קירור חינם במרכזי נתונים של Selectel: איך הכל עובד

שלום, הבר! לפני שבועיים זה היה יום חם, עליו דיברנו ב"חדר העישון" של צ'ט העבודה. רק כמה דקות לאחר מכן, השיחה על מזג האוויר הפכה לשיחה על מערכות קירור למרכזי נתונים. עבור אנשי טכנולוגיה, במיוחד עובדי Selectel, זה לא מפתיע; אנחנו כל הזמן מדברים על נושאים דומים.

במהלך הדיון החלטנו לפרסם מאמר על מערכות קירור במרכזי נתונים של Selectel. המאמר של היום עוסק בקירור חופשי, טכנולוגיה המשמשת בשניים ממרכזי הנתונים שלנו. מתחת לחיתוך יש סיפור מפורט על הפתרונות שלנו והתכונות שלהם. פרטים טכניים חולקו על ידי ראש מחלקת שירות מערכות מיזוג אוויר ואוורור, ליאוניד לופנדין, והסופר הטכני הבכיר ניקולאי רובאנוב.

מערכות קירור בסלקטל

להלן תיאור קצר של אילו מערכות קירור אנו משתמשים בכל המתקנים שלנו. נעבור לקירור חופשי בסעיף הבא. יש לנו מספר מרכזי נתונים במוסקבה, סנט פטרסבורג ואזור לנינגרד. תנאי מזג האוויר באזורים אלה שונים, ולכן אנו משתמשים במערכות קירור שונות. אגב, במרכז הנתונים של מוסקבה היה לעתים קרובות מקור לבדיחות שהאחראים לקירור היו מומחים עם השמות חולודילין ומורוז. זה קרה במקרה, אבל בכל זאת...

להלן רשימה של DCs עם מערכת הקירור בשימוש:

• ברזרינה - קירור חופשי.
• פרח 1 — פריאון, מזגנים תעשייתיים קלאסיים למרכזי נתונים.
• פרח 2 - צ'ילרים.
• דוברובקה 1 - צ'ילרים.
• דוברובקה 2 — פריאון, מזגנים תעשייתיים קלאסיים למרכזי נתונים.
• דוברובקה 3 - קירור חופשי.

במרכזי הנתונים שלנו, אנו שואפים לשמור על טמפרטורת האוויר בגבול התחתון של המומלץ אשירה טווח. זה 23 מעלות צלזיוס.

לגבי קירור חופשי

בשני מרכזי נתונים, דוברובקה 3 и ברזרינה, התקנו מערכות קירור חינם, ואחרות.

מערכת קירור חינם ב-DC Berzarina

העיקרון הבסיסי של מערכות קירור חופשי הוא ביטול מחליפי חום, כך שהקירור של ציוד המחשוב מתרחש עקב נשיפה באוויר הרחוב. מנקים אותו באמצעות מסננים, ולאחר מכן הוא נכנס לחדר המכונות. בסתיו ובחורף יש צורך "לדלל" אוויר קר באוויר חם כדי שטמפרטורת האוויר שנושב על הציוד לא תשתנה. בקיץ במוסקבה ובסנט פטרסבורג נדרש קירור נוסף.

דשי אוויר מתכווננים

למה קירור חינם? כן, כי זו טכנולוגיה יעילה לקירור ציוד. מערכות קירור חינם הן בדרך כלל זולות יותר לתפעול ממערכות קירור ממוזגות קלאסיות. יתרון נוסף של קירור חופשי הוא שלמערכות קירור אין השפעה שלילית כה חזקה על הסביבה כמו למזגנים עם פריאון.

ערכת קירור חופשי ישיר עם קירור לאחר ללא רצפה מוגבהת

נקודה חשובה: הקירור החופשי משמש במרכזי הנתונים שלנו יחד עם מערכות קירור לאחר. בחורף אין בעיות בכניסת אוויר קר חיצוני - קריר בחוץ, לפעמים אפילו קריר מאוד, ולכן אין צורך במערכות קירור נוספות. אבל בקיץ טמפרטורת האוויר עולה. אם היינו משתמשים בקירור חופשי טהור, הטמפרטורה בפנים תהיה בערך 27 מעלות צלזיוס. נזכיר לכם שתקן הטמפרטורה של Selectel הוא 23°C.

באזור לנינגרד, הטמפרטורה היומית הממוצעת לטווח ארוך, אפילו ביולי, היא סביב 20 מעלות צלזיוס. והכל יהיה בסדר, אבל בחלק מהימים חם מאוד. בשנת 2010 נרשם שיא טמפרטורה של +37.8 מעלות צלזיוס באזור. בהתחשב בנסיבות אלו, אינך יכול לסמוך באופן מלא על קירור חופשי - יום חם אחד בשנה הוא די והותר כדי שהטמפרטורה תחרוג מהסטנדרט.

מכיוון שסנט פטרסבורג ומוסקבה הן ערים מגה עם אוויר מזוהם, אנו משתמשים בטיהור אוויר משולש כשלוקחים אותו מהרחוב - מסננים בתקני G4, G5 ו-G7. כל אחד לאחר מכן מסנן אבק משברים קטנים יותר ויותר, כך שהפלט הוא אוויר אטמוספרי נקי.

מסנני אויר

דוברובקה 3 וברזרינה - קירור חופשי, אבל שונה

ממספר סיבות, אנו משתמשים במערכות קירור חינם שונות במרכזי הנתונים הללו.

דוברובקה 3

ה-DC הראשון עם קירור חופשי היה Dubrovka 3. הוא משתמש בקירור חופשי ישיר, בתוספת ABHM, מכונת קירור ספיגה הפועלת על גז טבעי. המכונה משמשת כקירור נוסף במקרה של חום קיץ.

קירור מרכז נתונים באמצעות ערכת קירור חופשי עם רצפה מוגבהת

פתרון היברידי זה איפשר להשיג PUE ~1.25.

למה ABHM? זוהי מערכת יעילה המשתמשת במים במקום פריאון. ל-ABHM השפעה מינימלית על הסביבה.

מכונת ABHM משתמשת בגז טבעי, המסופק לה בצנרת, כמקור אנרגיה. בחורף, כשאין צורך במכונית, ניתן לשרוף גז כדי לחמם את האוויר החיצוני המקורר. זה הרבה יותר זול משימוש בחשמל.

מבט על ABHM

הרעיון להשתמש ב-ABHM כמערכת קירור לאחר שייך לאחד העובדים שלנו, מהנדס, שראה פתרון דומה והציע להחיל אותו על Selectel. הכנו דגם, בדקנו אותו, קיבלנו תוצאה מצוינת והחלטנו להגדיל אותו.

בניית המכונה ארכה כשנה וחצי, יחד עם מערכת האוורור ומרכז הנתונים עצמו. הוא הופעל ב-2013. אין כמעט בעיות עם זה, אבל כדי לעבוד אתה צריך לעבור הכשרה נוספת. אחת התכונות של ABHM היא שהמכונה שומרת על הפרש לחצים בתוך ומחוץ לחדר DC. זה הכרחי כדי להבטיח שאוויר חם יברח דרך מערכת השסתומים.

בגלל הפרש הלחץ, אין כמעט אבק באוויר, מכיוון שהוא פשוט עף החוצה, גם אם הוא מופיע. לחץ מוגזם דוחף חלקיקים החוצה.

עלויות תחזוקת המערכת עשויות להיות מעט גבוהות יותר מאשר בקירור רגיל. אבל ABHM מאפשר לך לחסוך על ידי הפחתת צריכת החשמל לחימום האוויר וקירורו.

ברזרינה

תרשים של זרימת האוויר בתוך חדר השרתים

כאן נעשה שימוש בקירור חופשי עם מערכת קירור אדיאבטית. הוא משמש בקיץ כאשר האוויר נעשה חם מדי, עם טמפרטורות מעל 23 מעלות צלזיוס. זה קורה לעתים קרובות במוסקבה. עקרון הפעולה של המערכת האדיאבטית הוא קירור האוויר כשהוא עובר דרך מסננים המכילים נוזל. דמיינו סמרטוט רטוב שממנו מתאדים מים, מצננים את הבד ואת שכבת האוויר הסמוכה. כך בערך פועלת מערכת קירור אדיאבטית במרכז נתונים. טיפות זעירות של מים מותזות לאורך נתיב זרימת האוויר, מה שמפחית את טמפרטורת האוויר.

עקרון עבודה של קירור אדיבטי

הם החליטו להשתמש כאן בקירור חופשי מכיוון שמרכז הנתונים ממוקם בקומה העליונה של הבניין. המשמעות היא שהאוויר המחומם הנפלט בחוץ עולה מיד, ואינו מדכא מערכות אחרות, כפי שעלול לקרות אם ה-DC היה ממוקם בקומות התחתונות. הודות לכך, מחוון ה-PUE הוא ~1.20

כשהקומה הזו הפכה זמינה, שמחנו כי הייתה לנו ההזדמנות לעצב כל מה שרצינו. המשימה העיקרית הייתה ליצור DC עם מערכת קירור יעילה וזולה.

היתרון של קירור אדיאבטי הוא הפשטות של המערכת עצמה. היא פשוטה יותר ממערכות עם מזגנים ואפילו יותר מABHM ומאפשרת לחסוך באנרגיה שעלויותיה מינימליות. עם זאת, יש לשלוט בזה בקפידה כדי להבטיח שזה לא ייגמר כמו פייסבוק ב-2012. לאחר מכן, עקב בעיות בהגדרת פרמטרים תפעוליים, נוצר ענן אמיתי במרכז הנתונים והחל לרדת גשם. אני לא צוחק.

לוחות בקרה

המערכת פועלת רק שנתיים ובמהלכן זיהינו מספר בעיות קטנות שאנו מטפלים בהן מול המעצבים. אבל זה לא מפחיד, כי בזמננו חשוב להיות כל הזמן בחיפוש אחר משהו חדש, לא לשכוח לבדוק פתרונות קיימים.

אנו מחפשים כל הזמן הזדמנויות ליישם טכנולוגיות חדשות. אחד מהם הוא ציוד הפועל כרגיל בטמפרטורות מעל 23°. אולי נדבר על זה באחת הכתבות העתידיות, כשהפרויקט יגיע לשלב הסופי.

אם אתה רוצה לדעת פרטים על מערכות קירור אחרות ב-DCs שלנו, אז הנה המאמר עם כל המידע.

שאל שאלות בתגובות, נשתדל לענות על כמה שנוכל.

מקור: www.habr.com