خنک کننده رایگان در مراکز داده Selectel: چگونه همه کار می کند

سلام، هابر! چند هفته پیش روز گرمی بود که در "اتاق سیگار" چت کاری درباره آن صحبت کردیم. تنها چند دقیقه بعد، گفتگو در مورد آب و هوا تبدیل به گفتگو در مورد سیستم های خنک کننده برای مراکز داده شد. برای متخصصان فناوری، به خصوص کارمندان Selectel، این تعجب آور نیست؛ ما دائماً در مورد موضوعات مشابه صحبت می کنیم.

در حین بحث تصمیم گرفتیم مقاله ای در مورد سیستم های خنک کننده در مراکز داده Selectel منتشر کنیم. مقاله امروز در مورد خنک کننده رایگان است، یک فناوری که در دو مرکز داده ما استفاده می شود. در زیر برش یک داستان مفصل در مورد راه حل های ما و ویژگی های آنها است. جزئیات فنی توسط رئیس بخش خدمات سیستم های تهویه مطبوع و تهویه، لئونید لوپاندین و نویسنده ارشد فنی نیکولای روبانوف به اشتراک گذاشته شد.

سیستم های خنک کننده در Selectel

در اینجا توضیح مختصری در مورد سیستم های خنک کننده ای که در همه امکانات خود استفاده می کنیم آورده شده است. در بخش بعدی به خنک‌سازی آزاد می‌پردازیم. ما داریم چندین مرکز داده در مسکو، سن پترزبورگ و منطقه لنینگراد. شرایط آب و هوایی در این مناطق متفاوت است، بنابراین ما از سیستم های خنک کننده متفاوتی استفاده می کنیم. به هر حال، در مرکز داده مسکو اغلب منبع شوخی بود که مسئولین خنک کننده متخصصانی با نام های Kholodilin و Moroz بودند. این اتفاق به طور تصادفی رخ داد، اما هنوز ...

در اینجا لیستی از DCها با سیستم خنک کننده مورد استفاده آمده است:

• برزارینا - خنک کننده آزاد
• گل 1 — فریون، تهویه مطبوع صنعتی کلاسیک برای مراکز داده.
• گل 2 - چیلرها
• دوبروفکا 1 - چیلرها
• دوبروفکا 2 — فریون، تهویه مطبوع صنعتی کلاسیک برای مراکز داده.
• دوبروفکا 3 - خنک کننده آزاد

در مراکز داده ما تلاش می کنیم دمای هوا را در حد پایین تر از حد توصیه شده حفظ کنیم ASHRAE دامنه. 23 درجه سانتی گراد است.

در مورد فری کولینگ

در دو مرکز داده، دوبروفکا 3 и برزارینا، سیستم های خنک کننده رایگان و انواع مختلف نصب کردیم.

سیستم خنک کننده رایگان در DC Berzarina

اصل اساسی سیستم های خنک کننده رایگان حذف مبدل های حرارتی است، به طوری که خنک سازی تجهیزات محاسباتی به دلیل دمیدن با هوای خیابان اتفاق می افتد. با استفاده از فیلترها تمیز می شود و پس از آن وارد اتاق ماشین می شود. در پاییز و زمستان، هوای سرد باید با هوای گرم "رقیق" شود تا دمای هوایی که روی تجهیزات می وزد تغییر نکند. در تابستان در مسکو و سن پترزبورگ، خنک کننده اضافی مورد نیاز است.

فلپ های هوا قابل تنظیم

چرا خنک کننده رایگان؟ بله، زیرا یک فناوری موثر برای تجهیزات خنک کننده است. سیستم های خنک کننده رایگان معمولاً نسبت به سیستم های خنک کننده تهویه مطبوع کلاسیک ارزان تر هستند. یکی دیگر از مزیت های خنک کننده رایگان این است که سیستم های خنک کننده مانند کولرهای گازی فریون تاثیر منفی بر محیط زیست ندارند.

طرح خنک کننده مستقیم رایگان با خنک کننده پس از آن بدون کف بالا

یک نکته مهم: خنک کننده رایگان در مراکز داده ما همراه با سیستم های پس از خنک کننده استفاده می شود. در زمستان، هیچ مشکلی با ورود هوای سرد خارجی وجود ندارد - بیرون خنک است، گاهی اوقات حتی بسیار خنک است، بنابراین نیازی به سیستم های خنک کننده اضافی نیست. اما در تابستان دمای هوا افزایش می یابد. اگر از خنک کننده آزاد خالص استفاده می کردیم، دمای داخل حدود 27 درجه سانتی گراد می شد. به شما یادآوری می کنیم که استاندارد دمای Selectel 23 درجه سانتی گراد است.

در منطقه لنینگراد، متوسط ​​طولانی مدت دمای روزانه، حتی در ماه جولای، حدود 20 درجه سانتیگراد است. و همه چیز خوب خواهد بود، اما در بعضی روزها هوا بسیار گرم است. در سال 2010، رکورد دمای +37.8 درجه سانتیگراد در این منطقه ثبت شد. با توجه به این شرایط، نمی توانید به طور کامل روی خنک کننده رایگان حساب کنید - یک روز گرم در سال برای اینکه دما فراتر از حد استاندارد باشد، کافی است.

از آنجایی که سن پترزبورگ و مسکو کلان شهرهایی با هوای آلوده هستند، هنگام برداشتن هوا از خیابان از تصفیه هوای سه گانه استفاده می کنیم - فیلترهای استاندارد G4، G5 و G7. هر مورد بعدی گرد و غبار را از بخش های کوچکتر و کوچکتر فیلتر می کند، به طوری که خروجی هوای اتمسفر تمیز است.

فیلترهای هوا

Dubrovka 3 و Berzarina - خنک کننده رایگان، اما متفاوت

به دلایل مختلفی، ما از سیستم های خنک کننده رایگان مختلف در این مراکز داده استفاده می کنیم.

دوبروفکا 3

اولین DC با خنک کننده آزاد Dubrovka 3 بود. از خنک کننده مستقیم آزاد استفاده می کند که توسط ABHM، یک دستگاه تبرید جذبی که با گاز طبیعی کار می کند، تکمیل شده است. این دستگاه به عنوان خنک کننده اضافی در گرمای تابستان استفاده می شود.

خنک کردن یک مرکز داده با استفاده از یک طرح خنک کننده آزاد با یک طبقه برجسته

این راه حل ترکیبی دستیابی به PUE ~ 1.25 را ممکن کرد.

چرا ABHM؟ این یک سیستم موثر است که از آب به جای فریون استفاده می کند. ABHM کمترین تأثیر را بر محیط زیست دارد.

دستگاه ABHM از گاز طبیعی که از طریق خط لوله برای آن تامین می شود، به عنوان منبع انرژی استفاده می کند. در زمستان، زمانی که ماشین مورد نیاز نیست، می توان گاز را سوزاند تا هوای فوق خنک بیرون را گرم کند. این بسیار ارزان تر از استفاده از برق است.

نمایی از ABHM

ایده استفاده از ABHM به عنوان یک سیستم خنک کننده پس از خنک کننده متعلق به یکی از کارمندان ما، مهندس است، که راه حل مشابهی را دید و پیشنهاد کرد آن را به Selectel اعمال کند. ما یک مدل ساختیم، آن را آزمایش کردیم، نتیجه عالی گرفتیم و تصمیم گرفتیم آن را افزایش دهیم.

ساخت این دستگاه به همراه سیستم تهویه و مرکز داده حدود یک سال و نیم طول کشید. در سال 2013 به بهره برداری رسید. عملاً هیچ مشکلی با آن وجود ندارد ، اما برای کار باید آموزش های اضافی را طی کنید. یکی از ویژگی های ABHM این است که دستگاه اختلاف فشار را در داخل و خارج اتاق DC حفظ می کند. این برای اطمینان از خروج هوای گرم از طریق سیستم شیر ضروری است.

به دلیل اختلاف فشار، عملاً هیچ گرد و غباری در هوا وجود ندارد، زیرا به سادگی خارج می شود، حتی اگر ظاهر شود. فشار بیش از حد ذرات را به بیرون هل می دهد.

هزینه های نگهداری سیستم ممکن است کمی بیشتر از سرمایش معمولی باشد. اما ABHM به شما امکان می دهد با کاهش مصرف برق برای گرم کردن هوا و خنک کردن آن صرفه جویی کنید.

برزارینا

نمودار جریان هوا در داخل اتاق سرور

در اینجا از خنک کننده رایگان با سیستم پس از خنک کننده آدیاباتیک استفاده می شود. در تابستان زمانی که هوا خیلی گرم می شود و دمای بالای 23 درجه سانتی گراد می شود استفاده می شود. این اغلب در مسکو اتفاق می افتد. اصل عملکرد سیستم آدیاباتیک خنک کردن هوا هنگام عبور از فیلترهای حاوی مایع است. پارچه مرطوبی را تصور کنید که آب از آن تبخیر می شود و پارچه و لایه هوای مجاور آن را خنک می کند. این تقریباً نحوه عملکرد سیستم خنک کننده آدیاباتیک در یک مرکز داده است. قطرات ریز آب در طول مسیر جریان هوا پاشیده می شود که باعث کاهش دمای هوا می شود.

اصل کار خنک کننده آدیاباتیک

آنها تصمیم گرفتند در اینجا از خنک کننده رایگان استفاده کنند زیرا مرکز داده در طبقه بالای ساختمان قرار دارد. این بدان معنی است که هوای گرم ساطع شده از خارج بلافاصله بالا می رود و سیستم های دیگر را سرکوب نمی کند، همانطور که اگر DC در طبقات پایین قرار داشت ممکن بود اتفاق بیفتد. با تشکر از این، نشانگر PUE ~ 1.20 است

وقتی این طبقه در دسترس قرار گرفت، خوشحال شدیم زیرا این فرصت را داشتیم که هر آنچه را که می‌خواهیم طراحی کنیم. وظیفه اصلی ایجاد یک DC با یک سیستم خنک کننده کارآمد و ارزان بود.

مزیت خنک کننده آدیاباتیک سادگی خود سیستم است. این ساده تر از سیستم های دارای تهویه مطبوع و حتی ساده تر از ABHM است و به شما امکان می دهد در مصرف انرژی صرفه جویی کنید که هزینه های آن حداقل است. با این حال، باید به دقت کنترل شود تا اطمینان حاصل شود که مانند فیس بوک در سال 2012 به پایان نرسد. سپس به دلیل مشکلات تنظیم پارامترهای عملیاتی، یک ابر واقعی در مرکز داده شکل گرفت و شروع به باریدن کرد. شوخی نمی کنم.

تابلوهای کنترل

این سیستم تنها دو سال است که کار می کند و در این مدت تعدادی از مشکلات کوچک را شناسایی کرده ایم که با طراحان در حال رفع آنها هستیم. اما این ترسناک نیست، زیرا در زمان ما مهم است که دائماً در جستجوی چیز جدیدی باشید و فراموش نکنید که راه حل های موجود را بررسی کنید.

ما دائماً به دنبال فرصت هایی برای به کارگیری فناوری های جدید هستیم. یکی از آنها تجهیزاتی است که به طور معمول در دمای بالای 23 درجه کار می کنند. شاید در یکی از مقالات آینده، زمانی که پروژه به مرحله نهایی رسید، در این مورد صحبت کنیم.

اگر می خواهید جزئیاتی در مورد سایر سیستم های خنک کننده در DC های ما بدانید، پس در اینجا مقاله است با تمام اطلاعات

سوالات خود را در نظرات بپرسید، ما سعی خواهیم کرد تا جایی که می توانیم پاسخ دهیم.

منبع: www.habr.com