Dobrý den, Habr! Před pár týdny byl horký den, o kterém jsme diskutovali v „kuřárně“ pracovního chatu. Jen o pár minut později se rozhovor o počasí změnil v rozhovor o chladicích systémech pro datová centra. Pro techniky, zejména zaměstnance Selectel, to není nic překvapivého, neustále se bavíme o podobných tématech.
V rámci diskuze jsme se rozhodli publikovat článek o chladicích systémech v datových centrech Selectel. Dnešní článek je o volném chlazení, technologii používané ve dvou našich datových centrech. Pod řezem je podrobný příběh o našich řešeních a jejich funkcích. O technické detaily se podělili vedoucí oddělení servisu klimatizačních a ventilačních systémů Leonid Lupandin a hlavní technický spisovatel Nikolay Rubanov.
Chladicí systémy ve společnosti Selectel
Zde je krátký popis toho, jaké chladicí systémy používáme ve všech našich provozech. V další části přejdeme k volnému chlazení. My máme v Moskvě, Petrohradu a Leningradské oblasti. Povětrnostní podmínky v těchto regionech jsou různé, proto používáme různé chladicí systémy. Mimochodem, v moskevském datovém centru bylo často zdrojem vtipů, že za chlazení byli zodpovědní specialisté se jmény Kholodilin a Moroz. Stalo se to náhodou, ale i tak...
Zde je seznam DC s použitým chladicím systémem:
- Berzarina - volné chlazení.
- Květina 1 — freon, klasické průmyslové klimatizace pro datová centra.
- Květina 2 - chladiče.
- Dubrovka 1 - chladiče.
- Dubrovka 2 — freon, klasické průmyslové klimatizace pro datová centra.
- Dubrovka 3 - volné chlazení.
V našich datových centrech se snažíme udržovat teplotu vzduchu na spodní hranici doporučené rozsah. Je 23°C.
O volném chlazení
Ve dvou datových centrech, Dubrovka 3 и Berzarina, nainstalovali jsme bezplatné chladicí systémy a různé.
Systém volného chlazení v DC Berzarina
Základním principem systémů volného chlazení je eliminace výměníků tepla, takže k ochlazování výpočetní techniky dochází v důsledku ofukování pouličním vzduchem. Čistí se pomocí filtrů, načež se dostává do strojovny. Na podzim a v zimě je potřeba studený vzduch „naředit“ teplým vzduchem, aby se neměnila teplota vzduchu, který nad zařízením vane. V létě v Moskvě a Petrohradu je nutné dodatečné chlazení.
Nastavitelné vzduchové klapky
Proč volné chlazení? Ano, protože je to efektivní technologie pro chlazení zařízení. Systémy volného chlazení jsou obecně levnější na provoz než klasické klimatizované chladicí systémy. Další výhodou volného chlazení je, že chladicí systémy nemají tak silný negativní dopad na životní prostředí jako klimatizace s freonem.
Schéma přímého volného chlazení s dochlazováním bez zvýšené podlahy
Důležitý bod: volné chlazení se v našich datových centrech používá společně se systémy dochlazování. V zimě nejsou problémy s nasáváním vnějšího studeného vzduchu – venku je chladno, někdy i velmi chladno, takže nejsou potřeba další chladicí systémy. Ale v létě teplota vzduchu stoupá. Pokud bychom použili čisté volné chlazení, teplota uvnitř by byla asi 27 °C. Připomeňme, že teplotní standard Selectel je 23°C.
V Leningradské oblasti se dlouhodobá průměrná denní teplota i v červenci pohybuje kolem 20°C. A všechno by bylo v pořádku, ale v některých dnech je velmi horko. V roce 2010 byl v kraji zaznamenán teplotní rekord +37.8°C. S ohledem na tuto okolnost nelze plně počítat s volným chlazením - jeden horký den v roce je více než dost na to, aby teplota překročila standard.
Vzhledem k tomu, že Petrohrad a Moskva jsou velkoměsta se znečištěným vzduchem, používáme při odběru z ulice trojité čištění vzduchu - filtry standardů G4, G5 a G7. Každý další odfiltruje prach ze stále menších frakcí, takže výstupem je čistý atmosférický vzduch.
Vzduchové filtry
Dubrovka 3 a Berzarina - volné chlazení, ale jiné
Z mnoha důvodů v těchto datových centrech používáme různé systémy bezplatného chlazení.
Dubrovka 3
První DC s volným chlazením byla Dubrovka 3. Využívá přímé volné chlazení, doplněné o ABHM, absorpční chladicí stroj na zemní plyn. Stroj se používá jako dodatečné chlazení v případě letních veder.
Chlazení datového centra pomocí schématu volného chlazení se zvýšenou podlahou
Toto hybridní řešení umožnilo dosáhnout PUE ~1.25.
Proč ABHM? Jedná se o účinný systém, který místo freonu využívá vodu. ABHM má minimální dopad na životní prostředí.
Stroj ABHM využívá jako zdroj energie zemní plyn, který je do něj přiváděn potrubím. V zimě, kdy auto není potřeba, lze spalováním plynu ohřívat podchlazený venkovní vzduch. Je to mnohem levnější než použití elektřiny.
Pohled na ABHM
Nápad použít ABHM jako dochlazovací systém patří jednomu z našich zaměstnanců, inženýrovi, který viděl podobné řešení a navrhl jej aplikovat na Selectel. Vyrobili jsme model, otestovali jej, dosáhli skvělého výsledku a rozhodli jsme se jej zvětšit.
Stavba stroje spolu s ventilačním systémem a samotným datovým centrem trvala zhruba rok a půl. Do provozu byla uvedena v roce 2013. Nejsou s tím prakticky žádné problémy, ale k práci je třeba absolvovat další školení. Jednou z vlastností ABHM je, že stroj udržuje tlakový rozdíl uvnitř a vně místnosti DC. To je nezbytné, aby bylo zajištěno, že horký vzduch bude unikat ventilovým systémem.
Kvůli rozdílu tlaků není ve vzduchu prakticky žádný prach, protože jednoduše vyletí, i když se objeví. Nadměrný tlak vytlačuje částice ven.
Náklady na údržbu systému mohou být o něco vyšší než u konvenčního chlazení. ABHM ale umožňuje ušetřit snížením spotřeby elektřiny na ohřev vzduchu a jeho chlazení.
Berzarina
Schéma proudění vzduchu uvnitř serverové místnosti
Je zde použito volné chlazení s adiabatickým dochlazovacím systémem. Používá se v létě, kdy je vzduch příliš teplý, s teplotami nad 23°C. To se v Moskvě stává často. Princip činnosti adiabatického systému spočívá v ochlazování vzduchu při průchodu filtry obsahujícími kapalinu. Představte si mokrý hadr, ze kterého se odpařuje voda, ochlazuje látku a přilehlou vrstvu vzduchu. Zhruba takto funguje adiabatický chladicí systém v datovém centru. Po dráze proudu vzduchu jsou rozstřikovány drobné kapky vody, které snižují teplotu vzduchu.
Princip činnosti adiabatického chlazení
Rozhodli se zde využít volné chlazení, protože datové centrum se nachází v nejvyšším patře budovy. To znamená, že ohřátý vzduch vypouštěný ven okamžitě stoupá a nepotlačuje ostatní systémy, jak by se mohlo stát, kdyby byl DC umístěn ve spodních patrech. Díky tomu je ukazatel PUE ~1.20
Když byla tato podlaha k dispozici, byli jsme potěšeni, protože jsme měli příležitost navrhnout, co jsme chtěli. Hlavním úkolem bylo vytvořit DC s účinným a levným chladicím systémem.
Výhodou adiabatického chlazení je jednoduchost samotného systému. Je jednodušší než systémy s klimatizací a ještě jednodušší než ABHM a umožňuje šetřit energii, jejíž náklady jsou minimální. Je však třeba jej pečlivě kontrolovat, aby nedopadl jako Facebook v roce 2012. V datovém centru se pak kvůli problémům s nastavením provozních parametrů vytvořil pořádný mrak a začalo pršet. .
Ovládací panely
Systém je v provozu teprve dva roky, za tu dobu jsme identifikovali řadu drobných problémů, které s projektanty řešíme. Ale to není děsivé, protože v naší době je důležité neustále hledat něco nového a nezapomínat na kontrolu stávajících řešení.
Neustále hledáme možnosti uplatnění nových technologií. Jedním z nich je zařízení, které normálně funguje při teplotách nad 23°. Snad si o tom povíme v některém z budoucích článků, až projekt dospěje do finální fáze.
Pokud chcete vědět podrobnosti o dalších chladicích systémech v našich DC, pak se všemi informacemi.
Zeptejte se v komentářích, pokusíme se odpovědět na co nejvíce.
Zdroj: www.habr.com