Hej, Habr! For et par uger siden var det en varm dag, som vi diskuterede i arbejdschattens "rygerum". Blot få minutter senere blev samtalen om vejret til en samtale om kølesystemer til datacentre. For teknikere, især Selectel-ansatte, er dette ikke overraskende; vi taler konstant om lignende emner.
Under diskussionen besluttede vi at publicere en artikel om kølesystemer i Selectel datacentre. Dagens artikel handler om frikøling, en teknologi, der bruges i to af vores datacentre. Under udskæringen er en detaljeret historie om vores løsninger og deres funktioner. Tekniske detaljer blev delt af lederen af serviceafdelingen for klimaanlæg og ventilationssystemer, Leonid Lupandin, og senior teknisk skribent Nikolay Rubanov.
Køleanlæg hos Selectel
Her er en kort beskrivelse af, hvilke kølesystemer vi bruger i alle vores faciliteter. Vi går videre til frikøling i næste afsnit. Vi har i Moskva, Skt. Petersborg og Leningrad-regionen. Vejrforholdene i disse regioner er forskellige, så vi bruger forskellige kølesystemer. Forresten, i Moskvas datacenter var det ofte en kilde til vittigheder, at de ansvarlige for køling var specialister med navnene Kholodilin og Moroz. Det skete ved et uheld, men alligevel...
Her er en liste over DC'er med det anvendte kølesystem:
- Berzarina - frikøling.
- Blomst 1 — freon, klassiske industrielle klimaanlæg til datacentre.
- Blomst 2 - kølere.
- Dubrovka 1 - kølere.
- Dubrovka 2 — freon, klassiske industrielle klimaanlæg til datacentre.
- Dubrovka 3 - frikøling.
I vores datacentre stræber vi efter at holde lufttemperaturen på den nedre grænse af det anbefalede rækkevidde. Det er 23°C.
Om frikøling
I to datacentre, Dubrovka 3 и Berzarina, vi installerede gratis kølesystemer og forskellige.
Gratis kølesystem i DC Berzarina
Det grundlæggende princip for frikølesystemer er eliminering af varmevekslere, således at afkøling af computerudstyr sker på grund af blæser med gadeluft. Den renses ved hjælp af filtre, hvorefter den kommer ind i maskinrummet. Om efteråret og vinteren skal kold luft "fortyndes" med varm luft, så temperaturen på luften, der blæser over udstyret, ikke ændres. Om sommeren i Moskva og St. Petersborg kræves yderligere køling.
Justerbare luftklapper
Hvorfor frikøling? Ja, fordi det er en effektiv teknologi til køleudstyr. Frikøleanlæg er generelt billigere i drift end klassiske køleanlæg med aircondition. En anden fordel ved frikøling er, at kølesystemer ikke har så stærk negativ indvirkning på miljøet som klimaanlæg med freon.
Direkte frikølingsordning med efterkøling uden hævet gulv
En vigtig pointe: frikøling bruges i vores datacentre sammen med efterkølesystemer. Om vinteren er der ingen problemer med indtaget af ekstern kold luft - det er køligt udenfor, nogle gange endda meget køligt, så yderligere kølesystemer er ikke nødvendige. Men om sommeren stiger lufttemperaturen. Hvis vi brugte ren frikøling, ville temperaturen inde være omkring 27 °C. Lad os minde dig om, at Selectels temperaturstandard er 23°C.
I Leningrad-regionen er den langsigtede gennemsnitlige daglige temperatur, selv i juli, omkring 20°C. Og alt ville være fint, men nogle dage er det meget varmt. I 2010 blev der registreret en temperaturrekord på +37.8°C i regionen. I betragtning af denne omstændighed kan du ikke helt regne med fri afkøling - en varm dag om året er mere end nok til, at temperaturen går ud over standarden.
Da St. Petersborg og Moskva er megabyer med forurenet luft, bruger vi tredobbelt luftrensning, når vi tager det fra gaden - filtre af G4, G5 og G7 standarder. Hver efterfølgende filtrerer støv fra mindre og mindre fraktioner, så udledningen er ren atmosfærisk luft.
Luftfiltre
Dubrovka 3 og Berzarina - fri køling, men anderledes
Af en række årsager bruger vi forskellige gratiskølesystemer i disse datacentre.
Dubrovka 3
Den første DC med frikøling var Dubrovka 3. Den bruger direkte frikøling, suppleret med en ABHM, en absorptionskølemaskine, der kører på naturgas. Maskinen bruges som ekstra køling i tilfælde af sommervarme.
Køling af et datacenter ved hjælp af en frikølingsordning med hævet gulv
Denne hybridløsning gjorde det muligt at opnå PUE ~1.25.
Hvorfor ABHM? Dette er et effektivt system, der bruger vand i stedet for freon. ABHM har minimal indvirkning på miljøet.
ABHM-maskinen bruger naturgas, som tilføres den via rørledning, som energikilde. Om vinteren, når bilen ikke er nødvendig, kan der afbrændes gas for at opvarme den superkølede udeluft. Det er meget billigere end at bruge strøm.
Udsigt over ABHM
Ideen til at bruge ABHM som et efterkølesystem tilhører en af vores medarbejdere, en ingeniør, som så en lignende løsning og foreslog at anvende den på Selectel. Vi lavede en model, testede den, fik et fremragende resultat og besluttede at skalere den op.
Maskinen tog omkring halvandet år at bygge sammen med ventilationssystemet og selve datacentret. Det blev sat i drift i 2013. Der er praktisk talt ingen problemer med det, men for at arbejde skal du gennemgå yderligere uddannelse. En af egenskaberne ved ABHM er, at maskinen opretholder en trykforskel i og uden for DC-rummet. Dette er nødvendigt for at sikre, at varm luft slipper ud gennem ventilsystemet.
På grund af trykforskellen er der praktisk talt intet støv i luften, da det simpelthen flyver ud, selvom det dukker op. For højt tryk skubber partikler ud.
Systemvedligeholdelsesomkostningerne kan være lidt højere end ved konventionel køling. Men ABHM giver dig mulighed for at spare ved at reducere elforbruget til opvarmning og afkøling af luft.
Berzarina
Diagram over luftstrømmen inde i serverrummet
Her anvendes frikøling med adiabatisk efterkølesystem. Den bruges om sommeren, når luften bliver for varm, med temperaturer over 23°C. Dette sker ofte i Moskva. Funktionsprincippet for det adiabatiske system er at afkøle luften, når den passerer gennem filtre, der indeholder væske. Forestil dig en våd klud, hvorfra vandet fordamper, der afkøler stoffet og det tilstødende luftlag. Det er nogenlunde sådan et adiabatisk kølesystem fungerer i et datacenter. Små dråber vand sprøjtes langs luftstrømmens vej, hvilket reducerer lufttemperaturen.
Arbejdsprincip for adiabatisk køling
De besluttede at bruge gratis køling her, fordi datacentret ligger på øverste etage af bygningen. Det betyder, at den opvarmede luft, der udsendes udenfor, straks stiger, og ikke undertrykker andre systemer, som det kunne ske, hvis DC var placeret i de nederste etager. Takket være dette er PUE-indikatoren ~1.20
Da denne etage blev tilgængelig, var vi glade, fordi vi havde mulighed for at designe, hvad vi ville. Hovedopgaven var at skabe en DC med et effektivt og billigt kølesystem.
Fordelen ved adiabatisk køling er selve systemets enkelhed. Det er enklere end systemer med klimaanlæg og endda enklere end ABHM, og giver dig mulighed for at spare energi, hvis omkostninger er minimale. Det skal dog kontrolleres nøje for at sikre, at det ikke ender som Facebook gjorde i 2012. Derefter, på grund af problemer med opsætning af driftsparametre, dannede der sig en rigtig sky i datacentret, og det begyndte at regne. .
Kontrolpaneler
Systemet har kun været i drift i to år, hvor vi har identificeret en række små problemer, som vi tager fat på med designerne. Men det er ikke skræmmende, for i vores tid er det vigtigt hele tiden at være på jagt efter noget nyt, ikke at glemme at tjekke eksisterende løsninger.
Vi leder konstant efter muligheder for at anvende nye teknologier. Et af dem er udstyr, der fungerer normalt ved temperaturer over 23°. Måske vil vi tale om dette i en af de kommende artikler, når projektet når slutfasen.
Hvis du vil vide detaljer om andre kølesystemer i vores DC'er, så med alle oplysninger.
Stil spørgsmål i kommentarerne, vi vil forsøge at besvare så mange som muligt.
Kilde: www.habr.com