主板和插座）中形成冷凝水。如果确实发生冷凝，它可能会损坏您的计算机并可能导致代价高昂的停机。
平衡机架密度
除了天气和一般气候等外部因素外，机架的密度也起着重要作用。高密度和低密度机架都可能导致设备效率和安全性问题。
为了未来的潜在增长，一些中心经理可能会选择让货架区域保持开放。然而，低密度机架意味着气流间隙。这些空间可能会导致冷气，从而污染通过热机架的空气，并可能导致效率低下。它还需要更高水平的监控和更多能量来保持空气调节——这意味着更高的费用。
根据 Uptime Institute 2018 年的调查，越来越多的数据中心以高机架密度运行。在受访者中，19% 的人报告其最高服务器密度为 每机架超过 30 千瓦 (kW)，其中 5% 的服务器密度超过 50 千瓦。虽然正确配置的高密度机架可以在您的数据中心内产生更自我调节的气流，但它们也会产生更多的热量。反过来，您将不得不更加关注冷却管理。
高密度区域的最佳选择是为每排或每机架提供冷却解决方案，而不是依赖环境温度调节器。
停电预防和环境监测
气候控制和温度传感器可帮助您监控和调整数据中心内的条件。它们使观察整个数据中心和单个机架的温度和湿度变化变得相对简单。
通过跟踪模式并持续监控班次，您可以修改内部条件以支持最佳效率并防止停机。但在您可以放置传感器或在您的设备上保持准确的标签之前，您必须了解您中心的当前气流和阈值。
在温度方面，某些单元可能与其他单元具有不同的容差，并且布局会影响阈值水平和气流模式。了解中心的一般温度限制以及每台计算机或机架的个性化需求至关重要，这样您才能提供有效的冷却解决方案。
首先，必须满足所有要求合规的国家和地方法规，例如美国国家消防协会 (NFPA) 的法规，尤其是与灭火和冷却相关的 NFPA 75 和 76。数据中心管理人员还可以遵循最佳环境控制的设计、性能和绿色标准，以及国际基础设施标准和认证，例如美国国家标准协会 (ANSI) 的标准。
无线传感器网络 (WSN) 还可以帮助您改造您的中心，以创建更节能的冷却环境。早在 2001 年开发 的能效改造包括安装由通用无线保真网络连接的单个传感器的网状系统。WSN 主动测量数据中心内的温度，让您的操作员能够更深入地了解环境条件和趋势。
机架内与室内放置
了解您的布局以及它如何影响气流和平均温度对于安装最佳解决方案至关重要。为了对数据中心的内部温度进行最佳控制，您需要将传感器放置在能够提供最准确和全面读数的区域。
根据您的机架密度、房间大小和偏好，有两种主要的传感器放置选项：
机架内传感器
第一种选择是将传感器放置在机架内。空气温度可能因机架而异，甚至在同一组的不同区域中也可能不同。通过将它们靠近设备，您可以获得一般、入口和出口温度的准确读数。
如果要测量最高温度，可以将传感器放置在机架顶部。热量自然会上升到房间的顶部，理论上，靠近地板的单元的读数总是较低。
但是，这并不意味着您应该忽略其他领域。使用服务器机架温度传感器，您可以将它们放置在顶部、底部和中心，以获得更准确的读数和气流映射。顶部的传感器应用作最坏情况读数，而放置在中心周围的传感器将获得更接近房间平均值的读数。
当您使用机架内传感器时，了解空气在机架中的流动方式也很重要。该模式应确定任何冷却解决方案的最佳设置。
有许多可能的计算机热探头放置位置，使您能够获得特定目标区域的读数。您可以获取进气和排气的准确读数，或将它们应用于单元的内部处理器以监测独立部件的温度，例如 CPU 和 GPU。
但是，将传感器放置在远离直接进出计算机的气流的地方至关重要。这些区域在条件方面经历了最显着的波动。接近会影响读数，提供不准确的温度和湿度数据，并可能引发不必要的警报。
为了获得最彻底的保护和风险缓解，最好放置多个机架温度传感器，重点放在位于末端和中心的传感器。每个探测器应根据其位置和周围区域的温度变化具有不同的阈值设置。通过正确安装，您将能够绘制整个房间的状况图，确保对任何潜在风险进行全面监控和通知。
室内传感器
虽然机架内传感器非常适合提供小区域的读数，但室内传感器非常适合监测环境温度。它们可能不会为您提供从机架到机架的特定温度映射，但它们将帮助您跟踪整体状况并提供有关整个环境的信息。
与机架内的种类一样，将传感器放置在远离直接气流的地方很重要，因为它会对读数产生负面影响并导致误报。但是，找到最佳温度传感器位置可能更具挑战性。有多种因素会影响环境读数。
根据您中心的地理位置和内部建筑布局，您可能还必须避开传感器会暴露在阳光直射的区域，并将其放置在远离任何经常使用的门的地方。
如果您的中心确实有窗户、门或任何其他可能导致温度或湿度读数波动的元素，您可能需要进行一些试验和错误。要找出最佳位置，您可以在设定的时间段内将传感器移动到不同的位置。提供最可靠读数的定位是您中心的最佳选择。
同样重要的是要记住每个数据中心都是不同的。从地理位置到内部布局，一个中心的条件各不相同。有些可能需要更密切的监控，而另一些可能自然会有更好的温度控制。根据影响您中心环境的许多因素，您可能会发现一种类型的传感器放置比另一种效果更好，或者您需要将两者结合起来。
温度和湿度阈值
比拥有良好放置的传感器更重要的是了解如何正确设置警报。为此，您必须首先了解您中心的温度和湿度阈值。
由于数据中心包含大量电子设备，所有这些设备都对温度和湿度敏感，因此必须观察并保持在推荐的阈值内。如果级别超过限制，则可能导致效率低下和停机，甚至是永久性硬件损坏。通过注意阈值并维护环境，您可以确保更多的正常运行时间和效率。
美国采暖、制冷和空调工程师协会 (ASHRAE) 是确定温度阈值的行业领导者之一。正如 2016 年指南中所述，ASHRAE 建议将数据中心温度保持 在 64 度以上和 81 华氏度以下 ——范围仅为 17 度。阈值的任何变化都在 ASHRAE 对能源标准 90.4 的 2019 年更新范围内。
但是，阈值可能因计算机品牌和年龄而异。通常，旧显示器的工作余量较小。一些现代品牌甚至允许更高的限制，例如戴尔。一些戴尔服务器在更高的温度下运行得更好，它们最高效的设备在大约 80 华氏度下运行。检查您的硬件并根据行业标准和适合您的特定中心的组合来制定您的阈值至关重要。
为了在您的数据中心获得最佳结果，您应该设置多个传感器以在多个温度升高级别时提醒您。例如，您可以对它们进行编程，以在不同阶段警告您温度升高，并在温度接近最大阈值时发出最终严重警报。准备多个通知级别将使您能够及早发现过热的迹象，监控温度上升的速度，以及如果它自行冷却下来，最高气温会在哪里达到。
就湿度而言，您需要保持适当的水分平衡。虽然过多的水分会导致问题，但也不够。低湿度会导致静电放电，从而严重损坏服务器的关键组件。空气中过多的水会导致冷凝形成，从而损坏或腐蚀您的硬件并导致设备故障。
但是，通过一致的监测和控制，您可以延长设备的使用寿命并增加正常运行时间。ASHRAE 建议最低湿度为 20%，最高为 80%，最佳位置为 50%。目标是尽可能接近 50%。它将确保最佳性能并降低损坏或停机的风险。
就像温度一样，您应该创建早期和紧急警报，以确保您能够及时响应。对于预警，最好将警报设置为在 40% 和 60% 左右触发湿度，而关键通知应在 30% 和 70% 左右触发。
热风再循环
冷却数据中心的基本过程涉及控制气流。数据中心充满了冷暖空气。理想情况下，设备从您的冷却系统中吸入冷空气，冷空气穿过 IT 负载并进行热传递以冷却设备，然后作为热空气从另一侧排出。然而，仅靠架子放置不能为最佳再循环提供适当的条件。
虽然定位机架以形成热通道和冷通道可能有助于更好的一般气流，但它也可能导致热空气再循环问题。如果您只依赖机架和设备的布局，则无法保证热空气会到达冷却装置并通过 IT 负载再循环。如果没有直接影响该电路的系统，您最终可能会在整个数据中心出现热点。
为了有效地冷却您的设备，您的空气处理装置必须鼓励空气完成整个循环。首先，它必须帮助热空气上升。然后，它必须能够将冷却的空气推回一个区域，在该区域中它将通过 IT 负载循环回来。为获得最佳效果，您可以使用密闭室将热空气从回风口直接输送到冷却装置 。
密闭室可以帮助您直接调节热空气再循环。这些单元位于每个机架的顶部，并通过小型风扇响应气压和流量的变化。这些风扇根据是否有足够的空气循环来增加或减少它们的 RPM。例如，如果他们感觉到通过 IT 负载的冷却空气不足，他们会增加 RPM 以满足设备的需求并提供适当的排气压力。
您可以将这些密闭室应用于冷空气或热空气，形成冷通道密闭系统 (CACS) 或热通道密闭系统 (HACS)。防止两者混合很重要，因为热空气会提高冷空气的温度，从而导致冷却系统效率降低。如果您将热通道和冷通道布局与封闭系统结合使用，您可以将风扇能耗降低 大约 20% 到 25%。
架空空气输送
有效冷却的主要方法之一涉及顶部空气输送。有多种品种，但主要的两种来自活动地板设置和架上天花板管道。架空分配有助于将冷却空气移动到设备的进气口，使其流经 IT 负载并冷却内部硬件。安装可靠的 HVAC 系统是保持稳定环境温度的绝佳方式。
随着单位排气口的热空气上升，它将进入增压室或 HVAC 系统。这些通常位于结构天花板和特殊构造的下拉天花板之间，或位于带瓷砖的活动地板下方。冷却系统将吸入热空气，对其进行冷却，然后将其分散回您的设备中，从而完成再循环循环。
将空气输送系统放置在机架上方还可以让冷却的空气流过设备进气口。由于冷空气自然下沉，与使用地板内输送系统相比，您在移动它时花费的能量更少，您的冷却装置会将空气从地板向上推。
然而，架空系统也倾向于与上升的热空气竞争，这有时会使它们无效或效率低下。高架地板系统将 HVAC 定位在实心（通常是混凝土）地板和高架瓷砖和网格地板之间，可根据您的空间进行定制。这些布局有利于电缆管理、升级和设计更改的灵活性、建筑地面接入和整体冷却效率。它们还允许您创建冷热通道布置，从机架下方输送冷空气。
高效数据中心冷却系统的好处
保持环境温度和保持适当的气流对于数据中心的效率至关重要。但这并不是为您的中心安装最佳传感器配置和冷却系统的唯一好处。它还可以帮助您：
保持最佳环境
数据中心对它们包含的计算机和设备提出了很多要求。硬件不断运行、存储和处理大量信息。为其提供最佳环境将鼓励设备平稳高效地运行。
遵循行业最佳实践
在数据中心行业，许多最佳实践都围绕冷却技术和能源消耗展开。由于设备周围的环境会影响效率，因此您的冷却装置可以通过提高效率并提供空气来冷却设备的内部温度，从而有助于降低能源使用。
增加正常运行时间
湿度和温度都会导致停机和硬件损坏。通过持续监控和调整您的气流和冷却系统，您可以最大限度地减少因过热或冷凝而导致停机、数据丢失或必要维修的可能性。
可扩展性
数据中心经理知道规划潜在的未来增长非常重要。但是更多的设备意味着更多的热空气生产和对温度调节的需求增加。高效的冷却系统可让您轻松扩展，为更多公司提供可靠的数据存储解决方案，同时保持最适合您的硬件的设施环境。
减少能源使用和成本
冷却数据中心通常是一项昂贵的投资，但也是必要的。通过持续监控环境条件并设置可靠、高效的冷却系统，您可以显着降低冷却费用。
