Γεια σου, Χαμπρ! Πριν από μερικές εβδομάδες ήταν μια ζεστή μέρα, την οποία συζητήσαμε στο «δωμάτιο καπνίσματος» της συνομιλίας εργασίας. Μόλις λίγα λεπτά αργότερα, η συζήτηση για τον καιρό μετατράπηκε σε συζήτηση για συστήματα ψύξης για κέντρα δεδομένων. Για τους τεχνικούς, ειδικά τους υπαλλήλους της Selectel, αυτό δεν προκαλεί έκπληξη· μιλάμε συνεχώς για παρόμοια θέματα.
Κατά τη διάρκεια της συζήτησης, αποφασίσαμε να δημοσιεύσουμε ένα άρθρο σχετικά με τα συστήματα ψύξης στα κέντρα δεδομένων Selectel. Το σημερινό άρθρο αφορά τη δωρεάν ψύξη, μια τεχνολογία που χρησιμοποιείται σε δύο από τα κέντρα δεδομένων μας. Κάτω από την περικοπή υπάρχει μια λεπτομερής ιστορία σχετικά με τις λύσεις μας και τα χαρακτηριστικά τους. Τεχνικές λεπτομέρειες κοινοποιήθηκαν από τον επικεφαλής του τμήματος εξυπηρέτησης συστημάτων κλιματισμού και εξαερισμού, Leonid Lupandin, και τον ανώτερο τεχνικό συγγραφέα Nikolay Rubanov.
Συστήματα ψύξης στην Selectel
Ακολουθεί μια σύντομη περιγραφή των συστημάτων ψύξης που χρησιμοποιούμε σε όλες τις εγκαταστάσεις μας. Θα προχωρήσουμε στην ελεύθερη ψύξη στην επόμενη ενότητα. Εχουμε στη Μόσχα, την Αγία Πετρούπολη και την περιοχή του Λένινγκραντ. Οι καιρικές συνθήκες σε αυτές τις περιοχές είναι διαφορετικές, επομένως χρησιμοποιούμε διαφορετικά συστήματα ψύξης. Παρεμπιπτόντως, στο κέντρο δεδομένων της Μόσχας ήταν συχνά πηγή αστείων ότι οι υπεύθυνοι για την ψύξη ήταν ειδικοί με τα ονόματα Kholodilin και Moroz. Έγινε τυχαία, αλλά και πάλι...
Ακολουθεί μια λίστα με DC με το σύστημα ψύξης που χρησιμοποιείται:
- Μπερζαρίνα - δωρεάν ψύξη.
- Λουλούδι 1 — φρέον, κλασικά βιομηχανικά κλιματιστικά για κέντρα δεδομένων.
- Λουλούδι 2 - ψύκτες.
- Ντουμπρόβκα 1 - ψύκτες.
- Ντουμπρόβκα 2 — φρέον, κλασικά βιομηχανικά κλιματιστικά για κέντρα δεδομένων.
- Ντουμπρόβκα 3 - δωρεάν ψύξη.
Στα κέντρα δεδομένων μας, προσπαθούμε να διατηρήσουμε τη θερμοκρασία του αέρα στο κατώτερο όριο του συνιστώμενου εύρος. Είναι 23°C.
Σχετικά με την ελεύθερη ψύξη
Σε δύο κέντρα δεδομένων, Ντουμπρόβκα 3 и Μπερζαρίνα, εγκαταστήσαμε δωρεάν συστήματα ψύξης, και διάφορα.
Δωρεάν σύστημα ψύξης στο DC Berzarina
Η βασική αρχή των συστημάτων ελεύθερης ψύξης είναι η εξάλειψη των εναλλάκτη θερμότητας, έτσι ώστε η ψύξη του υπολογιστικού εξοπλισμού να συμβαίνει λόγω εμφύσησης με αέρα του δρόμου. Καθαρίζεται με φίλτρα και μετά εισέρχεται στο μηχανοστάσιο. Το φθινόπωρο και το χειμώνα, ο κρύος αέρας πρέπει να «αραιωθεί» με ζεστό αέρα, έτσι ώστε η θερμοκρασία του αέρα που φυσά πάνω από τον εξοπλισμό να μην αλλάξει. Το καλοκαίρι στη Μόσχα και την Αγία Πετρούπολη απαιτείται επιπλέον ψύξη.
Ρυθμιζόμενα πτερύγια αέρα
Γιατί δωρεάν ψύξη; Ναι, γιατί είναι μια αποτελεσματική τεχνολογία για εξοπλισμό ψύξης. Τα δωρεάν συστήματα ψύξης είναι γενικά φθηνότερα στη λειτουργία από τα κλασικά κλιματιζόμενα συστήματα ψύξης. Ένα άλλο πλεονέκτημα της δωρεάν ψύξης είναι ότι τα συστήματα ψύξης δεν έχουν τόσο ισχυρό αρνητικό αντίκτυπο στο περιβάλλον όπως τα κλιματιστικά με φρέον.
Άμεση ελεύθερη ψύξη με μεταψύξη χωρίς υπερυψωμένο δάπεδο
Ένα σημαντικό σημείο: η δωρεάν ψύξη χρησιμοποιείται στα κέντρα δεδομένων μας μαζί με τα συστήματα μετά την ψύξη. Το χειμώνα, δεν υπάρχουν προβλήματα με την εισαγωγή εξωτερικού κρύου αέρα - είναι δροσερό έξω, μερικές φορές ακόμη και πολύ δροσερό, επομένως δεν χρειάζονται πρόσθετα συστήματα ψύξης. Αλλά το καλοκαίρι η θερμοκρασία του αέρα ανεβαίνει. Εάν χρησιμοποιούσαμε καθαρή ελεύθερη ψύξη, η θερμοκρασία στο εσωτερικό θα ήταν περίπου 27 °C. Να σας υπενθυμίσουμε ότι το πρότυπο θερμοκρασίας της Selectel είναι 23°C.
Στην περιοχή του Λένινγκραντ, η μακροπρόθεσμη μέση ημερήσια θερμοκρασία, ακόμη και τον Ιούλιο, είναι περίπου 20°C. Και όλα θα ήταν καλά, αλλά κάποιες μέρες κάνει πολύ ζέστη. Το 2010 καταγράφηκε ρεκόρ θερμοκρασίας +37.8°C στην περιοχή. Λαμβάνοντας υπόψη αυτήν την περίσταση, δεν μπορείτε να υπολογίζετε πλήρως στη δωρεάν ψύξη - μια ζεστή μέρα το χρόνο είναι υπεραρκετή για να υπερβεί η θερμοκρασία το πρότυπο.
Δεδομένου ότι η Αγία Πετρούπολη και η Μόσχα είναι μεγαλουπόλεις με μολυσμένο αέρα, χρησιμοποιούμε τριπλό καθαρισμό αέρα όταν τον βγάζουμε από το δρόμο - φίλτρα προτύπων G4, G5 και G7. Κάθε επόμενο φιλτράρει τη σκόνη από όλο και μικρότερα κλάσματα, έτσι ώστε η έξοδος να είναι καθαρός ατμοσφαιρικός αέρας.
Φίλτρα αέρα
Dubrovka 3 και Berzarina - δωρεάν ψύξη, αλλά διαφορετικά
Για διάφορους λόγους, χρησιμοποιούμε διαφορετικά συστήματα δωρεάν ψύξης σε αυτά τα κέντρα δεδομένων.
Ντουμπρόβκα 3
Το πρώτο συνεχές ρεύμα με ελεύθερη ψύξη ήταν το Dubrovka 3. Χρησιμοποιεί άμεση ελεύθερη ψύξη, συμπληρωμένο από ένα ABHM, ένα μηχάνημα ψύξης απορρόφησης που λειτουργεί με φυσικό αέριο. Το μηχάνημα χρησιμοποιείται ως πρόσθετη ψύξη σε περίπτωση καλοκαιρινής ζέστης.
Ψύξη ενός κέντρου δεδομένων χρησιμοποιώντας ένα σύστημα ελεύθερης ψύξης με υπερυψωμένο δάπεδο
Αυτή η υβριδική λύση κατέστησε δυνατή την επίτευξη PUE ~ 1.25.
Γιατί ABHM; Αυτό είναι ένα αποτελεσματικό σύστημα που χρησιμοποιεί νερό αντί για φρέον. Το ABHM έχει ελάχιστη επίδραση στο περιβάλλον.
Το μηχάνημα ABHM χρησιμοποιεί ως πηγή ενέργειας φυσικό αέριο, το οποίο του παρέχεται μέσω αγωγού. Το χειμώνα, όταν το αυτοκίνητο δεν χρειάζεται, μπορεί να καεί αέριο για να θερμάνει τον υπερψυκτικό εξωτερικό αέρα. Είναι πολύ φθηνότερο από τη χρήση ηλεκτρικής ενέργειας.
Άποψη του ABHM
Η ιδέα να χρησιμοποιήσουμε το ABHM ως σύστημα μετά την ψύξη ανήκει σε έναν από τους υπαλλήλους μας, έναν μηχανικό, ο οποίος είδε μια παρόμοια λύση και πρότεινε να την εφαρμόσει στην Selectel. Φτιάξαμε ένα μοντέλο, το δοκιμάσαμε, πήραμε ένα εξαιρετικό αποτέλεσμα και αποφασίσαμε να το κλιμακώσουμε.
Το μηχάνημα χρειάστηκε περίπου ενάμιση χρόνο για να κατασκευαστεί, μαζί με το σύστημα εξαερισμού και το ίδιο το κέντρο δεδομένων. Τέθηκε σε λειτουργία το 2013. Δεν υπάρχουν πρακτικά προβλήματα με αυτό, αλλά για να εργαστείτε πρέπει να υποβληθείτε σε πρόσθετη εκπαίδευση. Ένα από τα χαρακτηριστικά του ABHM είναι ότι το μηχάνημα διατηρεί μια διαφορά πίεσης εντός και εκτός του δωματίου DC. Αυτό είναι απαραίτητο για να διασφαλιστεί ότι ο ζεστός αέρας διαφεύγει μέσω του συστήματος βαλβίδων.
Λόγω της διαφοράς πίεσης, πρακτικά δεν υπάρχει σκόνη στον αέρα, αφού απλά πετάει έξω, ακόμα κι αν εμφανίζεται. Η υπερβολική πίεση ωθεί τα σωματίδια προς τα έξω.
Το κόστος συντήρησης του συστήματος μπορεί να είναι ελαφρώς υψηλότερο από ό,τι με τη συμβατική ψύξη. Αλλά το ABHM σάς επιτρέπει να κάνετε οικονομία μειώνοντας την κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας για τη θέρμανση του αέρα και την ψύξη του.
Μπερζαρίνα
Διάγραμμα ροής αέρα μέσα στο δωμάτιο διακομιστή
Εδώ χρησιμοποιείται δωρεάν ψύξη με αδιαβατικό σύστημα μεταψύξης. Χρησιμοποιείται το καλοκαίρι όταν ο αέρας γίνεται πολύ ζεστός, με θερμοκρασίες πάνω από 23°C. Αυτό συμβαίνει συχνά στη Μόσχα. Η αρχή λειτουργίας του αδιαβατικού συστήματος είναι να ψύχει τον αέρα καθώς περνά μέσα από φίλτρα που περιέχουν υγρό. Φανταστείτε ένα βρεγμένο πανί από το οποίο εξατμίζεται το νερό, ψύχοντας το ύφασμα και το παρακείμενο στρώμα αέρα. Αυτός είναι περίπου ο τρόπος με τον οποίο λειτουργεί ένα αδιαβατικό σύστημα ψύξης σε ένα κέντρο δεδομένων. Μικρές σταγόνες νερού ψεκάζονται κατά μήκος της διαδρομής της ροής του αέρα, γεγονός που μειώνει τη θερμοκρασία του αέρα.
Αρχή λειτουργίας της αδιαβατικής ψύξης
Αποφάσισαν να χρησιμοποιήσουν δωρεάν ψύξη εδώ επειδή το κέντρο δεδομένων βρίσκεται στον τελευταίο όροφο του κτιρίου. Αυτό σημαίνει ότι ο θερμαινόμενος αέρας που εκπέμπεται έξω αμέσως ανεβαίνει και δεν καταστέλλει άλλα συστήματα, όπως θα μπορούσε να συμβεί αν το DC βρισκόταν στους κάτω ορόφους. Χάρη σε αυτό, ο δείκτης PUE είναι ~1.20
Όταν αυτός ο όροφος έγινε διαθέσιμος, ήμασταν ενθουσιασμένοι γιατί είχαμε την ευκαιρία να σχεδιάσουμε ό,τι θέλαμε. Το κύριο καθήκον ήταν η δημιουργία ενός DC με ένα αποτελεσματικό και φθηνό σύστημα ψύξης.
Το πλεονέκτημα της αδιαβατικής ψύξης είναι η απλότητα του ίδιου του συστήματος. Είναι απλούστερο από συστήματα με κλιματιστικά και ακόμη πιο απλό από το ABHM, και σας επιτρέπει να εξοικονομείτε ενέργεια, το κόστος της οποίας είναι ελάχιστο. Ωστόσο, πρέπει να ελέγχεται προσεκτικά για να διασφαλιστεί ότι δεν θα καταλήξει όπως έκανε το Facebook το 2012. Στη συνέχεια, λόγω προβλημάτων με τη ρύθμιση των παραμέτρων λειτουργίας, σχηματίστηκε ένα πραγματικό σύννεφο στο κέντρο δεδομένων και άρχισε να βρέχει. .
Πίνακες ελέγχου
Το σύστημα λειτουργεί μόλις δύο χρόνια, κατά τη διάρκεια των οποίων έχουμε εντοπίσει μια σειρά από μικρά προβλήματα που αντιμετωπίζουμε με τους σχεδιαστές. Αλλά αυτό δεν είναι τρομακτικό, γιατί στην εποχή μας είναι σημαντικό να βρισκόμαστε συνεχώς σε αναζήτηση για κάτι νέο, χωρίς να ξεχνάμε να ελέγχουμε τις υπάρχουσες λύσεις.
Αναζητούμε συνεχώς ευκαιρίες για εφαρμογή νέων τεχνολογιών. Ένας από αυτούς είναι εξοπλισμός που λειτουργεί κανονικά σε θερμοκρασίες άνω των 23°. Ίσως θα μιλήσουμε για αυτό σε ένα από τα μελλοντικά άρθρα, όταν το έργο φτάσει στο τελικό στάδιο.
Εάν θέλετε να μάθετε λεπτομέρειες για άλλα συστήματα ψύξης στα DC μας, τότε με όλες τις πληροφορίες.
Κάντε ερωτήσεις στα σχόλια, θα προσπαθήσουμε να απαντήσουμε όσες περισσότερες μπορούμε.
Πηγή: www.habr.com