Это старая версия документа!
Содержание
Стратегии контроля и снижения загрязнений
Контроль загрязнений в ЦОД направлен на предотвращение попадания пыли и газовых примесей в машинные залы, а также на создание стабильного микроклимата с регулируемым давлением, температурой и влажностью. В зависимости от архитектуры систем вентиляции и охлаждения применяются различные подходы: от полной рециркуляции воздуха до схем с использованием наружного воздуха («свободное охлаждение»).
Основные принципы организации очистки
- Удаление загрязнений осуществляется через систему кондиционирования, включающую пылевую и сорбционную фильтрацию.
- Системы очистки могут работать в трёх режимах:
- только с рециркуляцией воздуха;
- с притоком наружного воздуха для поддержания избыточного давления;
- в режиме «свободного охлаждения», когда наружный воздух используется для отвода тепла.
- Оптимальной считается многоступенчатая схема с отдельными секциями для фильтрации пыли и газов, интегрированными в установки приточного воздуха или в блоки CRAC.
При проектировании следует учитывать, что стандартные кондиционеры машинных залов обычно имеют встроенные пылевые фильтры, но не рассчитаны на установку сорбционных (газоочистных) кассет. Это требует уточнения допустимого аэродинамического сопротивления и конструктивных ограничений.
Базовые требования к системе
Перед внедрением систем усиленной очистки воздуха необходимо учитывать конструктивные и эксплуатационные особенности помещений.
Избыточное давление воздуха
Для предотвращения подсоса загрязнённого воздуха помещения ЦОД поддерживаются при избыточном давлении 5–10 Па относительно окружающих зон. Это достигается подачей наружного воздуха в объёме 3–6 крат воздухообмена в час (5–10 % от объёма помещения в минуту).
Рециркуляция воздуха
При плохой герметичности помещения или высокой внутренней активности загрязнений необходимо предусматривать рециркуляцию воздуха через блок очистки. Рекомендуемый диапазон — 6–12 крат воздухообмена в час (10–20 % от объёма помещения в минуту).
Очистка с рециркуляцией применяется, если:
1. Помещение не герметично. 2. В зале высокая пешеходная активность. 3. Источники внутренних загрязнений невозможно устранить. 4. Кондиционеры CRAC установлены вне машинного зала. 5. Наружные стены помещения непосредственно граничат с улицей.
Герметизация защищаемых зон
Без надлежащей герметизации невозможно поддерживать стабильное давление и уровень чистоты воздуха. Необходимо:
- герметизировать вводы кабелей, трубы и швы строительных конструкций;
- установить уплотнения на дверях и люках;
- исключить подсосы воздуха под фальшполом и над подвесным потолком.
Контроль температуры и влажности
Коррозионная активность воздуха резко увеличивается при относительной влажности выше 60 %. Рекомендации ASHRAE TC9.9 указывают 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 колебания влажности приводят к локальной конденсации и ускоренной коррозии контактов. В ЦОД рекомендуется поддерживать стабильность температуры ±2 °C и влажности ±5 %.
Распределение воздуха и фильтрация
Воздух после охлаждения в блоках CRAC поступает в подпольное пространство и через перфорированные панели — в зону оборудования. После прохода через серверные стойки воздух возвращается в CRAC для повторной фильтрации и охлаждения.
Любой приточный воздух должен проходить через высокоэффективные пылевые фильтры (HEPA) с улавливанием не менее 99,97 % частиц размером 0,3 мкм. Дополнительно устанавливаются сорбционные кассеты (например, ALNF или ECC), обеспечивающие удаление газовых примесей.
Типы систем очистки
- Модульные фильтрующие секции (Bulk Media Modules) — сменные блоки с сорбентом для установки в существующие воздуховоды.
- Side Access System (SAS) — боковая кассетная система для приточного воздуха; может работать автономно или совместно с приточными установками.
- Positive Pressurization Unit (PPU) — автономный блок, создающий избыточное давление и фильтрующий приточный воздух.
- Recirculating Air Unit (RAU) — автономная система с фильтрацией и рециркуляцией воздуха внутри помещения.
- Deep Bed Scrubber (DBS) — установка с глубинным слоем сорбента для регионов с высоким уровнем загрязнения.
- Подпольная фильтрация (Under-Floor Air Filtration) — установка сорбционных кассет под фальшполом для полной очистки холодного воздуха, подаваемого в серверные ряды.
Схема распределения систем очистки
Пример размещения оборудования очистки воздуха и датчиков контроля коррозии
Сочетание нескольких систем обеспечивает устойчивый контроль за содержанием загрязнителей: SAS и PPU подают очищенный воздух с избыточным давлением, RAU и DBS обеспечивают постоянную фильтрацию рециркуляции, а датчики ERM и пластины-индикаторы CCC фиксируют коррозионную активность среды.
Использование наружного воздуха (экономайзер)
При использовании наружного воздуха для охлаждения («свободное охлаждение») в систему включаются фильтры не ниже класса ePM₂.₅ (MERV 11–13). В регионах с загрязнённой атмосферой дополнительно устанавливаются сорбционные фильтры ECC или ALNF, предотвращающие попадание сернистых и хлорсодержащих соединений.
Экономайзер снижает энергопотребление, но увеличивает риск загрязнения воздуха. При проектировании требуется оценка качества наружного воздуха и обеспечение многоступенчатой фильтрации.
Ключевые идеи
- Контроль загрязнений обеспечивается избыточным давлением, герметичностью и многоступенчатой фильтрацией.
- Воздухообмен: 3–6 крат для притока, 6–12 крат для рециркуляции.
- Температура — 18–27 °C, влажность — 40–60 %.
- При использовании наружного воздуха обязательна сорбционная фильтрация.
- Для мониторинга среды применяются датчики коррозии и реактивности (CCC, ERM).
- Комбинация систем SAS, RAU, DBS и ECC/ALNF обеспечивает наилучшую защиту оборудования от загрязнений.