التبريد الحر في مراكز بيانات Selectel: كيف يعمل

يا هبر! قبل أسبوعين ، كان يومًا حارًا ، ناقشناه في "غرفة التدخين" في محادثة العمل. في غضون دقائق قليلة ، تحولت المحادثة حول الطقس إلى محادثة حول أنظمة التبريد لمراكز البيانات. بالنسبة للتقنيين ، وخاصة موظفي Selectel ، هذا ليس مفاجئًا ، فنحن نتحدث عن مثل هذه الموضوعات طوال الوقت.

أثناء المناقشة ، قررنا نشر مقال حول أنظمة التبريد في مراكز بيانات Selectel. تتناول مقالة اليوم التبريد الحر ، وهي تقنية مستخدمة في اثنين من مراكز البيانات لدينا. تحت القص - قصة مفصلة عن حلولنا وخصائصها. تمت مشاركة التفاصيل الفنية من قبل ليونيد لوباندين ، رئيس قسم خدمة أنظمة تكييف الهواء والتهوية ، ونيكولاي روبانوف ، كاتب تقني أول.

أنظمة التبريد في Selectel

فيما يلي وصف موجز لأنظمة التبريد التي نستخدمها في جميع منشآتنا. سننتقل إلى التبريد المجاني في القسم التالي. لدينا مراكز بيانات متعددة في موسكو وسانت بطرسبرغ ومنطقة لينينغراد. تختلف الأحوال الجوية في هذه المناطق ، لذلك نستخدم أنظمة تبريد مختلفة. بالمناسبة ، في مركز بيانات موسكو ، غالبًا ما كان من المزاح أن المسؤولين عن التبريد متخصصون بألقابهم Kholodilin و Moroz. لقد حدث ذلك عن طريق الصدفة ، ولكن لا يزال ...

فيما يلي قائمة بالتيار المستمر مع نظام التبريد المستخدم:

• بيرزارينا - تبريد مجاني.
• زهرة 1 - مكيفات الفريون الصناعية الكلاسيكية لمراكز البيانات.
• زهرة 2 - مبردات.
• دوبروفكا 1 - مبردات.
• دوبروفكا 2 - مكيفات الفريون الصناعية الكلاسيكية لمراكز البيانات.
• دوبروفكا 3 - تبريد مجاني.

في مراكز البيانات لدينا ، نسعى جاهدين للحفاظ على درجة حرارة الهواء عند الحد الأدنى الموصى به ASHRAE يتراوح. تبلغ درجة الحرارة 23 درجة مئوية.

حول التبريد الحر

في مركزين للبيانات ، دوبروفكا 3 и بيرزارينا، قمنا بتركيب أنظمة تبريد مجانية وأنظمة مختلفة.

نظام التبريد الحر في العاصمة بيرزارينا

المبدأ الأساسي لأنظمة التبريد الحر هو رفض المبادلات الحرارية ، بحيث يحدث تبريد المعدات الحاسوبية بسبب النفخ بمساعدة هواء الشارع. يتم تنظيفه بالفلاتر ، وبعد ذلك يدخل غرفة الآلة. في الخريف والشتاء ، يجب "تخفيف" الهواء البارد بالهواء الدافئ حتى لا تتغير درجة حرارة الهواء المنفوخ فوق الجهاز. في الصيف في موسكو وسانت بطرسبرغ ، يلزم تبريد إضافي.

مخمدات الهواء القابلة للتعديل

لماذا التبريد المجاني؟ نعم ، لأنها تقنية فعالة لمعدات التبريد. تعد أنظمة التبريد المجاني أرخص بشكل عام في التشغيل من أنظمة التبريد التقليدية المكيفة. ميزة أخرى للتبريد الحر هي أن أنظمة التبريد ليس لها تأثير سلبي قوي على البيئة مثل مكيفات الهواء مع الفريون.

مخطط التبريد المجاني المباشر مع التبريد اللاحق بدون أرضية مرتفعة

نقطة مهمة: يتم استخدام التبريد المجاني في مراكز البيانات لدينا جنبًا إلى جنب مع أنظمة التبريد اللاحق. في فصل الشتاء ، لا توجد مشاكل في دخول الهواء البارد الخارجي - فهو بارد خارج النافذة ، وأحيانًا يكون شديد البرودة ، لذا لا توجد حاجة لأنظمة تبريد إضافية. لكن في الصيف ترتفع درجة الحرارة. إذا كنا نستخدم التبريد الحر النقي ، فستكون درجة الحرارة في الداخل حوالي 27 درجة مئوية. تذكر أن معيار درجة الحرارة لـ Selectel هو 23 درجة مئوية.

في منطقة لينينغراد ، يبلغ متوسط ​​درجة الحرارة اليومية على المدى الطويل ، حتى في يوليو ، حوالي 20 درجة مئوية. وسيكون كل شيء على ما يرام ، ولكن في بعض الأيام يكون الجو حارًا جدًا. في عام 2010 ، سجلت المنطقة درجة حرارة قياسية + 37.8 درجة مئوية. بالنظر إلى هذا الظرف ، من المستحيل الاعتماد بشكل كامل على التبريد الحر - يكون يوم حار واحد في السنة أكثر من كافٍ لدرجة حرارة تتجاوز المعيار.

نظرًا لأن سانت بطرسبرغ وموسكو مدينتان ضخمتان بهواء ملوث ، فإننا نستخدم تنقية هواء ثلاثية عند إخراجها من الشارع - مرشحات من معايير G4 و G5 و G7. يقوم كل واحد لاحق بتصفية الغبار من الكسور الأصغر ، بحيث يكون لدينا هواء جوي نظيف عند الخروج.

مرشحات الهواء

Dubrovka 3 و Berzarina - تبريد مجاني ، لكنهما مختلفان

لعدد من الأسباب ، نستخدم أنظمة تبريد حر مختلفة في مراكز البيانات هذه.

دوبروفكا 3

كان أول DC مع تبريد مجاني هو Dubrovka 3. وهو يستخدم التبريد الحر المباشر ، مكملًا بـ ABHM ، آلة التبريد بالامتصاص التي تعمل بالغاز الطبيعي. تستخدم الآلة كمبرد إضافي في حالة حرارة الصيف.

تبريد مركز البيانات وفق مخطط التبريد الحر مع أرضية مرتفعة

هذا الحل الهجين جعل من الممكن تحقيق PUE ~ 1.25.

لماذا ABHM؟ هذا نظام فعال حيث يتم استخدام الماء بدلاً من الفريون. ABCM لها تأثير ضئيل على البيئة.

كمصدر للطاقة ، تستخدم آلة ABCM الغاز الطبيعي ، الذي يتم توفيره لها عن طريق خط أنابيب. في فصل الشتاء ، عندما لا تكون الآلة ضرورية ، يمكن حرق الغاز لتسخين الهواء الخارجي المبرد للغاية. إنه أرخص بكثير من استخدام الكهرباء.

منظر من ABHM

تعود فكرة استخدام ABCM كنظام تبريد لاحق إلى أحد موظفينا ، وهو مهندس رأى حلاً مشابهًا واقترح استخدامه في Selectel. لقد صنعنا نموذجًا واختبرناه وحصلنا على نتيجة ممتازة وقررنا توسيع نطاقه.

تم تصنيع الآلة لمدة عام ونصف تقريبًا ، جنبًا إلى جنب مع نظام التهوية ومركز البيانات نفسه. في عام 2013 ، تم تشغيله. لا توجد مشاكل في ذلك عمليًا ، ولكن بالنسبة للعمل ، فأنت بحاجة إلى الخضوع لتدريب إضافي. تتمثل إحدى ميزات ABHM في أن الآلة تحافظ على فرق الضغط داخل وخارج غرفة التيار المستمر. هذا ضروري لكي يتسرب الهواء الساخن من خلال نظام الصمام.

نظرًا لاختلاف الضغط ، لا يوجد عمليًا أي غبار في الهواء ، لأنه يتطاير ببساطة ، حتى لو ظهر. الضغط الزائد يدفع الجسيمات للخارج.

قد تكون تكاليف صيانة النظام أعلى قليلاً من تكاليف التبريد التقليدي. لكن ABKhM تتيح لك توفير المال عن طريق تقليل استهلاك الكهرباء لتسخين الهواء والتبريد اللاحق.

بيرزارينا

مخطط حركة تدفق الهواء داخل غرفة السيرفر

يتم استخدام التبريد الحر باستخدام نظام التبريد اللاحق ثابت الحرارة هنا. يتم استخدامه في الصيف عندما يصبح الهواء دافئًا جدًا ، مع درجات حرارة تزيد عن 23 درجة مئوية. يحدث هذا كثيرًا في موسكو. مبدأ تشغيل النظام الأديباتي هو تبريد الهواء أثناء مروره عبر المرشحات بالسائل. تخيل قطعة قماش مبللة يتبخر منها الماء وتبريد النسيج وطبقة الهواء المحيطة. هذه هي الطريقة التي يعمل بها نظام التبريد الثابت في مركز البيانات. على مسار تدفق الهواء ، يتم رش قطرات صغيرة من الماء ، مما يقلل من درجة حرارة الهواء.

مبدأ العمل للتبريد ثابت الحرارة

قرروا استخدام التبريد المجاني هنا ، لأن مركز البيانات يقع في الطابق العلوي من المبنى. هذا يعني أن الهواء الساخن الذي يتم إلقاؤه إلى الخارج يرتفع فورًا ، ولا يمنع الأنظمة الأخرى ، كما يمكن أن يحدث إذا كان التيار المستمر موجودًا في الطوابق السفلية. بفضل هذا ، فإن مؤشر PUE هو ~ 1.20

عندما تم إخلاء هذا الطابق ، شعرنا بالسعادة لأننا أتيحت لنا الفرصة لتصميم ما نريد. كانت المهمة الرئيسية هي إنشاء DC بنظام تبريد فعال وغير مكلف.

تتمثل ميزة التبريد الثابت بالحرارة في بساطة النظام نفسه. إنه أبسط من أنظمة تكييف الهواء وحتى أبسط من ABCM ، ويسمح لك بتوفير الطاقة ، بتكلفة قليلة. ومع ذلك ، يجب التحكم فيه بعناية حتى لا يتحول كما فعل Facebook في عام 2012. بعد ذلك ، وبسبب مشاكل ضبط معلمات العمل في مركز البيانات ، تشكلت سحابة حقيقية وبدأت تمطر. انا لا امزح.

لوحات التحكم

ظل النظام يعمل للسنة الثانية فقط ، وخلال هذه الفترة حددنا عددًا من المشكلات الصغيرة التي نعمل على حلها مع المصممين. لكن هذا ليس مخيفًا ، لأنه من المهم في عصرنا أن نبحث باستمرار عن شيء جديد ، ولا ننسى التحقق من الحلول الحالية.

نحن نبحث باستمرار عن فرص لتطبيق التقنيات الجديدة. واحد منهم هو المعدات التي تعمل بشكل طبيعي في درجات حرارة أعلى من 23 درجة. ربما سنتحدث عن هذا في إحدى المقالات المستقبلية ، عندما يصل المشروع إلى مرحلته النهائية.

إذا كنت تريد معرفة المزيد عن أنظمة التبريد الأخرى في مراكزنا DC ، إذن ها هي المقالة بكل المعلومات.

اطرح أسئلة في التعليقات ، سنحاول الإجابة على كل ما في وسعنا.

المصدر: www.habr.com