Hallo, Habr! Vor ein paar Wochen war es ein heißer Tag, den wir im „Raucherraum“ des Arbeitschats besprochen haben. Nur wenige Minuten später wurde aus dem Gespräch über das Wetter ein Gespräch über Kühlsysteme für Rechenzentren. Für Technikbegeisterte, insbesondere Selectel-Mitarbeiter, ist das nicht überraschend, da wir ständig über ähnliche Themen sprechen.
Während der Diskussion haben wir beschlossen, einen Artikel über Kühlsysteme in Selectel-Rechenzentren zu veröffentlichen. Im heutigen Artikel geht es um Freikühlung, eine Technologie, die in zwei unserer Rechenzentren zum Einsatz kommt. Unterhalb des Ausschnitts finden Sie eine ausführliche Geschichte über unsere Lösungen und ihre Funktionen. Technische Details teilten der Leiter der Serviceabteilung für Klima- und Lüftungssysteme, Leonid Lupandin, und der leitende technische Redakteur Nikolay Rubanov mit.
Kühlsysteme bei Selectel
Hier finden Sie eine kurze Beschreibung der Kühlsysteme, die wir in allen unseren Einrichtungen verwenden. Wir werden im nächsten Abschnitt mit der freien Kühlung fortfahren. Wir haben in Moskau, St. Petersburg und der Region Leningrad. Die Wetterbedingungen in diesen Regionen sind unterschiedlich, daher verwenden wir unterschiedliche Kühlsysteme. Im Moskauer Rechenzentrum wurde übrigens oft gescherzt, dass die Verantwortlichen für die Kühlung Spezialisten mit den Namen Kholodilin und Moroz seien. Es ist zufällig passiert, aber trotzdem...
Hier ist eine Liste der DCs mit dem verwendeten Kühlsystem:
- Berzarina - gratis Erfrischung.
- Blume 1 — Freon, klassische Industrieklimageräte für Rechenzentren.
- Blume 2 - Kühler.
- Dubrowka 1 - Kühler.
- Dubrowka 2 — Freon, klassische Industrieklimageräte für Rechenzentren.
- Dubrowka 3 - gratis Erfrischung.
In unseren Rechenzentren sind wir bestrebt, die Lufttemperatur am unteren Grenzwert des empfohlenen Werts zu halten Reichweite. Es ist 23°C.
Über Freikühlung
In zwei Rechenzentren Dubrowka 3 и BerzarinaWir haben Freikühlsysteme und verschiedene andere installiert.
Freikühlsystem im DC Berzarina
Das Grundprinzip freier Kühlsysteme besteht darin, auf Wärmetauscher zu verzichten, sodass die Kühlung der Computerausrüstung durch Anblasen mit Straßenluft erfolgt. Es wird über Filter gereinigt und gelangt anschließend in den Maschinenraum. Im Herbst und Winter muss kalte Luft mit warmer Luft „verdünnt“ werden, damit sich die Temperatur der Luft, die über das Gerät strömt, nicht ändert. Im Sommer ist in Moskau und St. Petersburg zusätzliche Kühlung erforderlich.
Verstellbare Luftklappen
Warum freie Kühlung? Ja, denn es handelt sich um eine effektive Technologie zur Kühlung von Geräten. Freie Kühlsysteme sind im Allgemeinen günstiger im Betrieb als klassische klimatisierte Kühlsysteme. Ein weiterer Vorteil der freien Kühlung besteht darin, dass Kühlsysteme die Umwelt nicht so stark belasten wie Klimaanlagen mit Freon.
Direktes Freikühlsystem mit Nachkühlung ohne Doppelboden
Ein wichtiger Punkt: In unseren Rechenzentren kommt Freikühlung zusammen mit Nachkühlsystemen zum Einsatz. Im Winter gibt es keine Probleme mit der Zufuhr kalter Außenluft – draußen ist es kühl, manchmal sogar sehr kühl, sodass keine zusätzlichen Kühlsysteme erforderlich sind. Aber im Sommer steigt die Lufttemperatur. Würden wir reine Freikühlung nutzen, läge die Temperatur im Inneren bei etwa 27 °C. Wir möchten Sie daran erinnern, dass der Temperaturstandard von Selectel 23 °C beträgt.
In der Region Leningrad liegt die langjährige durchschnittliche Tagestemperatur selbst im Juli bei etwa 20°C. Und alles wäre gut, aber an manchen Tagen ist es sehr heiß. Im Jahr 2010 wurde in der Region ein Temperaturrekord von +37.8°C gemessen. In Anbetracht dieses Umstands können Sie sich nicht vollständig auf die freie Kühlung verlassen – ein heißer Tag im Jahr reicht völlig aus, damit die Temperatur über den Standard hinausgeht.
Da es sich bei St. Petersburg und Moskau um Megastädte mit verschmutzter Luft handelt, verwenden wir bei der Entnahme von der Straße eine dreifache Luftreinigung – Filter der Standards G4, G5 und G7. Jeder weitere Filter filtert Staub aus immer kleineren Fraktionen heraus, so dass saubere atmosphärische Luft entsteht.
Luftfilter
Dubrovka 3 und Berzarina – freie Kühlung, aber anders
Aus verschiedenen Gründen nutzen wir in diesen Rechenzentren unterschiedliche Freikühlsysteme.
Dubrowka 3
Der erste DC mit freier Kühlung war Dubrovka 3. Er nutzt die direkte freie Kühlung, ergänzt durch eine ABHM, eine Absorptionskältemaschine, die mit Erdgas betrieben wird. Bei sommerlicher Hitze dient die Maschine als zusätzliche Kühlung.
Kühlung eines Rechenzentrums mithilfe eines Free-Cooling-Systems mit Doppelboden
Mit dieser Hybridlösung konnte ein PUE von ~1.25 erreicht werden.
Warum ABHM? Dies ist ein wirksames System, das Wasser anstelle von Freon verwendet. ABHM hat minimale Auswirkungen auf die Umwelt.
Als Energiequelle nutzt die ABHM-Maschine Erdgas, das ihr per Pipeline zugeführt wird. Im Winter, wenn das Auto nicht benötigt wird, kann Gas verbrannt werden, um die unterkühlte Außenluft zu erwärmen. Es ist viel günstiger als die Nutzung von Strom.
Ansicht von ABHM
Die Idee, ABHM als Nachkühlsystem zu verwenden, stammt von einem unserer Mitarbeiter, einem Ingenieur, der eine ähnliche Lösung sah und vorschlug, sie auf Selectel anzuwenden. Wir haben ein Modell erstellt, es getestet, ein hervorragendes Ergebnis erzielt und beschlossen, es zu vergrößern.
Der Bau der Maschine, des Lüftungssystems und des Rechenzentrums selbst dauerte etwa eineinhalb Jahre. Es wurde 2013 in Betrieb genommen. Es gibt praktisch keine Probleme damit, aber um arbeiten zu können, müssen Sie eine zusätzliche Schulung absolvieren. Eines der Merkmale von ABHM besteht darin, dass die Maschine einen Druckunterschied innerhalb und außerhalb des DC-Raums aufrechterhält. Dies ist notwendig, um sicherzustellen, dass heiße Luft durch das Ventilsystem entweicht.
Aufgrund des Druckunterschieds befindet sich praktisch kein Staub in der Luft, da er einfach herausfliegt, selbst wenn er auftaucht. Übermäßiger Druck drückt Partikel heraus.
Die Kosten für die Systemwartung können etwas höher sein als bei herkömmlicher Kühlung. Mit ABHM können Sie jedoch sparen, indem Sie den Stromverbrauch für die Erwärmung und Kühlung der Luft senken.
Berzarina
Diagramm der Luftströmung im Serverraum
Dabei kommt die freie Kühlung mit einem adiabatischen Nachkühlsystem zum Einsatz. Es wird im Sommer eingesetzt, wenn die Luft zu warm wird und die Temperatur über 23 °C liegt. Das passiert oft in Moskau. Das Funktionsprinzip des adiabatischen Systems besteht darin, die Luft abzukühlen, während sie durch Filter mit Flüssigkeit strömt. Stellen Sie sich einen nassen Lappen vor, aus dem Wasser verdunstet und so den Stoff und die angrenzende Luftschicht abkühlt. Ungefähr so funktioniert ein adiabatisches Kühlsystem in einem Rechenzentrum. Winzige Wassertropfen werden entlang des Luftstroms versprüht, wodurch die Lufttemperatur sinkt.
Funktionsprinzip der adiabatischen Kühlung
Da sich das Rechenzentrum im obersten Stockwerk des Gebäudes befindet, entschied man sich hier für den Einsatz der freien Kühlung. Dies bedeutet, dass die nach außen abgegebene erwärmte Luft sofort nach oben steigt und andere Systeme nicht unterdrückt, wie dies der Fall sein könnte, wenn sich die DC in den unteren Etagen befinden würden. Dadurch liegt der PUE-Indikator bei ~1.20
Als dieser Boden verfügbar wurde, waren wir begeistert, denn wir hatten die Möglichkeit, alles zu gestalten, was wir wollten. Die Hauptaufgabe bestand darin, einen DC mit einem effizienten und kostengünstigen Kühlsystem zu schaffen.
Der Vorteil der adiabatischen Kühlung liegt in der Einfachheit des Systems selbst. Es ist einfacher als Systeme mit Klimaanlagen und sogar einfacher als ABHM und ermöglicht es Ihnen, Energie zu sparen, deren Kosten minimal sind. Es muss jedoch sorgfältig kontrolliert werden, um sicherzustellen, dass es nicht so endet wie Facebook im Jahr 2012. Dann bildete sich aufgrund von Problemen bei der Einstellung der Betriebsparameter eine regelrechte Wolke im Rechenzentrum und es begann zu regnen. .
Bedienfelder
Das System ist erst seit zwei Jahren in Betrieb. In dieser Zeit haben wir eine Reihe kleinerer Probleme identifiziert, die wir gemeinsam mit den Designern angehen. Aber das ist nicht beängstigend, denn in unserer Zeit ist es wichtig, ständig auf der Suche nach Neuem zu sein und nicht zu vergessen, bestehende Lösungen zu überprüfen.
Wir sind ständig auf der Suche nach Möglichkeiten, neue Technologien anzuwenden. Eine davon sind Geräte, die bei Temperaturen über 23 °C normal funktionieren. Vielleicht werden wir in einem der zukünftigen Artikel darüber sprechen, wenn das Projekt die Endphase erreicht.
Wenn Sie Einzelheiten zu anderen Kühlsystemen in unseren DCs erfahren möchten, dann mit allen Informationen.
Stellen Sie Fragen in den Kommentaren, wir werden versuchen, so viele wie möglich zu beantworten.
Source: habr.com