Bonjour Habr! Il y a quelques semaines, c'était une journée chaude dont nous avons discuté dans le « fumoir » du chat de travail. Quelques minutes plus tard, la conversation sur la météo s'est transformée en une conversation sur les systèmes de refroidissement des centres de données. Pour les techniciens, notamment les salariés de Selectel, cela n'est pas surprenant : nous parlons constamment de sujets similaires.
Au cours de la discussion, nous avons décidé de publier un article sur les systèmes de refroidissement dans les centres de données Selectel. L'article d'aujourd'hui porte sur le refroidissement gratuit, une technologie utilisée dans deux de nos centres de données. Sous la coupe se trouve une histoire détaillée de nos solutions et de leurs fonctionnalités. Les détails techniques ont été partagés par le chef du département de service des systèmes de climatisation et de ventilation, Leonid Lupandin, et le rédacteur technique principal Nikolay Rubanov.
Systèmes de refroidissement chez Selectel
Voici une brève description des systèmes de refroidissement que nous utilisons dans toutes nos installations. Nous passerons au free-cooling dans la section suivante. Nous avons à Moscou, Saint-Pétersbourg et dans la région de Léningrad. Les conditions météorologiques dans ces régions sont différentes, c'est pourquoi nous utilisons des systèmes de refroidissement différents. À propos, dans le centre de données de Moscou, on plaisantait souvent sur le fait que les responsables du refroidissement étaient des spécialistes portant les noms de Kholodilin et Moroz. C'est arrivé par accident, mais quand même...
Voici une liste des DC avec le système de refroidissement utilisé :
- Berzarine - free-refroidissement.
- Fleur 1 — au fréon, climatiseurs industriels classiques pour centres de données.
- Fleur 2 - des refroidisseurs.
- Doubrovka 1 - des refroidisseurs.
- Doubrovka 2 — au fréon, climatiseurs industriels classiques pour centres de données.
- Doubrovka 3 - free-refroidissement.
Dans nos centres de données, nous nous efforçons de maintenir la température de l'air à la limite inférieure de la température recommandée. gamme. Il fait 23°C.
À propos du refroidissement gratuit
Dans deux centres de données, Doubrovka 3 и Berzarine, nous avons installé des systèmes de refroidissement gratuit, et différents.
Système de refroidissement gratuit à DC Berzarina
Le principe de base des systèmes de refroidissement gratuit est l'élimination des échangeurs de chaleur, de sorte que le refroidissement des équipements informatiques se produit grâce au soufflage d'air extérieur. Il est nettoyé à l'aide de filtres, après quoi il entre dans la salle des machines. En automne et en hiver, l'air froid doit être « dilué » avec de l'air chaud afin que la température de l'air soufflé sur l'équipement ne change pas. En été, à Moscou et à Saint-Pétersbourg, un refroidissement supplémentaire est nécessaire.
Volets d'air réglables
Pourquoi le free-cooling ? Oui, car c’est une technologie efficace pour refroidir les équipements. Les systèmes de refroidissement gratuit sont généralement moins chers à exploiter que les systèmes de réfrigération climatisés classiques. Un autre avantage du refroidissement gratuit est que les systèmes de refroidissement n'ont pas un impact négatif aussi important sur l'environnement que les climatiseurs au fréon.
Système de refroidissement gratuit direct avec post-refroidissement sans faux-plancher
Un point important : le freecooling est utilisé dans nos centres de données en conjonction avec des systèmes de post-refroidissement. En hiver, il n'y a aucun problème avec l'apport d'air froid extérieur - il fait frais dehors, parfois même très frais, donc des systèmes de refroidissement supplémentaires ne sont pas nécessaires. Mais en été, la température de l'air augmente. Si nous utilisions un refroidissement naturel pur, la température à l’intérieur serait d’environ 27 °C. Rappelons que la norme de température Selectel est de 23°C.
Dans la région de Léningrad, la température moyenne quotidienne à long terme, même en juillet, est d'environ 20°C. Et tout irait bien, mais certains jours, il fait très chaud. En 2010, un record de température de +37.8°C a été enregistré dans la région. Compte tenu de cette circonstance, vous ne pouvez pas compter pleinement sur le refroidissement gratuit : une journée chaude par an est largement suffisante pour que la température dépasse la norme.
Étant donné que Saint-Pétersbourg et Moscou sont des mégalopoles avec de l'air pollué, nous utilisons une triple purification de l'air lorsque nous le retirons de la rue - des filtres aux normes G4, G5 et G7. Chaque filtre suivant filtre la poussière de fractions de plus en plus petites, de sorte que le résultat soit un air atmosphérique propre.
Filtres à air
Dubrovka 3 et Berzarina - refroidissement gratuit, mais différent
Pour plusieurs raisons, nous utilisons différents systèmes de refroidissement gratuit dans ces centres de données.
Doubrovka 3
Le premier DC avec refroidissement gratuit était Dubrovka 3. Il utilise un refroidissement gratuit direct, complété par un ABHM, une machine frigorifique à absorption fonctionnant au gaz naturel. La machine est utilisée comme refroidissement supplémentaire en cas de chaleur estivale.
Refroidir un centre de données à l'aide d'un système de free-cooling avec un plancher surélevé
Cette solution hybride a permis d'atteindre un PUE ~1.25.
Pourquoi ABHM ? Il s'agit d'un système efficace qui utilise de l'eau au lieu du fréon. L'ABHM a un impact minimal sur l'environnement.
La machine ABHM utilise comme source d'énergie le gaz naturel qui lui est fourni par pipeline. En hiver, lorsque la voiture n’est pas utilisée, du gaz peut être brûlé pour chauffer l’air extérieur surfondu. C'est beaucoup moins cher que d'utiliser l'électricité.
Vue de l'ABHM
L'idée d'utiliser l'ABHM comme système de post-refroidissement appartient à l'un de nos employés, un ingénieur, qui a vu une solution similaire et a suggéré de l'appliquer à Selectel. Nous avons réalisé un modèle, l'avons testé, avons obtenu un excellent résultat et avons décidé de l'étendre.
La construction de la machine a pris environ un an et demi, ainsi que du système de ventilation et du centre de données lui-même. Il a été mis en service en 2013. Cela ne pose pratiquement aucun problème, mais pour travailler, vous devez suivre une formation supplémentaire. L'une des caractéristiques de l'ABHM est que la machine maintient une différence de pression à l'intérieur et à l'extérieur de la salle DC. Ceci est nécessaire pour garantir que l'air chaud s'échappe par le système de vannes.
En raison de la différence de pression, il n'y a pratiquement pas de poussière dans l'air, puisqu'elle s'envole simplement, même si elle apparaît. Une pression excessive repousse les particules.
Les coûts de maintenance du système peuvent être légèrement plus élevés qu’avec un refroidissement conventionnel. Mais ABHM permet d'économiser en réduisant la consommation électrique pour chauffer l'air et le refroidir.
Berzarine
Schéma du flux d'air à l'intérieur de la salle des serveurs
Un refroidissement gratuit avec un système de post-refroidissement adiabatique est utilisé ici. On l'utilise en été lorsque l'air devient trop chaud, avec des températures supérieures à 23°C. Cela arrive souvent à Moscou. Le principe de fonctionnement du système adiabatique est de refroidir l'air lors de son passage à travers des filtres contenant du liquide. Imaginez un chiffon humide d'où l'eau s'évapore, refroidissant le tissu et la couche d'air adjacente. C'est à peu près ainsi que fonctionne un système de refroidissement adiabatique dans un centre de données. De minuscules gouttes d’eau sont pulvérisées le long du trajet du flux d’air, ce qui réduit la température de l’air.
Principe de fonctionnement du refroidissement adiabatique
Ils ont décidé d'utiliser le refroidissement gratuit ici car le centre de données est situé au dernier étage du bâtiment. Cela signifie que l'air chauffé émis à l'extérieur monte immédiatement et ne supprime pas les autres systèmes, comme cela pourrait se produire si les DC étaient situés aux étages inférieurs. Grâce à cela, l'indicateur PUE est de ~1.20
Lorsque cet étage est devenu disponible, nous avons été ravis car nous avions la possibilité de concevoir ce que nous voulions. La tâche principale était de créer un DC doté d’un système de refroidissement efficace et peu coûteux.
L’avantage du refroidissement adiabatique réside dans la simplicité du système lui-même. Il est plus simple que les systèmes avec climatiseurs et encore plus simple que l'ABHM, et permet d'économiser de l'énergie dont les coûts sont minimes. Cependant, cela doit être soigneusement contrôlé pour garantir qu’il ne se termine pas comme Facebook l’a fait en 2012. Puis, suite à des problèmes de paramétrage des paramètres de fonctionnement, un véritable nuage s'est formé dans le data center et il s'est mis à pleuvoir. .
Panneaux de contrôle
Le système n'est opérationnel que depuis deux ans, période pendant laquelle nous avons identifié un certain nombre de petits problèmes que nous résolvons avec les concepteurs. Mais ce n’est pas effrayant, car à notre époque, il est important d’être constamment à la recherche de quelque chose de nouveau, sans oublier de vérifier les solutions existantes.
Nous sommes constamment à la recherche d'opportunités pour appliquer de nouvelles technologies. L’un d’eux est un équipement qui fonctionne normalement à des températures supérieures à 23°. Peut-être en parlerons-nous dans l'un des prochains articles, lorsque le projet atteindra la phase finale.
Si vous souhaitez connaître les détails des autres systèmes de refroidissement de nos DC, alors avec toutes les informations.
Posez des questions dans les commentaires, nous essaierons d'y répondre au plus grand nombre possible.
Source: habr.com