آلودگی های گازی در مراکز داده، تاثیرات و مخاطرات

آلودگی های گازی در مراکز داده، تاثیرات و مخاطرات

کیفیت هوای داخل IAQ اتاق سرور

کیفیت هوای داخل IAQ، در تعریف لغوی به معنای هوایی با مشخصات کنترل شده متناسب با کاربری مورد نظر می باشد. و به طور معمول در رابطه با سلامتی و آسایش حرارتی افراد تعریف می گردد. کیفیت هوای داخل دیتاسنتر می تواند توسط ذرات ریز و آلودگی های گازی کاهش یابد که در فضاهایی که انسان ها تردد دارند، این امر می تواند منجر به ایجاد انواع بیماری ها، مشکلات چشمی و آلرژی ها بشود. سیستم تهویه دقیق و کولینگ اتاق سرور، وظیفه کنترل و تامین شرایط محیطی؛ رطوبت مناسب و دمای استاندارد اتاق سرور را بر عهده دارد. با استفاده از تجهیزات کنترل ظرفیت در تجهیزات تهویه دقیق اتاق سرور و سرمایش دیتاسنتر ( پکیج مخابراتی InRoom و خنک کننده InRow ) دما مناسب و با استفاده از کوئل های سرد و رطوبت زنها، رطوبت مناسب اتاق سرور و مرکز داده تامین می گردد.

به طور معمول، وقتی صحبت از کنترل شرایط محیطی در دیتاسنتر و مرکز داده می شود، ذهن به سمت تامین شرایط هوا برای افراد و آسایش حرارتی آنها کشیده می شود، اما در مراکز داده و فضاهای جانبی آن، کنترل شرایط محیطی نه برای افراد و بلکه با توجه به شرایط نگهداری تجهیزات صورت می پذیرد. سرور ها و تجهیزات الکترونیکی مراکز داده پردازی دیجیتال؛ سرور روم ها و اتاق های کامپیوتری تولید حرارت و آلودگی های گازی می نمایند و دارای قطعات آسیب پذیر در برابر سطح رطوبت بالا، نوسانات دمایی، غبار و تخلیه الکترواستاتیکی هستند.

عدم کنترل شرایط محیطی، دما و رطوبت اتاق سرور؛ مرکز داده و دیتاسنتر، منجر به ایجاد مشکلاتی مانند خرابی بخشی از بردهای الکترونیکی، کاهش عمر مفید تجهیزات مخابراتی یا از سرویس خارج شدن دیتاسنتر و اتاق سرور می شود که خسارت های فراوانی را در پی خواهد داشت. مراکز دیجیتال مخابراتی؛ مراکز داده و دیتاسنترها، یکی از انواع اتاق های تمیز هستند که دارای تجهیزات الکترونیکی و مخابراتی با بار گرمایش محسوس بسیار زیاد و نسبت حرارت محسوس نزدیک به یک هستند. تحقیقات نشان داده است که حرارت و رطوبت می تواند به عنوان عامل کاتالیزور خوردگی ناشی از آلودگی های گازی عمل نماید. لذا کنترل آلودگیها، رطوبت و دما در مرکز داده می تواند در حفظ کیفیت عملکرد تجهیزات مخابراتی بسیار موثر باشد.

آلودگی های گازی مرکز داده

ذرات و غبارات ریز موجود در هوا و آلودگی های گازی، می توانند باعث خسارت به سرورها، بردهای الکترونیکی دیتاسنتر و تجهیزات مخابراتی مراکز دیجیتال مخابراتی شود. باید در نظر داشت که کیفیت هوای داخل اتاق سرور می تواند توسط آلودگی های محیط داخلی و خارجی کاهش یابد، ولی از کار افتادگی تجهیزات مخابراتی دیتاسنترها، عمدتا به دلیل منابع آلوده کننده خارج از فضای مرکز داده می باشد. این آلودگی ها شامل اکسید های سولفور و نیترات، سولفید هیدروژن، ازن، کلرین و گازهای احتراق خروجی از وسایل نقلیه موتوری می باشد.

تحقیقات نشان داده است که سه نوع آلودگی گازی، از اصلی ترین عوامل خرابی بردهای الکترونیکی و از بین رفتن تجهیزات مخابراتی و الکترونیکی هستند. اسیدهای گازی مانند سولفید هیدروژن، اکسید نیتروژن، سولفور، کلرین و فلوراید هیدروژن؛ گازهای خورنده کاستیک مانند آمونیاک و آمینه؛ و در نهایت گازهای اکسید کننده مانند ازن از اصلیترین گازهای آسیب رسان به تجهیزات الکترونیکی اتاق سرور و دیتاسنتر می باشند. ذرات موجود در هوا مانند غبارات اثر مخرب کمتری در مقایسه با آلودگی های گازی دارند، اما در بین این غبارات و ذرات نیز می بایست بیشترین توجه به ذرات آلوده کننده با اندازه کمتر 2.5 میکرومتر شود.

نوع فیلترهای هوای مرکز داده

در هر سایت مرکز داده و اتاق سرور، ترکیبی متفاوت از آلودگی ها را با توجه به منطقه ای محل ساخت، نوع سیستم سرمایش دیتاسنتر و همچنین چیدمان تجهیزات کولینگ و تهویه دارا می باشد. انجمن ASHRAE آمریکا، پیشنهاد می کند که مراکز داده به عنوان یک اتاق تمیز ISO8 ( کلاس تمیز یکصد هزار ) در نظر گرفته شوند، لذا بایستی سیستم فیلتراسیون هوای مرکز داده ( نصب شده در تجهیزات تهویه دقیق و سرمایش دیتاسنتر مانند پکیج مخابراتی و خنک کننده InRow ) براساس الزامات ذیل در نظر گرفته شده باشد:

1. هوای داخل اتاق سرور به طور مداوم توسط یک فیلتر MERV 8 با راندمان 25 الی 30 درصد می بایست تصفیه گردد. (قابل نصب در دستگاه های کولینگ و تهویه مرکز داده )
2. هوای بیرون بایستی توسط یک فیلتر MERV11 با راندمان 60 الی 65 درصد و یا MERV 13 با راندمان 80 الی 90 درصد تصفیه شود و سپس وارد فضای اتاق سرور و مرکز داده شود.

فیلتراسیون هوای مرکز داده و اتاق سرور بایستی به گونه ای صورت پذیرد که تمامی غبارات مرطوب که رطوبت نسبی هوا را به بیش از حد ماکزیمم مجاز رسانده اند، جمع آوری شوند. این مهم بیشتر در اتاق سرور ها و مراکز داده ساخته شده در محیط های شرجی، محیط های صنعتی و کارخانجات نمود پیدا می کند انجمن ASHRAE آمریکا الزام می نماید که کلیه آلودگی های گازی بایستی طبق استاندارد ANSI/ISA-71.04-2013 به گونه ای کنترل شود که شرایط ذیل تامین گردد:

1. نرخ واکنش های عنصر مس می بایستی کمتر از 300 آنگستروم در ماه باشد.
2. نرخ واکنش های عنصر نقره می بایستی کمتر از 200 آنگستروم در ماه باشد.

انجمن ASHRAE  آمریکا موکدا پیشنهاد می نماید که در صورتی که هوای اتاق سرور و مراکز داده حاوی میزان بالاتری از استاندارد آلودگی های گازی باشد، از فیلترهای گازی ویژه ای برای هوای ورودی و هوای داخل اتاق سرور و مرکز داده استفاده گردد. این امر بخصوص در مراکز داده ای که از سیستم سرمایش فری کولینگ هوای بیرون ( سرمایش رایگان ) به صورت مستقیم استفاده می نماید، می بایست بیشتر مورد توجه قرار گیرد. و در هنگام طراحی سیستم خنک کننده مراکز داده و تهویه اتاق سرور، هزینه های بهره برداری از سیستم سرمایش فری کولینگ نیز در پارامترهای پیش طراحی سیستم تهویه دقیق و کولینگ اتاق سرور و سرمایش دیتاسنتر لحاظ گردد.

اطلاعاتی وجود دارد که نشان می دهد در اتاق های سرور و مراکز داده ای که در مناطق با سطح بالایی از آلودگی ها ساخته شده است، نرخ از کار افتادگی تجهیزات مخابراتی و سرورها بیشتر اتفاق افتاده است. تامین دما مناسب و رطوبت استاندارد در مراکز دیتاسنتر، جهت کارکرد دائم و مطمئن تجهیزات داده پردازی لازم و ضروری است..

تهیه و تنظیم: محمود حسین زارع، کارشناس ارشد تبدیل انرژی