Здравей, Хабр! Преди няколко седмици беше горещ ден, който обсъдихме в „пушалата“ на работния чат. Само няколко минути по-късно разговорът за времето се превърна в разговор за охладителни системи за центрове за данни. За техничарите, особено служителите на Selectel, това не е изненадващо, ние постоянно говорим за подобни теми.
По време на дискусията решихме да публикуваме статия за системите за охлаждане в центровете за данни Selectel. Днешната статия е за свободно охлаждане, технология, използвана в два от нашите центрове за данни. Под изрезката има подробна история за нашите решения и техните характеристики. Технически подробности споделиха ръководителят на отдела за обслужване на климатични и вентилационни системи Леонид Лупандин и старши технически писател Николай Рубанов.
Охладителни системи на Selectel
Ето кратко описание на това какви системи за охлаждане използваме във всички наши съоръжения. Ще преминем към свободното охлаждане в следващия раздел. Ние имаме в Москва, Санкт Петербург и Ленинградска област. Метеорологичните условия в тези региони са различни, затова използваме различни системи за охлаждане. Между другото, в московския център за данни често се шегуваха, че отговорните за охлаждането са специалисти с имената Холодилин и Мороз. Стана случайно, но все пак...
Ето списък на DC с използваната охладителна система:
- Берзарина - свободно охлаждане.
- Цвете 1 — фреон, класически индустриални климатици за центрове за данни.
- Цвете 2 - чилъри.
- Дубровка 1 - чилъри.
- Дубровка 2 — фреон, класически индустриални климатици за центрове за данни.
- Дубровка 3 - свободно охлаждане.
В нашите центрове за данни се стремим да поддържаме температурата на въздуха на долната граница на препоръчителната диапазон. 23°C е.
Относно свободното охлаждане
В два центъра за данни, Дубровка 3 и Берзарина, инсталирахме системи за свободно охлаждане и различни.
Free cooling система в ДК Берзарина
Основният принцип на системите за свободно охлаждане е елиминирането на топлообменниците, така че охлаждането на изчислителното оборудване да става чрез продухване с уличен въздух. Почиства се с помощта на филтри, след което постъпва в машинното помещение. През есента и зимата студеният въздух трябва да се „разрежда“ с топъл въздух, така че температурата на въздуха, който духа над оборудването, да не се променя. През лятото в Москва и Санкт Петербург е необходимо допълнително охлаждане.
Регулируеми въздушни клапи
Защо безплатно охлаждане? Да, защото това е ефективна технология за охлаждане на оборудване. Системите за свободно охлаждане обикновено са по-евтини за работа от класическите климатизирани хладилни системи. Друго предимство на free cooling е, че охладителните системи нямат толкова силно негативно въздействие върху околната среда, както климатиците с фреон.
Схема на директно свободно охлаждане с последващо охлаждане без повдигнат под
Важен момент: безплатното охлаждане се използва в нашите центрове за данни заедно със системите за последващо охлаждане. През зимата няма проблеми с поемането на външен студен въздух - навън е хладно, понякога дори много хладно, така че не са необходими допълнителни охладителни системи. Но през лятото температурата на въздуха се повишава. Ако използвахме чисто свободно охлаждане, температурата вътре би била около 27 °C. Нека ви напомним, че температурният стандарт на Selectel е 23°C.
В района на Ленинград многогодишната средна дневна температура дори през юли е около 20°C. И всичко би било наред, но в някои дни е много горещо. През 2010 г. в региона е регистриран температурен рекорд от +37.8°C. Като се има предвид това обстоятелство, не можете напълно да разчитате на безплатно охлаждане - един горещ ден в годината е повече от достатъчен, за да може температурата да надхвърли стандарта.
Тъй като Санкт Петербург и Москва са мегаполиси със замърсен въздух, ние използваме тройно пречистване на въздуха, когато го вземаме от улицата - филтри на стандартите G4, G5 и G7. Всяка следваща филтрира праха от все по-малки фракции, така че на изхода се получава чист атмосферен въздух.
Въздушни филтри
Дубровка 3 и Берзарина - безплатно охлаждане, но различни
Поради редица причини ние използваме различни системи за свободно охлаждане в тези центрове за данни.
Дубровка 3
Първият DC с естествено охлаждане беше Dubrovka 3. Той използва директно естествено охлаждане, допълнен от ABHM, абсорбционна хладилна машина, която работи с природен газ. Машината се използва като допълнително охлаждане при летни горещини.
Охлаждане на център за данни чрез схема на свободно охлаждане с повдигнат под
Това хибридно решение направи възможно постигането на PUE ~1.25.
Защо ABHM? Това е ефективна система, която използва вода вместо фреон. ABHM има минимално въздействие върху околната среда.
Машината ABHM използва като източник на енергия природен газ, който й се доставя по тръбопровод. През зимата, когато колата не е необходима, може да се изгори газ, за да се затопли преохладеният външен въздух. Това е много по-евтино от използването на електричество.
Изглед към ABHM
Идеята за използване на ABHM като система за последващо охлаждане принадлежи на един от нашите служители, инженер, който видя подобно решение и предложи да го приложи към Selectel. Направихме модел, тествахме го, получихме отличен резултат и решихме да го увеличим.
Създаването на машината отне около година и половина, заедно с вентилационната система и самия център за данни. Въведена е в експлоатация през 2013г. На практика няма проблеми с него, но за да работите, трябва да преминете допълнително обучение. Една от характеристиките на ABHM е, че машината поддържа разлика в налягането вътре и извън помещението с DC. Това е необходимо, за да се гарантира, че горещият въздух излиза през вентилната система.
Поради разликата в налягането във въздуха практически няма прах, тъй като той просто излита, дори и да се появи. Прекомерното налягане изтласква частиците навън.
Разходите за поддръжка на системата може да са малко по-високи, отколкото при конвенционалното охлаждане. Но ABHM ви позволява да спестите, като намалите консумацията на електроенергия за отопление на въздуха и охлаждането му.
Берзарина
Диаграма на въздушния поток вътре в сървърното помещение
Тук се използва свободно охлаждане с адиабатна система за последващо охлаждане. Използва се през лятото, когато въздухът стане прекалено топъл, с температури над 23°C. Това често се случва в Москва. Принципът на работа на адиабатната система е да охлажда въздуха, докато преминава през филтри, съдържащи течност. Представете си мокър парцал, от който се изпарява вода, охлаждайки тъканта и съседния слой въздух. Приблизително така работи адиабатната система за охлаждане в център за данни. По пътя на въздушния поток се пръскат малки капки вода, което намалява температурата на въздуха.
Принцип на работа на адиабатното охлаждане
Те решиха да използват безплатно охлаждане тук, защото центърът за данни се намира на последния етаж на сградата. Това означава, че нагрятият въздух, излъчван навън, веднага се издига нагоре и не потиска други системи, както би могло да се случи, ако DC бяха разположени на долните етажи. Благодарение на това индикаторът PUE е ~1.20
Когато този етаж стана достъпен, бяхме възхитени, защото имахме възможността да проектираме каквото поискаме. Основната задача беше да се създаде DC с ефективна и евтина охладителна система.
Предимството на адиабатното охлаждане е простотата на самата система. Тя е по-проста от системите с климатици и дори по-проста от ABHM и ви позволява да пестите енергия, чиито разходи са минимални. Въпреки това, той трябва да бъде внимателно контролиран, за да се гарантира, че няма да свърши като Facebook през 2012 г. След това, поради проблеми с настройката на работните параметри, в центъра за данни се образува истински облак и започна да вали. .
Контролни панели
Системата работи само от две години, като през това време установихме редица малки проблеми, които решаваме с проектантите. Но това не е страшно, защото в наше време е важно постоянно да търсим нещо ново, без да забравяме да проверяваме съществуващите решения.
Постоянно търсим възможности за прилагане на нови технологии. Едно от тях е оборудване, което работи нормално при температури над 23°. Може би ще говорим за това в някоя от следващите статии, когато проектът достигне финалния етап.
Ако искате да научите подробности за други системи за охлаждане в нашите DC, тогава с цялата информация.
Задавайте въпроси в коментарите, ние ще се опитаме да отговорим на колкото можем повече.
Източник: www.habr.com