Pozdrav, Habr! Prije nekoliko tjedana bio je vruć dan, o čemu smo razgovarali u "pušili" radnog razgovora. Samo nekoliko minuta kasnije razgovor o vremenu pretvorio se u razgovor o sustavima hlađenja podatkovnih centara. Za tehničare, posebice zaposlenike Selectela, to ne čudi, stalno govorimo o sličnim temama.
Tijekom rasprave odlučili smo objaviti članak o rashladnim sustavima u podatkovnim centrima Selectel. Današnji članak govori o slobodnom hlađenju, tehnologiji koja se koristi u dva naša podatkovna centra. Ispod presjeka je detaljna priča o našim rješenjima i njihovim značajkama. Tehničke detalje podijelili su voditelj servisnog odjela klimatizacijskih i ventilacijskih sustava Leonid Lupandin i viši tehnički pisac Nikolay Rubanov.
Rashladni sustavi u Selectelu
Ovdje je kratak opis sustava hlađenja koje koristimo u svim našim objektima. Preći ćemo na slobodno hlađenje u sljedećem odjeljku. Imamo u Moskvi, Sankt Peterburgu i Lenjingradskoj oblasti. Vremenski uvjeti u tim regijama su različiti, pa koristimo različite sustave hlađenja. Inače, u moskovskom podatkovnom centru često su se šalili da su za hlađenje odgovorni stručnjaci s imenima Kholodilin i Moroz. Desilo se slučajno, ali ipak...
Ovdje je popis DC-ova s korištenim sustavom hlađenja:
- Berzarina - slobodno hlađenje.
- cvijet 1 — freon, klasični industrijski klima uređaji za podatkovne centre.
- cvijet 2 - rashladni uređaji.
- Dubrovka 1 - rashladni uređaji.
- Dubrovka 2 — freon, klasični industrijski klima uređaji za podatkovne centre.
- Dubrovka 3 - slobodno hlađenje.
U našim podatkovnim centrima nastojimo održavati temperaturu zraka na donjoj granici preporučene domet. Sada je 23°C.
O slobodnom hlađenju
U dva podatkovna centra, Dubrovka 3 и Berzarina, ugradili smo free cooling sustave, i to razne.
Free cooling sustav u DC Berzarina
Osnovno načelo sustava slobodnog hlađenja je eliminacija izmjenjivača topline, tako da se hlađenje računalne opreme odvija puhanjem uličnog zraka. Čisti se filtrima, nakon čega ulazi u strojarnicu. U jesen i zimi hladan zrak potrebno je “razrijediti” toplim kako se ne bi mijenjala temperatura zraka koji puše preko opreme. Ljeti u Moskvi i Sankt Peterburgu potrebno je dodatno hlađenje.
Podesivi zračni zaklopci
Zašto slobodno hlađenje? Da, jer je to učinkovita tehnologija za rashladnu opremu. Free cooling sustavi općenito su jeftiniji za rad od klasičnih klimatiziranih rashladnih sustava. Još jedna prednost slobodnog hlađenja je što rashladni sustavi nemaju tako snažan negativan utjecaj na okoliš kao klima uređaji s freonom.
Shema izravnog slobodnog hlađenja s naknadnim hlađenjem bez podignutog poda
Važna točka: slobodno hlađenje se koristi u našim podatkovnim centrima zajedno sa sustavima naknadnog hlađenja. Zimi nema problema s unosom vanjskog hladnog zraka - vani je svježe, ponekad čak i vrlo hladno, pa dodatni sustavi hlađenja nisu potrebni. Ali ljeti temperatura zraka raste. Kada bismo koristili čisto slobodno hlađenje, unutrašnja temperatura bila bi oko 27 °C. Podsjetimo, Selectelov temperaturni standard je 23°C.
U Lenjingradskoj oblasti višegodišnja prosječna dnevna temperatura, čak iu srpnju, iznosi oko 20°C. I sve bi bilo u redu, ali ponekad je jako vruće. U 2010. godini u regiji je zabilježen temperaturni rekord od +37.8°C. S obzirom na ovu okolnost, ne možete u potpunosti računati na slobodno hlađenje – jedan vrući dan godišnje više je nego dovoljan da temperatura prijeđe standard.
Budući da su Sankt Peterburg i Moskva velegradovi sa zagađenim zrakom, koristimo trostruko pročišćavanje zraka kada ga uzimamo s ulice - filteri standarda G4, G5 i G7. Svaka sljedeća filtrira prašinu iz sve manjih frakcija, tako da je izlaz čisti atmosferski zrak.
Zračni filtri
Dubrovka 3 i Berzarina - free cooling, ali drugačije
Iz više razloga koristimo različite sustave slobodnog hlađenja u ovim podatkovnim centrima.
Dubrovka 3
Prvi DC s besplatnim hlađenjem bila je Dubrovka 3. Koristi izravno slobodno hlađenje, dopunjeno ABHM-om, apsorpcijskim rashladnim uređajem koji radi na prirodni plin. Stroj se koristi kao dodatno hlađenje u slučaju ljetnih vrućina.
Hlađenje podatkovnog centra pomoću sheme slobodnog hlađenja s podignutim podom
Ovo hibridno rješenje omogućilo je postizanje PUE ~1.25.
Zašto ABHM? Ovo je učinkovit sustav koji umjesto freona koristi vodu. ABHM ima minimalan utjecaj na okoliš.
Stroj ABHM kao izvor energije koristi prirodni plin koji mu se doprema cjevovodom. Zimi, kada automobil nije potreban, plin se može spaliti za zagrijavanje prehlađenog vanjskog zraka. Mnogo je jeftinije od korištenja električne energije.
Pogled na ABHM
Ideja da se ABHM koristi kao sustav naknadnog hlađenja pripada jednom od naših zaposlenika, inženjeru, koji je vidio slično rješenje i predložio njegovu primjenu Selectelu. Napravili smo model, testirali ga, dobili odličan rezultat i odlučili ga povećati.
Izrada stroja trajala je otprilike godinu i pol, zajedno s ventilacijskim sustavom i samim podatkovnim centrom. Puštena je u rad 2013. godine. S tim praktički nema problema, ali za rad morate proći dodatnu obuku. Jedna od značajki ABHM-a je da stroj održava razliku tlaka unutar i izvan DC prostorije. Ovo je neophodno kako bi se osiguralo da vrući zrak izlazi kroz sustav ventila.
Zbog razlike u tlaku, prašine u zraku praktički nema, jer ona jednostavno izleti, čak i ako se pojavi. Pretjerani pritisak gura čestice van.
Troškovi održavanja sustava mogu biti nešto veći nego kod konvencionalnog hlađenja. Ali ABHM vam omogućuje uštedu smanjenjem potrošnje električne energije za grijanje zraka i njegovo hlađenje.
Berzarina
Dijagram protoka zraka unutar server sobe
Ovdje se koristi slobodno hlađenje s adijabatskim naknadnim sustavom hlađenja. Koristi se ljeti kada zrak postane pretopao, s temperaturama iznad 23°C. To se često događa u Moskvi. Princip rada adijabatskog sustava je hlađenje zraka dok prolazi kroz filtre koji sadrže tekućinu. Zamislite mokru krpu iz koje voda isparava, hladeći tkaninu i okolni sloj zraka. Otprilike ovako funkcionira adijabatski sustav hlađenja u podatkovnom centru. Sitne kapljice vode raspršuju se duž putanje strujanja zraka, što smanjuje temperaturu zraka.
Princip rada adijabatskog hlađenja
Ovdje su se odlučili koristiti free cooling jer se podatkovni centar nalazi na zadnjem katu zgrade. To znači da zagrijani zrak ispušten vani odmah ide prema gore, a ne potiskuje druge sustave, kao što bi se moglo dogoditi da se DC nalazi na nižim katovima. Zahvaljujući tome, PUE indikator je ~1.20
Kad je ovaj pod postao dostupan, bili smo oduševljeni jer smo imali priliku dizajnirati što god želimo. Glavni zadatak bio je stvoriti DC s učinkovitim i jeftinim sustavom hlađenja.
Prednost adijabatskog hlađenja je jednostavnost samog sustava. Jednostavniji je od sustava s klima uređajima i još jednostavniji od ABHM-a, te omogućuje uštedu energije, čiji su troškovi minimalni. Međutim, potrebno ga je pažljivo kontrolirati kako ne bi završilo kao Facebook 2012. Tada se zbog problema s podešavanjem radnih parametara u podatkovnom centru stvorio pravi oblak i počela je padati kiša. .
Upravljačke ploče
Sustav je u funkciji tek dvije godine i za to vrijeme smo identificirali niz sitnih problema koje rješavamo s projektantima. Ali to nije zastrašujuće, jer u naše vrijeme važno je stalno biti u potrazi za nečim novim, ne zaboravljajući provjeriti postojeća rješenja.
Stalno tražimo mogućnosti primjene novih tehnologija. Jedna od njih je oprema koja normalno radi na temperaturama iznad 23°. Možda ćemo o tome govoriti u nekom od sljedećih članaka, kada projekt dođe u završnu fazu.
Ako želite znati pojedinosti o drugim sustavima hlađenja u našim DC-ima, tada sa svim informacijama.
Postavljajte pitanja u komentarima, pokušat ćemo odgovoriti na što više možemo.
Izvor: www.habr.com