¡Hola Habr! Hace un par de semanas fue un día caluroso, del que hablamos en la “sala de fumadores” del chat de trabajo. Unos minutos más tarde, la conversación sobre el tiempo se convirtió en una conversación sobre sistemas de refrigeración para centros de datos. Para los técnicos, especialmente los empleados de Selectel, esto no es sorprendente: hablamos constantemente de temas similares.
Durante la discusión, decidimos publicar un artículo sobre los sistemas de refrigeración en los centros de datos de Selectel. El artículo de hoy trata sobre el enfriamiento gratuito, una tecnología utilizada en dos de nuestros centros de datos. Debajo del corte hay una historia detallada sobre nuestras soluciones y sus características. Los detalles técnicos fueron compartidos por el jefe del departamento de servicio de sistemas de aire acondicionado y ventilación, Leonid Lupandin, y el redactor técnico senior Nikolay Rubanov.
Sistemas de refrigeración en Selectel
A continuación se ofrece una breve descripción de los sistemas de refrigeración que utilizamos en todas nuestras instalaciones. Pasaremos al free-cooling en la siguiente sección. Tenemos en Moscú, San Petersburgo y la región de Leningrado. Las condiciones climáticas en estas regiones son diferentes, por eso utilizamos diferentes sistemas de refrigeración. Por cierto, en el centro de datos de Moscú a menudo era motivo de bromas que los responsables de la refrigeración eran especialistas llamados Kholodilin y Moroz. Sucedió por accidente, pero aún así...
Aquí hay una lista de DC con el sistema de enfriamiento utilizado:
- Berzarina - enfriamiento gratis.
- Flor 1 — freón, aires acondicionados industriales clásicos para centros de datos.
- Flor 2 - enfriadores.
- Dubrovká 1 - enfriadores.
- Dubrovká 2 — freón, aires acondicionados industriales clásicos para centros de datos.
- Dubrovká 3 - enfriamiento gratis.
En nuestros centros de datos, nos esforzamos por mantener la temperatura del aire en el límite inferior de lo recomendado. rango. Hace 23°C.
Acerca del enfriamiento gratuito
En dos centros de datos, Dubrovká 3 и Berzarina, instalamos sistemas de freecooling, y diferentes.
Sistema de free-cooling en DC Berzarina
El principio básico de los sistemas de free-cooling es la eliminación de los intercambiadores de calor, de modo que el enfriamiento de los equipos informáticos se produce mediante el soplado de aire de la calle. Se limpia mediante filtros, tras lo cual ingresa a la sala de máquinas. En otoño e invierno, es necesario "diluir" el aire frío con aire caliente para que no cambie la temperatura del aire que sopla sobre el equipo. En verano, en Moscú y San Petersburgo, se requiere refrigeración adicional.
Aletas de aire ajustables
¿Por qué refrigeración gratuita? Sí, porque es una tecnología eficaz para la refrigeración de equipos. Los sistemas de enfriamiento gratuito son generalmente más baratos de operar que los sistemas de refrigeración clásicos con aire acondicionado. Otra ventaja del freecooling es que los sistemas de refrigeración no tienen un impacto tan negativo en el medio ambiente como los aires acondicionados con freón.
Esquema de free-cooling directo con posenfriamiento sin suelo técnico
Un punto importante: en nuestros centros de datos se utiliza free-cooling junto con sistemas de posenfriamiento. En invierno, no hay problemas con la entrada de aire frío externo: afuera hace frío, a veces incluso mucho frío, por lo que no se necesitan sistemas de refrigeración adicionales. Pero en verano la temperatura del aire sube. Si usáramos freecooling puro, la temperatura interior sería de unos 27 °C. Te recordamos que la temperatura estándar de Selectel es de 23°C.
En la región de Leningrado, la temperatura media diaria a largo plazo, incluso en julio, ronda los 20°C. Y todo estaría bien, pero algunos días hace mucho calor. En 2010 se registró en la región un récord de temperatura de +37.8°C. Teniendo en cuenta esta circunstancia, no se puede contar plenamente con el enfriamiento gratuito: un día caluroso al año es más que suficiente para que la temperatura supere el estándar.
Dado que San Petersburgo y Moscú son megaciudades con aire contaminado, cuando lo sacamos de la calle utilizamos una triple purificación del aire: filtros de los estándares G4, G5 y G7. Cada uno de ellos filtra el polvo de fracciones cada vez más pequeñas, de modo que la salida es aire atmosférico limpio.
Filtros de aire
Dubrovka 3 y Berzarina: refrigeración gratuita, pero diferentes
Por diversas razones, utilizamos diferentes sistemas de refrigeración gratuita en estos centros de datos.
Dubrovká 3
El primer CC con free-cooling fue Dubrovka 3. Utiliza free-cooling directo, complementado por un ABHM, una máquina de refrigeración por absorción que funciona con gas natural. La máquina se utiliza como refrigeración adicional en caso de calor del verano.
Refrigeración de un centro de datos mediante un sistema de free-cooling con suelo elevado
Esta solución híbrida hizo posible lograr un PUE ~1.25.
¿Por qué ABHM? Este es un sistema eficaz que utiliza agua en lugar de freón. ABHM tiene un impacto mínimo en el medio ambiente.
La máquina ABHM utiliza como fuente de energía gas natural, que se suministra a través de tuberías. En invierno, cuando no se necesita el coche, se puede quemar gas para calentar el aire exterior sobreenfriado. Es mucho más barato que usar electricidad.
Vista de ABHM
La idea de utilizar ABHM como sistema de posenfriamiento pertenece a uno de nuestros empleados, un ingeniero, que vio una solución similar y sugirió aplicarla a Selectel. Hicimos un modelo, lo probamos, obtuvimos un resultado excelente y decidimos ampliarlo.
La máquina tardó aproximadamente un año y medio en construirse, junto con el sistema de ventilación y el propio centro de datos. Se puso en funcionamiento en 2013. Prácticamente no hay problemas con esto, pero para trabajar es necesario realizar una formación adicional. Una de las características de ABHM es que la máquina mantiene una diferencia de presión dentro y fuera de la sala de CC. Esto es necesario para garantizar que el aire caliente escape a través del sistema de válvulas.
Debido a la diferencia de presión, prácticamente no hay polvo en el aire, ya que simplemente sale volando, aunque aparezca. Una presión excesiva expulsa las partículas.
Los costos de mantenimiento del sistema pueden ser ligeramente más altos que con el enfriamiento convencional. Pero ABHM le permite ahorrar al reducir el consumo de electricidad para calentar el aire y enfriarlo.
Berzarina
Diagrama del flujo de aire dentro de la sala de servidores.
Aquí se utiliza free-cooling con un sistema de post-enfriamiento adiabático. Se utiliza en verano cuando el aire se calienta demasiado, con temperaturas superiores a los 23°C. Esto sucede a menudo en Moscú. El principio de funcionamiento del sistema adiabático es enfriar el aire cuando pasa a través de filtros que contienen líquido. Imagine un trapo mojado del que se evapora el agua, enfriando la tela y la capa de aire adyacente. Así es aproximadamente como funciona un sistema de refrigeración adiabático en un centro de datos. Se rocían pequeñas gotas de agua a lo largo del recorrido del flujo de aire, lo que reduce la temperatura del aire.
Principio de funcionamiento del enfriamiento adiabático.
Decidieron utilizar refrigeración gratuita aquí porque el centro de datos está ubicado en el último piso del edificio. Esto significa que el aire caliente emitido al exterior sube inmediatamente y no suprime otros sistemas, como podría ocurrir si el DC estuviera ubicado en los pisos inferiores. Gracias a esto, el indicador PUE es ~1.20
Cuando este suelo estuvo disponible quedamos encantados porque tuvimos la oportunidad de diseñar lo que quisiéramos. La tarea principal era crear un centro de distribución con un sistema de refrigeración eficiente y económico.
La ventaja del enfriamiento adiabático es la simplicidad del propio sistema. Es más sencillo que los sistemas con aire acondicionado e incluso más sencillo que ABHM, y permite ahorrar energía, cuyos costes son mínimos. Sin embargo, es necesario controlarlo cuidadosamente para garantizar que no termine como lo hizo Facebook en 2012. Luego, debido a problemas con la configuración de los parámetros operativos, se formó una nube real en el centro de datos y comenzó a llover. .
Paneles de control
El sistema sólo lleva dos años en funcionamiento, tiempo durante el cual hemos identificado una serie de pequeños problemas que estamos abordando con los diseñadores. Pero esto no da miedo, porque hoy en día es importante estar constantemente buscando algo nuevo, sin olvidar comprobar las soluciones existentes.
Estamos constantemente buscando oportunidades para aplicar nuevas tecnologías. Uno de ellos son los equipos que funcionan normalmente a temperaturas superiores a los 23°. Quizás hablemos de esto en algún artículo futuro, cuando el proyecto llegue a la etapa final.
Si desea conocer detalles sobre otros sistemas de refrigeración en nuestros centros de distribución, entonces con toda la información.
Haga preguntas en los comentarios, intentaremos responder tantas como podamos.
Fuente: habr.com