Ciao, Habr! Un paio di settimane fa è stata una giornata calda, di cui abbiamo parlato nella “sala fumatori” della chat di lavoro. Pochi minuti dopo, la conversazione sul tempo si è trasformata in una conversazione sui sistemi di raffreddamento per i data center. Per i tecnici, in particolare per i dipendenti Selectel, questo non è sorprendente: parliamo costantemente di argomenti simili.
Durante la discussione, abbiamo deciso di pubblicare un articolo sui sistemi di raffreddamento nei data center Selectel. L'articolo di oggi riguarda il freecooling, una tecnologia utilizzata in due dei nostri data center. Sotto il taglio c'è una storia dettagliata sulle nostre soluzioni e sulle loro caratteristiche. I dettagli tecnici sono stati condivisi dal capo del dipartimento di assistenza dei sistemi di climatizzazione e ventilazione, Leonid Lupandin, e dallo scrittore tecnico senior Nikolay Rubanov.
Sistemi di raffreddamento presso Selectel
Ecco una breve descrizione dei sistemi di raffreddamento che utilizziamo in tutte le nostre strutture. Passeremo al freecooling nella sezione successiva. Abbiamo a Mosca, San Pietroburgo e nella regione di Leningrado. Le condizioni meteorologiche in queste regioni sono diverse, quindi utilizziamo sistemi di raffreddamento diversi. A proposito, nel data center di Mosca era spesso fonte di scherzi il fatto che i responsabili del raffreddamento fossero specialisti con i nomi Kholodilin e Moroz. È successo per caso, ma comunque...
Di seguito l'elenco dei DC con il sistema di raffreddamento utilizzato:
- Berzarina -raffreddamento libero.
- Fiore 1 — freon, classici condizionatori industriali per data center.
- Fiore 2 - refrigeratori.
- Dubrovnik 1 - refrigeratori.
- Dubrovnik 2 — freon, classici condizionatori industriali per data center.
- Dubrovnik 3 -raffreddamento libero.
Nei nostri data center, ci impegniamo a mantenere la temperatura dell'aria al limite inferiore di quello raccomandato allineare. Ci sono 23°C.
A proposito di freecooling
In due data center, Dubrovnik 3 и Berzarina, abbiamo installato sistemi di freecooling e diversi.
Sistema di freecooling in DC Berzarina
Il principio base dei sistemi di freecooling è l'eliminazione degli scambiatori di calore, per cui il raffreddamento delle apparecchiature informatiche avviene per insufflaggio dell'aria stradale. Viene pulito mediante filtri, dopodiché entra nella sala macchine. In autunno e inverno è necessario “diluire” l'aria fredda con aria calda in modo che la temperatura dell'aria che soffia sulle apparecchiature non cambi. In estate a Mosca e San Pietroburgo è necessario un raffreddamento aggiuntivo.
Alette d'aria regolabili
Perché il raffreddamento gratuito? Sì, perché è una tecnologia efficace per il raffreddamento delle apparecchiature. I sistemi di freecooling sono generalmente più economici da gestire rispetto ai classici sistemi di refrigerazione climatizzati. Un altro vantaggio del freecooling è che i sistemi di raffreddamento non hanno un impatto negativo così forte sull'ambiente come i condizionatori d'aria con freon.
Schema di freecooling diretto con postrefrigerazione senza pavimento sopraelevato
Un punto importante: nei nostri data center viene utilizzato il freecooling insieme ai sistemi di post-raffreddamento. In inverno non ci sono problemi con l'ingresso di aria fredda dall'esterno: fuori fa fresco, a volte anche molto fresco, quindi non sono necessari ulteriori sistemi di raffreddamento. Ma in estate la temperatura dell'aria aumenta. Se utilizzassimo il freecooling puro, la temperatura interna sarebbe di circa 27 °C. Ricordiamo che la temperatura standard di Selectel è di 23°C.
Nella regione di Leningrado la temperatura media giornaliera a lungo termine, anche a luglio, è di circa 20°C. E andrebbe tutto bene, ma in alcuni giorni fa molto caldo. Nel 2010 nella regione è stato registrato un record di temperatura di +37.8°C. Considerando questa circostanza, non si può contare completamente sul freecooling: una giornata calda all'anno è più che sufficiente affinché la temperatura superi lo standard.
Poiché San Pietroburgo e Mosca sono megalopoli con aria inquinata, quando la prendiamo dalla strada utilizziamo una tripla purificazione dell'aria: filtri degli standard G4, G5 e G7. Ciascuno successivo filtra la polvere da frazioni sempre più piccole, in modo che l'uscita sia aria atmosferica pulita.
Filtri dell'aria
Dubrovka 3 e Berzarina: freecooling, ma diversi
Per una serie di motivi, in questi data center utilizziamo diversi sistemi di freecooling.
Dubrovnik 3
Il primo DC con freecooling è stato Dubrovka 3. Utilizza il freecooling diretto, integrato da un ABHM, una macchina di refrigerazione ad assorbimento che funziona a gas naturale. La macchina viene utilizzata come raffreddamento aggiuntivo in caso di caldo estivo.
Raffreddamento di un data center utilizzando uno schema di free-cooling con pavimento sopraelevato
Questa soluzione ibrida ha consentito di raggiungere un PUE ~1.25.
Perchè ABHM? Questo è un sistema efficace che utilizza acqua invece del freon. L'ABHM ha un impatto minimo sull'ambiente.
La macchina ABHM utilizza come fonte di energia il gas naturale, che le viene fornito tramite gasdotto. In inverno, quando l’auto non è necessaria, il gas può essere bruciato per riscaldare l’aria esterna superraffreddata. È molto più economico che usare l'elettricità.
Veduta dell'ABHM
L'idea di utilizzare ABHM come sistema di post-raffreddamento appartiene a uno dei nostri dipendenti, un ingegnere, che ha visto una soluzione simile e ha suggerito di applicarla a Selectel. Abbiamo realizzato un modello, lo abbiamo testato, abbiamo ottenuto un ottimo risultato e abbiamo deciso di ingrandirlo.
La costruzione della macchina ha richiesto circa un anno e mezzo, insieme al sistema di ventilazione e al data center stesso. È stato messo in funzione nel 2013. Non ci sono praticamente problemi con esso, ma per lavorare è necessario sottoporsi a una formazione aggiuntiva. Una delle caratteristiche dell'ABHM è che la macchina mantiene una differenza di pressione all'interno e all'esterno della sala DC. Ciò è necessario per garantire che l'aria calda fuoriesca attraverso il sistema di valvole.
A causa della differenza di pressione, non c'è praticamente polvere nell'aria, poiché semplicemente vola via, anche se appare. Una pressione eccessiva spinge fuori le particelle.
I costi di manutenzione del sistema potrebbero essere leggermente superiori rispetto al raffreddamento convenzionale. Ma ABHM ti consente di risparmiare riducendo il consumo di elettricità per riscaldare l'aria e raffreddarla.
Berzarina
Diagramma del flusso d'aria all'interno della sala server
In questo caso viene utilizzato il freecooling con un sistema di post-raffreddamento adiabatico. Si utilizza nel periodo estivo quando l'aria diventa troppo calda, con temperature superiori ai 23°C. Questo accade spesso a Mosca. Il principio di funzionamento del sistema adiabatico è quello di raffreddare l'aria mentre passa attraverso filtri contenenti liquido. Immagina uno straccio bagnato da cui l'acqua evapora, raffreddando il tessuto e lo strato d'aria adiacente. Questo è più o meno il modo in cui funziona un sistema di raffreddamento adiabatico in un data center. Lungo il percorso del flusso d'aria vengono spruzzate minuscole gocce d'acqua, che riducono la temperatura dell'aria.
Principio di funzionamento del raffreddamento adiabatico
Qui hanno deciso di utilizzare il freecooling perché il data center si trova all'ultimo piano dell'edificio. Ciò significa che l'aria riscaldata emessa all'esterno sale subito verso l'alto, e non sopprime altri impianti, come potrebbe accadere se i condizionatori fossero posti ai piani inferiori. Grazie a ciò, l'indicatore PUE è ~1.20
Quando questo piano è diventato disponibile, siamo stati felicissimi perché abbiamo avuto l'opportunità di progettare tutto ciò che volevamo. Il compito principale era creare un DC con un sistema di raffreddamento efficiente ed economico.
Il vantaggio del raffreddamento adiabatico è la semplicità del sistema stesso. È più semplice dei sistemi con condizionatori e anche più semplice dell'ABHM, e consente di risparmiare energia, i cui costi sono minimi. Tuttavia, deve essere attentamente controllato per garantire che non finisca come fece Facebook nel 2012. Poi, a causa di problemi con l'impostazione dei parametri operativi, nel data center si è formata una vera e propria nuvola e ha cominciato a piovere. .
Pannelli di controllo
Il sistema è operativo solo da due anni, durante i quali abbiamo individuato una serie di piccoli problemi che stiamo affrontando con i progettisti. Ma questo non fa paura, perché ai nostri tempi è importante essere costantemente alla ricerca di qualcosa di nuovo, senza dimenticare di verificare le soluzioni esistenti.
Siamo costantemente alla ricerca di opportunità per applicare nuove tecnologie. Uno di questi sono le apparecchiature che funzionano normalmente a temperature superiori a 23°. Forse ne parleremo in uno dei prossimi articoli, quando il progetto raggiungerà la fase finale.
Se vuoi conoscere i dettagli sugli altri sistemi di raffreddamento nei nostri DC, allora con tutte le informazioni.
Fai domande nei commenti, cercheremo di rispondere a quante più possibili.
Fonte: habr.com