Hola, Habr! Fa un parell de setmanes va ser un dia de calor, que vam comentar a la “sala de fumadors” del xat de treball. Pocs minuts després, la conversa sobre el temps es va convertir en una conversa sobre sistemes de refrigeració per a centres de dades. Per als tècnics, especialment els empleats de Selectel, això no és sorprenent; parlem constantment de temes similars.
Durant la discussió, vam decidir publicar un article sobre els sistemes de refrigeració als centres de dades de Selectel. L'article d'avui tracta sobre el free cooling, una tecnologia que s'utilitza en dos dels nostres centres de dades. A sota del tall hi ha una història detallada sobre les nostres solucions i les seves característiques. Els detalls tècnics van ser compartits pel cap del departament de serveis de sistemes d'aire condicionat i ventilació, Leonid Lupandin, i l'escriptor tècnic sènior Nikolay Rubanov.
Sistemes de refrigeració a Selectel
Aquí teniu una breu descripció de quins sistemes de refrigeració fem servir a totes les nostres instal·lacions. Passarem a la refrigeració lliure a la següent secció. Tenim a Moscou, Sant Petersburg i la regió de Leningrad. Les condicions meteorològiques en aquestes regions són diferents, de manera que utilitzem diferents sistemes de refrigeració. Per cert, al centre de dades de Moscou sovint era una font de broma que els responsables de la refrigeració eren especialistes amb els noms Kholodilin i Moroz. Va passar per casualitat, però tot i així...
Aquí hi ha una llista de DC amb el sistema de refrigeració utilitzat:
- Berzarina - refrigeració lliure.
- Flor 1 — freó, aire condicionat industrial clàssic per a centres de dades.
- Flor 2 - refrigeradors.
- Dubrovka 1 - refrigeradors.
- Dubrovka 2 — freó, aire condicionat industrial clàssic per a centres de dades.
- Dubrovka 3 - refrigeració lliure.
Als nostres centres de dades, ens esforcem per mantenir la temperatura de l'aire al límit inferior del recomanat rang. Fa 23°C.
Sobre el freecooling
En dos centres de dades, Dubrovka 3 и Berzarina, vam instal·lar sistemes de free cooling, i de diferents.
Sistema de refrigeració lliure a DC Berzarina
El principi bàsic dels sistemes de refrigeració lliure és l'eliminació dels intercanviadors de calor, de manera que la refrigeració dels equips informàtics es produeix a causa de la bufada amb aire del carrer. Es neteja amb filtres, després d'això entra a la sala de màquines. A la tardor i l'hivern, l'aire fred s'ha de "diluir" amb aire càlid perquè la temperatura de l'aire que bufa sobre l'equip no canviï. A l'estiu a Moscou i Sant Petersburg, cal una refrigeració addicional.
Flaps d'aire regulables
Per què refrigeració gratuïta? Sí, perquè és una tecnologia eficaç per a equips de refrigeració. Els sistemes de refrigeració lliure són generalment més barats d'operar que els sistemes clàssics de refrigeració amb aire condicionat. Un altre avantatge del free cooling és que els sistemes de refrigeració no tenen un impacte negatiu tan fort sobre el medi ambient com els aparells d'aire condicionat amb freó.
Esquema de refrigeració lliure directa amb postrefrigeració sense sòl elevat
Un punt important: el free cooling s'utilitza als nostres centres de dades juntament amb els sistemes de postrefrigeració. A l'hivern, no hi ha problemes amb l'admissió d'aire fred extern: és fresc a l'exterior, de vegades fins i tot molt fresc, de manera que no calen sistemes de refrigeració addicionals. Però a l'estiu la temperatura de l'aire augmenta. Si utilitzem refrigeració lliure pura, la temperatura interior seria d'uns 27 °C. Us recordem que la temperatura estàndard de Selectel és de 23 °C.
A la regió de Leningrad, la temperatura mitjana diària a llarg termini, fins i tot al juliol, és d'uns 20 °C. I tot aniria bé, però alguns dies fa molta calor. L'any 2010 es va registrar un rècord de temperatura de +37.8 °C a la regió. Tenint en compte aquesta circumstància, no podeu comptar completament amb la refrigeració gratuïta: un dia calorós a l'any és més que suficient perquè la temperatura superi l'estàndard.
Com que Sant Petersburg i Moscou són megaciutats amb aire contaminat, utilitzem la purificació de l'aire triple quan el traiem del carrer: filtres dels estàndards G4, G5 i G7. Cadascun d'ells posterior filtra la pols de fraccions cada cop més petites, de manera que la sortida és aire atmosfèric net.
Filtres d'aire
Dubrovka 3 i Berzarina: refrigeració lliure, però diferents
Per diverses raons, utilitzem diferents sistemes de refrigeració lliure en aquests centres de dades.
Dubrovka 3
El primer DC amb free cooling va ser Dubrovka 3. Utilitza free cooling directe, complementat amb una ABHM, una màquina de refrigeració d'absorció que funciona amb gas natural. La màquina s'utilitza com a refrigeració addicional en cas de calor estival.
Refrigeració d'un centre de dades mitjançant un esquema de refrigeració lliure amb un sòl elevat
Aquesta solució híbrida va permetre assolir el PUE ~ 1.25.
Per què ABHM? Aquest és un sistema eficaç que utilitza aigua en lloc de freó. ABHM té un impacte mínim sobre el medi ambient.
La màquina ABHM utilitza com a font d'energia el gas natural, que se li subministra per canonada. A l'hivern, quan no es necessita el cotxe, es pot cremar gas per escalfar l'aire exterior superrefrigerat. És molt més barat que utilitzar electricitat.
Vista d'ABHM
La idea d'utilitzar ABHM com a sistema de refredament posterior pertany a un dels nostres empleats, un enginyer, que va veure una solució similar i va suggerir aplicar-la a Selectel. Vam fer un model, el vam provar, vam obtenir un resultat excel·lent i vam decidir ampliar-lo.
La màquina va trigar aproximadament un any i mig a construir-se, juntament amb el sistema de ventilació i el propi centre de dades. Es va posar en funcionament l'any 2013. Pràcticament no hi ha problemes, però per treballar cal seguir una formació addicional. Una de les característiques d'ABHM és que la màquina manté una diferència de pressió dins i fora de la sala de corrent continu. Això és necessari per garantir que l'aire calent s'escapi pel sistema de vàlvules.
A causa de la diferència de pressió, pràcticament no hi ha pols a l'aire, ja que simplement surt volant, encara que aparegui. L'excés de pressió expulsa les partícules.
Els costos de manteniment del sistema poden ser lleugerament més elevats que amb la refrigeració convencional. Però ABHM permet estalviar reduint el consum d'electricitat per escalfar l'aire i refredar-lo.
Berzarina
Diagrama del flux d'aire dins de la sala de servidors
Aquí s'utilitza la refrigeració lliure amb un sistema de postrefrigeració adiabàtic. S'utilitza a l'estiu quan l'aire es fa massa càlid, amb temperatures superiors als 23 °C. Això passa sovint a Moscou. El principi de funcionament del sistema adiabàtic és refredar l'aire mentre passa per filtres que contenen líquid. Imagineu un drap humit del qual s'evapora l'aigua, refredant la tela i la capa d'aire adjacent. Així és aproximadament com funciona un sistema de refrigeració adiabàtic en un centre de dades. Al llarg de la trajectòria del flux d'aire s'escampen petites gotes d'aigua, la qual cosa redueix la temperatura de l'aire.
Principi de funcionament del refredament adiabàtic
Van decidir utilitzar el free cooling aquí perquè el centre de dades es troba a la planta superior de l'edifici. Això vol dir que l'aire escalfat que s'emet a l'exterior puja immediatament, i no suprimeix altres sistemes, com podria passar si el CC estigués situat a les plantes inferiors. Gràcies a això, l'indicador PUE és ~ 1.20
Quan aquest pis va estar disponible, vam estar encantats perquè vam tenir l'oportunitat de dissenyar el que volguéssim. La tasca principal era crear un DC amb un sistema de refrigeració eficient i econòmic.
L'avantatge de la refrigeració adiabàtica és la senzillesa del propi sistema. És més senzill que els sistemes amb aire condicionat i fins i tot més senzill que ABHM, i permet estalviar energia, els costos de la qual són mínims. Tanmateix, s'ha de controlar acuradament per assegurar-se que no acabi com ho va fer Facebook el 2012. Aleshores, per problemes de configuració dels paràmetres de funcionament, es va formar un autèntic núvol al centre de dades i va començar a ploure. .
Panells de control
El sistema només porta dos anys en funcionament, durant els quals hem identificat una sèrie de petits problemes que estem abordant amb els dissenyadors. Però això no fa por, perquè en el nostre temps és important estar constantment a la recerca d'alguna cosa nova, sense oblidar-nos de comprovar les solucions existents.
Busquem constantment oportunitats per aplicar les noves tecnologies. Un d'ells és un equip que funciona normalment a temperatures superiors als 23°. Potser en parlarem en algun dels propers articles, quan el projecte arribi a la fase final.
Si voleu conèixer detalls sobre altres sistemes de refrigeració dels nostres DC, aleshores amb tota la informació.
Fes preguntes als comentaris, intentarem respondre tantes com puguem.
Font: www.habr.com