Ola, Habr! Hai un par de semanas era un día de calor, que comentamos no “fumador” da charla de traballo. Só uns minutos despois, a conversación sobre o tempo converteuse nunha conversa sobre sistemas de refrixeración para centros de datos. Para os técnicos, especialmente os empregados de Selectel, isto non é sorprendente; falamos constantemente de temas similares.
Durante a discusión, decidimos publicar un artigo sobre sistemas de refrixeración nos centros de datos de Selectel. O artigo de hoxe trata sobre o free cooling, unha tecnoloxía utilizada en dous dos nosos centros de datos. Debaixo do corte hai unha historia detallada sobre as nosas solucións e as súas características. Os detalles técnicos foron compartidos polo xefe do departamento de servizos de sistemas de aire acondicionado e ventilación, Leonid Lupandin, e o escritor técnico senior Nikolay Rubanov.
Sistemas de refrigeración en Selectel
Aquí tes unha breve descrición dos sistemas de refrixeración que utilizamos en todas as nosas instalacións. Pasaremos ao free-cooling na seguinte sección. Temos en Moscova, San Petersburgo e a rexión de Leningrado. As condicións meteorolóxicas nestas rexións son diferentes, polo que usamos diferentes sistemas de refrixeración. Por certo, no centro de datos de Moscova era moitas veces unha fonte de bromas que os responsables do arrefriamento eran especialistas cos nomes Kholodilin e Moroz. Ocorreu por casualidade, pero aínda así...
Aquí tes unha lista de DC co sistema de refrixeración utilizado:
- Berzarina - Free-cooling.
- Flor 1 — freón, aire acondicionado industrial clásico para centros de datos.
- Flor 2 - refrixeradores.
- Dubrovka 1 - refrixeradores.
- Dubrovka 2 — freón, aire acondicionado industrial clásico para centros de datos.
- Dubrovka 3 - Free-cooling.
Nos nosos centros de datos, esforzámonos por manter a temperatura do aire no límite inferior do recomendado rango. Son 23°C.
Sobre o freecooling
En dos centros de datos, Dubrovka 3 и Berzarina, instalamos sistemas de free cooling, e outros diferentes.
Sistema de free cooling en DC Berzarina
O principio básico dos sistemas de free cooling é a eliminación dos intercambiadores de calor, polo que o arrefriamento dos equipos informáticos prodúcese debido ao sopro con aire da rúa. Limpase mediante filtros, despois de que entra na sala de máquinas. No outono e inverno, o aire frío debe ser "diluído" con aire cálido para que a temperatura do aire que sopra o equipo non cambie. No verán en Moscova e San Petersburgo é necesario un refrixeración adicional.
Flaps de aire axustables
Por que free cooling? Si, porque é unha tecnoloxía eficaz para equipos de refrixeración. Os sistemas de free cooling son xeralmente máis baratos de operar que os clásicos sistemas de refrixeración con aire acondicionado. Outra vantaxe do free cooling é que os sistemas de refrixeración non teñen un impacto negativo tan forte no medio ambiente como os acondicionadores de aire con freón.
Esquema de free cooling directo con posrefrigeración sen chan elevado
Un punto importante: o free cooling utilízase nos nosos centros de datos xunto cos sistemas de post-enfriamento. No inverno, non hai problemas coa inxestión de aire frío externo: é fresco fóra, ás veces incluso moi fresco, polo que non son necesarios sistemas de refrixeración adicionais. Pero no verán a temperatura do aire sobe. Se utilizamos free cooling puro, a temperatura no interior sería duns 27 °C. Lembrámosche que a temperatura estándar de Selectel é de 23 °C.
Na rexión de Leningrado, a temperatura media diaria a longo prazo, mesmo en xullo, é duns 20 °C. E todo estaría ben, pero nalgúns días fai moita calor. En 2010 rexistrouse na rexión un récord de temperatura de +37.8 °C. Tendo en conta esta circunstancia, non pode contar totalmente co refrixeración gratuíta: un día de calor ao ano é máis que suficiente para que a temperatura supere o estándar.
Dado que San Petersburgo e Moscova son megacidades con aire contaminado, usamos a triple purificación do aire cando o tomamos da rúa: filtros dos estándares G4, G5 e G7. Cada posterior filtra o po de fraccións cada vez máis pequenas, polo que a saída é aire atmosférico limpo.
Filtros de aire
Dubrovka 3 e Berzarina: refrixeración gratuíta, pero diferente
Por varias razóns, utilizamos diferentes sistemas de free cooling nestes centros de datos.
Dubrovka 3
O primeiro DC con free cooling foi o Dubrovka 3. Utiliza free cooling directo, complementado por un ABHM, unha máquina de refrixeración por absorción que funciona con gas natural. A máquina úsase como refrixeración adicional en caso de calor do verán.
Refrixeración dun centro de datos mediante un esquema de free-cooling cun chan elevado
Esta solución híbrida permitiu acadar o PUE ~ 1.25.
Por que ABHM? Este é un sistema eficaz que usa auga en lugar de freón. ABHM ten un impacto mínimo sobre o medio ambiente.
A máquina ABHM utiliza gas natural, que se lle subministra por canalización, como fonte de enerxía. No inverno, cando o coche non é necesario, pódese queimar gas para quentar o aire exterior superenfriado. É moito máis barato que usar electricidade.
Vista de ABHM
A idea de usar ABHM como sistema de post-enfriamento pertence a un dos nosos empregados, un enxeñeiro, que viu unha solución similar e suxeriu aplicala a Selectel. Fixemos un modelo, probámolo, obtivemos un excelente resultado e decidimos amplialo.
A máquina tardou aproximadamente ano e medio en construírse, xunto co sistema de ventilación e o propio centro de datos. Púxose en funcionamento en 2013. Practicamente non hai problemas con el, pero para traballar é necesario realizar un adestramento adicional. Unha das características de ABHM é que a máquina mantén unha diferenza de presión dentro e fóra da sala de CC. Isto é necesario para garantir que o aire quente escapa polo sistema de válvulas.
Debido á diferenza de presión, practicamente non hai po no aire, xa que simplemente sae voando, aínda que apareza. A presión excesiva expulsa as partículas.
Os custos de mantemento do sistema poden ser lixeiramente superiores aos do arrefriamento convencional. Pero ABHM permíteche aforrar reducindo o consumo de electricidade para quentar o aire e arrefrialo.
Berzarina
Diagrama do fluxo de aire dentro da sala de servidores
Aquí utilízase refrixeración libre cun sistema adiabático de posrefrixeración. Utilízase no verán cando o aire se fai demasiado quente, con temperaturas superiores a 23 °C. Isto ocorre a miúdo en Moscova. O principio de funcionamento do sistema adiabático é arrefriar o aire ao atravesar filtros que conteñen líquido. Imaxina un trapo húmido do que se evapora a auga, arrefría o tecido e a capa de aire adxacente. Así é aproximadamente como funciona un sistema de refrixeración adiabático nun centro de datos. Minúsculas gotas de auga son pulverizadas ao longo do camiño do fluxo de aire, o que reduce a temperatura do aire.
Principio de funcionamento do arrefriamento adiabático
Decidiron usar o free cooling aquí porque o centro de datos está situado na planta superior do edificio. Isto significa que o aire quente que se emite ao exterior sobe inmediatamente, e non suprime outros sistemas, como podería ocorrer se o DC estivese situado nos pisos inferiores. Grazas a isto, o indicador PUE é ~ 1.20
Cando este piso estivo dispoñible, quedamos encantados porque tivemos a oportunidade de deseñar o que queriamos. A tarefa principal era crear un DC cun sistema de refrixeración eficiente e barato.
A vantaxe do arrefriamento adiabático é a sinxeleza do propio sistema. É máis sinxelo que os sistemas con aire acondicionado e incluso máis sinxelo que ABHM, e permite aforrar enerxía, cuxos custos son mínimos. Non obstante, debe controlarse coidadosamente para garantir que non acabe como o fixo Facebook en 2012. Entón, por problemas coa configuración dos parámetros de funcionamento, formouse unha auténtica nube no centro de datos e comezou a chover. .
Paneis de control
O sistema leva só dous anos en funcionamento, tempo no que identificamos unha serie de pequenos problemas que estamos a resolver cos deseñadores. Pero isto non dá medo, porque no noso tempo é importante estar constantemente en busca de algo novo, sen esquecerse de comprobar as solucións existentes.
Buscamos constantemente oportunidades para aplicar as novas tecnoloxías. Un deles é equipos que funcionan normalmente a temperaturas superiores a 23°. Quizais diso falemos nalgún dos próximos artigos, cando o proxecto chegue á fase final.
Se queres coñecer detalles sobre outros sistemas de refrixeración nos nosos DC, entón con toda a información.
Fai preguntas nos comentarios, tentaremos responder a tantas como poidamos.
Fonte: www.habr.com