Содержание
Стратегии контроля и снижения загрязнений
Контроль загрязнений в центрах обработки данных направлен на предотвращение попадания пыли и газовых примесей в машинные залы, а также на создание стабильного микроклимата с регулируемыми параметрами давления, температуры и влажности. В зависимости от схемы вентиляции и охлаждения применяются различные подходы: от полной рециркуляции воздуха до систем с использованием наружного воздуха («свободное охлаждение»).
Основные принципы организации очистки
- Удаление загрязнений осуществляется через систему кондиционирования, включающую пылевую и химическую фильтрацию.
- Системы очистки могут работать в трёх режимах:
- только с рециркуляцией воздуха;
- с подачей наружного воздуха для поддержания избыточного давления;
- в режиме естественного охлаждения («фрикулинг»), когда наружный воздух используется для отвода тепла.
- Оптимальной считается многоступенчатая схема с отдельными секциями для фильтрации пыли и газов, встроенными в приточные установки или блоки кондиционирования серверных помещений.
Следует учитывать, что стандартные кондиционеры серверных помещений обычно имеют только пылевые фильтры и не рассчитаны на установку сорбционных кассет. Перед добавлением химической фильтрации необходимо уточнить допустимое аэродинамическое сопротивление и конструктивные ограничения оборудования.
Базовые требования к системе
Перед внедрением систем усиленной очистки воздуха необходимо учесть особенности конструкции и эксплуатации помещений.
Избыточное давление воздуха
Для предотвращения подсоса загрязнённого воздуха помещения ЦОД поддерживаются при избыточном давлении 5–10 Па относительно соседних зон. Это достигается подачей наружного воздуха в объёме 3–6 крат воздухообмена в час (5–10 % от объёма помещения в минуту).
Рециркуляция воздуха
При недостаточной герметичности помещения или высокой внутренней запылённости необходимо предусматривать циркуляцию воздуха через фильтрующие блоки. Рекомендуемый диапазон — 6–12 крат воздухообмена в час (10–20 % от объёма помещения в минуту).
Рециркуляция необходима, если:
1. Помещение не герметично. 2. В зале высокая пешеходная активность. 3. Источники внутренних загрязнений невозможно устранить. 4. Кондиционеры или воздуховоды расположены вне машинного зала. 5. Наружные стены помещения непосредственно граничат с улицей.
Герметизация защищаемых зон
Без надлежащей герметизации невозможно поддерживать стабильное давление и чистоту воздуха. Необходимо:
- герметизировать вводы кабелей, трубы и швы строительных конструкций;
- установить уплотнения на дверях и люках;
- исключить подсос воздуха под фальшполом и над подвесным потолком.
Контроль температуры и влажности
Коррозионная активность воздуха резко возрастает при относительной влажности выше 60 %. Рекомендации ASHRAE (технический комитет 9.9) определяют оптимальные диапазоны температуры и влажности:
| Класс оборудования | Температура, °C | Относительная влажность, % | Точка росы, °C |
|---|---|---|---|
| A1–A4 | 18–27 | 40–60 | ≤15 |
| A1 | 15–32 | 20–80 | ≤17 |
| A2 | 10–35 | 20–80 | ≤21 |
| A3 | 5–40 | 8–85 | ≤27 |
| A4 | 5–45 | 8–90 | ≤27 |
Резкие изменения влажности вызывают локальную конденсацию и ускоряют коррозию контактов. Рекомендуется поддерживать стабильность температуры ±2 °C и влажности ±5 %.
Распределение воздуха и фильтрация
Воздух после охлаждения в кондиционерах поступает в подпольное пространство и через перфорированные панели — в зону оборудования. После прохождения через серверные стойки воздух возвращается обратно для повторной очистки и охлаждения.
Любой приточный воздух должен проходить через высокоэффективные пылевые фильтры (НЕРА) с улавливанием не менее 99,97 % частиц размером 0,3 мкм. Дополнительно применяются химические фильтры на углеродной или волокнистой основе, обеспечивающие удаление газовых загрязнителей.
Типы систем очистки
- Модульные кассеты с сорбентом — устанавливаются в существующие воздуховоды.
- Боковые фильтрующие секции — системы бокового доступа для приточного воздуха; могут работать автономно.
- Блок избыточного давления — установка, создающая положительное давление и очищающая приточный воздух.
- Рециркуляционный блок — устройство для повторной фильтрации воздуха в помещении.
- Глубинный фильтр — установка с толстым слоем сорбента для регионов с высоким уровнем загрязнения.
- Подпольная фильтрация — размещение фильтров под фальшполом для очистки воздуха, поступающего в серверные ряды.
Схема распределения систем очистки
Пример размещения оборудования очистки воздуха и датчиков контроля коррозии
Совместное использование разных систем обеспечивает устойчивое качество воздуха: приточные установки и блоки избыточного давления подают очищенный воздух, рециркуляционные и глубинные фильтры обеспечивают постоянную очистку, а пластины-индикаторы и датчики фиксируют коррозионную активность среды.
Использование наружного воздуха (естественное охлаждение)
При применении наружного воздуха для охлаждения («свободное охлаждение») в систему включаются фильтры не ниже класса ePM₂.₅ (MERV 11–13). В районах с загрязнённой атмосферой дополнительно устанавливаются углеродные или химически активные фильтры, предотвращающие попадание сернистых и хлорсодержащих соединений.
Системы естественного охлаждения снижают энергопотребление, но увеличивают риск загрязнения. Необходимо проводить оценку качества наружного воздуха и обеспечивать многоступенчатую фильтрацию с контролем состояния фильтров.
Ключевые идеи
- Контроль загрязнений обеспечивается избыточным давлением, герметичностью и многоступенчатой фильтрацией воздуха.
- Воздухообмен: 3–6 крат/час для притока, 6–12 крат/час для рециркуляции.
- Температура — 18–27 °C, влажность — 40–60 %.
- При использовании наружного воздуха обязательна химическая фильтрация.
- Для мониторинга среды применяются пластины-индикаторы коррозии и датчики реактивности.
- Комбинация разных фильтров и блоков обеспечивает надёжную защиту оборудования от пыли и газовых загрязнителей.