机房空气卫士设计说明书(简)

1、 数据中心空气卫士产品 上海科力玛数据科技有限公司2015-05一简介：目前，针对针对数据中心，通讯中心（机房）的空气质量标准仅有可参考的国际标准ANSI/ISA S71.04-1985的G1级别（指机房适用级别）。中国还没有制定相关标准。 但是，这并不代表机房的空气质量普遍达标或不重要。事实上正相反，机房的空气质量非常恶劣。 近年，数据中心采用了大量高密度服务器。由于发现了服务器在空气污染物水平较高的情况下时有损毁现象发生，严重威胁数据中心安全，机房空气品质问题才被从新认识。为便于描述，我们按照影响对象的不同，将机房空气污染物分为两个大类：1.对服务器有较严重影响的空气污染物 硫化物 SO2

2、 氮氧化物 No2 达到一定程度的CO2 数据中心内的有害粉尘中均含有大量离子，氯盐。这些有害粉尘主要来自直径为 2.5-15 m 的室外粗尘以及直径为 0.1-2.5 m 的室外微尘（Comizzoli 1993）。 氨 NH3 氯气等卤素 臭氧2对IT运维人员有较严重伤害的空气污染物： 甲醛 苯，二甲苯等 二噁英等 氡 TVOC（总挥发性有机物） 图一. 室内空气污染的来源家具和地板甲醛油漆甲苯，苯，有机物电池室电力室浓硫化物周边车辆，油机启动汽车尾气，油机尾气室外新风带来的汽车尾气，工业排放，大气污染物SO2，NO, NO2, CO2, 颗粒物）保温材料，塑料增塑剂甲醛，有机物等复印机和

3、打印机 放射臭氧 生活排放，化粪池等氨气等建筑本身（水泥抗冻剂），大理石等氨，氡等二数据中心污染情况分析1数据中心污染物浓度级别 服务器级别要求的净化浓度：ppb级 人员要求： ppm 通常直接用污染物浓度评价室内污染水平。一是单位体积浓度ug/m3，二是单位质量浓度mg/m3。对低浓度污染物，可用ppb表示计数浓度。 ppm:体积或重量的百万分之一。 ppb：ppm的千分之一。结论：服务器对环境洁净的要求高于民用建筑标准。2数据中心污染物来源表1. 数据中心污染物来源分析表 来源释放的污染物汽车尾气SO2，SO3,HCI(盐酸）,NOX（氮氧化物）;电厂，热电厂SO2，NOX;电池室或UPS

4、SO2，H2S04（硫酸）;柴油机房NOX钢厂SO2，HF（氟化氢）;H2S纸浆厂SO2，Cl2;H2S烟厂SO2，HCN（氢氰酸）;H2S化工厂SO2;H2S,NH3（氨）,S打印室O33. 污染空气对服务器的影响在中国，特别是近些年发现很多数据中心出现莫名其妙的硬件故障率上升情况。经过多家IT设备生产商的共同怀疑和测评，得出的结论惊人相似： 中国数据机房空气污染物超标造成了IT设备硬件故障。原因主要为电子电路板腐蚀。具体表现为 ：铜蠕变腐蚀：含硫气体和湿气能够腐蚀电路板上所有暴露在外的镀铜。所生成的腐蚀产物（硫化铜）能够引起电路板蠕变，并会造成临近的相隔功能部件短路；银蠕变腐蚀：含硫气体即

5、使在干燥情况下也能腐蚀银，并生成硫化银腐蚀产物；硫化银大量聚集后会产生机械压力，从而破坏封装；并发生进一步腐蚀，直到部件中的所有银全都耗尽，最终导致断路；服务器惧怕污染空气的原因: 缩小电路板功能部件的尺寸并实现组件的小型化是改善硬件性能的重要手段，但是也更易受到数据中心环境中的污染物的污染； 根据欧盟环保要求 RoHS标准，IT设备生产商普遍摒弃了传统的铅焊接工艺，取而代之的是更加先进的银铜焊接工艺。这样做大大增加了设备的环保特性，但银铜焊接工艺对腐蚀性气体更为敏感。 缩小电路板功能部件的尺寸并实现组件的小型化是改善硬件性能的必要条件，但是也会使硬件更易受到数据中心环境中的腐蚀颗粒和气体的侵

6、袭。制造商们一直致力于维持不断缩小的硬件的可靠性。因此，有必要控制数据中心的空气污染物并指定其建议的可接受限值，这已成为确保 IT 设备持续可靠运行的关键所在。 图二. 硫化物对银铜的腐蚀情况在含有大量含硫气体的环境中，组件上的镀银被腐蚀并形成了硫化银“花朵”，从而造成组件故障图三. 硫化物对电路板的腐蚀情况含硫气体对于符合 RoHS 且表面涂有 OSP 的电路板上的铜所造成的腐蚀图四. 含有大量氯化镁离子湿离子造成的腐蚀美国某公司对机房的实测结果：美国某IT公司对31个机房进行测试。（这些机房均在北美地区。空气质量优于中国）。目的是考察机房中空气污染造成的银铜腐蚀并测评这种状况对服务器可能造

7、成的伤害。图五：腐蚀速率高于 1000C/月的 6 次银腐蚀，腐蚀速率为 0-100C/月的铜腐蚀有 26 次，而银腐蚀则为 0 次；腐蚀速率为 100-200C/月的铜腐蚀有 2 次，而银腐蚀则有 4 次；腐蚀速率为 200-300C/月的铜腐蚀有 2 次，而银腐蚀有 4 次；等等。图六：如底图所示，在这 31 个发生过因腐蚀导致硬件故障的站点中，银腐蚀速率通常要比铜腐蚀速率高出一个数量级或更多 ANSI/ISA-71.04-198 已发布了气体成分的环境限制。这些限制对于确定数据中心环境清洁度有着指导作用，但是，出于某些原因，对于测量腐蚀性或预测数据中心环境中的硬件故障率，它们却没有任何帮

8、助。首先，确定气体成分并不是一项简单的任务。其次，一般来说，通过气体成分来预测腐蚀速率也不是一项十分直观的工作。气体间的协同作用会让情况变得更加复杂。例如，经证实，二氧化硫或氢化硫本身对于银或铜并没有十分强的腐蚀性，但是当它们同其他气体（如二氧化氮和/或臭氧）结合后，就会对银和铜产生强烈的腐蚀性（Volpe 1989）。相对湿度对于铜的腐蚀速率有很大的影响，而银的腐蚀速率却与湿度无关（Rice 1981）三机房空气污染对运维人员的影响图七. 世界卫生组织空气污染程度分布图世卫组织对全球因空气污染（包括大气和室内污染源）造成的死亡率进行统计，中国和东南亚地区是全球污染最为严重的地区。而且因此而引

9、起的死亡率也居全球之首。对于数据中心和通讯中心，在装修过程中不可避免地大量使用胶水等各种高污染装修材料 ，含有甲醛、苯、二甲苯、氯仿、二恶英等有机挥发物，以及室外进入的多氯环苯等物质，这些挥发物会给人体带来危害。而且因为密封性要求较高，装修污染很难排除。造成机房空气污染大约民用办公和商场区域。表2. 污染空气危害化学污染物对人体的影响主要来源甲醛呕吐，刺激眼睛，头痛，头晕，致癌，呼吸系統刺激合成板，夹板，保温材料，家具等苯及其聚合物头晕，鼻腔刺激，头痛，强烈致癌油漆，合成材料，印刷品，墨水甲苯头晕，鼻腔刺激，头痛，强烈致癌油漆，溶剂，磨光剂 二恶英头晕，头痛，强烈致癌汽油，燃料，壁炉，烟气多氯

10、环苯强烈致癌、致畸尾气、烟气 四科力玛空气卫士产品介绍服务器的空气净化要求达到ppb级别。而民用过滤和净化方法仅适用于ppm级要求，两者相差百倍。即使是高净手术室，电子厂房等也仅要求高级别悬浮颗粒物的净化等级。但硫化物，氮氧化物的去除已经是分子级的要求，再高效的过滤也不可能留住分子。而传统的静电除尘，催化反应，光触媒，紫外照射等都是针对有机物和有害细菌等的普通人居场所的净化手段，对于服务器级完全不适用）。而且，民用空调的净化要求在检测方法上都不支持ppb（ppm水平的1/1000）级要求。所以，民用手段的净化机理基本停留在物理手段上 粗中高效过滤。科利玛空气卫士产品完全基于服务器级要求设计生产

11、。使用军用防化技术。采用特种复合型物理化学过滤材料。净化机理与普通民用空气净化方法具有根本性区别：已经从物理过滤和吸附过渡到物理和化学手段相结合，采用了以化学手段为主，物理吸附为辅的综合净化手段。另外，在机房施工时，会有大量建筑材料释放有毒有害气体，例如：甲醛，苯，二恶因等，其中有些是严重致癌物质。而且机房的密闭性要求远高于正常办公环境，污染物浓度偏高且不易消散。IT 运维人员在机房工作一段时间后往往感到非常不适并伴有喉咙红肿，刺痛；头痛等不良反应。在解决服务器安全的同时，科力玛产品解决了机房内综合污染物指标偏高问题。 保证IT运维人员长期在机房工作时不受到健康威胁。由于服务器要求远高于民用建

12、筑的净化要求，这一任务的实现对于科力玛技术来说是附带功能而且非常易于实现。科利玛技术成为目前世界上能够保证ppb级的服务器净化要求的极少数供应商。工作原理： 依托军用技术，科力玛专门针对数据中心的安全空气要求研发了专用复合型浸渍材料。保证过滤效果达到要求的ppb级。成为目前唯一能够承诺ppb级空气质量的专有技术。 化学浸渍材料主要根据用途和载体不同进行选择。举例如下： 复合材料层A：用于从低氧气体中去除2价硫化合物的浸渍涂层； 复合材料层B：用于去除氮的浸渍涂层； 复合材料层C：用于去除硫化氢和甲醛蒸气的浸渍涂层； 复合材料层D：用于去除氨气的浸渍涂层 科力玛空气卫士采用综合涂层，有效保证硫化

13、物，氮氧化物浓度达到ppb级别。同时对民用环境要求的甲醛，苯，TVOC等物质一并进行吸附分解。表3. 机组参数表空气卫士 SENTRY 系列型号1020m3/hr950-15001100-2500机组用电量kw11,7机组重量kg260180机组尺寸900/860/1850900/860/1850图八. 表4. 国标环境空气质量标准国标GB3095-1996 环境空气质量标准污染物名称取值时间污染物浓度限定mg/m3一级二级三级SO2年日平均值0.020.060.1日平均值0.050.150.25小时平均值0.150.50.7总悬浮颗粒物年日平均值0.080.20.3TSP日平均值0.120.30.5可吸入颗粒物年日平均值0.040.10.15PM10日平均值0.050.150.25NO2年日平均值0.040.080.08日平均值0.080.120.12小时平均值0.120.240.24O3小时平均值0.160.2表5.国标室内空气污染物标准室内空气污染物指标二氧化硫SO20.5mg/m31h平均值二氧化氮NO20.24mg/m