Selectel データセンターのフリー冷却: すべての仕組み

こんにちは、ハブル！ 数週間前の暑い日、職場のチャットの「喫煙室」でそのことについて話し合いました。 ほんの数分後、天気についての会話がデータセンターの冷却システムについての会話に変わりました。 技術者、特に Selectel の従業員にとって、これは驚くべきことではありません。私たちは常に同じような話題について話しています。

議論の中で、Selectel データセンターの冷却システムに関する記事を公開することにしました。 今日の記事は、当社の XNUMX つのデータ センターで使用されているテクノロジであるフリー クーリングに関するものです。 カットの下には、当社のソリューションとその機能に関する詳細なストーリーが記載されています。 技術的な詳細は、空調および換気システムのサービス部門責任者のレオニード・ルパンディン氏とシニアテクニカルライターのニコライ・ルバノフ氏が共有しました。

Selectel の冷却システム

ここでは、当社のすべての施設で使用されている冷却システムについて簡単に説明します。 次のセクションでは自由冷却に進みます。 我々は持っています いくつかのデータセンター モスクワ、サンクトペテルブルク、レニングラード地域で。 これらの地域では気象条件が異なるため、異なる冷却システムを使用しています。 ちなみに、モスクワのデータセンターでは、冷却の責任者がホロディリンとモロズという名前の専門家だったということがよく冗談の種になっていました。 それは偶然の出来事でしたが、それでも...

使用されている冷却システムを備えた DC のリストは次のとおりです。

• ベルザリナ - 自由冷却。
• 花1 — フレオン、データセンター用の古典的な産業用エアコン。
• 花2 - 冷却装置。
• ドゥブロフカ 1 - 冷却装置。
• ドゥブロフカ 2 — フレオン、データセンター用の古典的な産業用エアコン。
• ドゥブロフカ 3 - 自由冷却。

当社のデータセンターでは、気温を推奨温度の下限値に維持するよう努めています。 アシュレイ 範囲。 気温は23℃です。

フリークーリングについて

XNUMX つのデータセンターでは、 ドゥブロフカ 3 и ベルザリナ、フリー冷却システムとさまざまなシステムを設置しました。

DC Berzarina のフリー冷却システム

フリークーリング システムの基本原理は、熱交換器を排除し、外気の吹き込みによってコンピューティング機器の冷却が行われるようにすることです。 フィルターを使用して洗浄された後、機械室に入ります。 秋と冬には、機器に吹き付ける空気の温度が変わらないように、冷たい空気を暖かい空気で「希釈」する必要があります。 モスクワとサンクトペテルブルクの夏には、追加の冷房が必要です。

調節可能なエアフラップ

なぜフリー冷却なのか？ はい、機器の冷却に有効な技術だからです。 自由冷却システムは一般に、従来の空調冷凍システムよりも運用コストが安くなります。 フリークーリングのもう XNUMX つの利点は、冷却システムがフロンを使用したエアコンほど環境に強い悪影響を及ぼさないことです。

上げ床を使用しないアフタークーリングを備えた直接フリー冷却方式

重要な点: 当社のデータセンターでは、自由冷却がアフター冷却システムとともに使用されています。 冬には、外部の冷気の取り入れに問題はありません。外は涼しく、場合によっては非常に寒いため、追加の冷却システムは必要ありません。 しかし、夏になると気温が上がります。 純粋な自由冷却を使用した場合、内部温度は約 27 °C になります。 Selectel の温度標準は 23°C であることを思い出してください。

レニングラード地域では、20月であっても長期的な日平均気温は約2010℃です。 すべてがうまくいくはずですが、非常に暑い日もあります。 37.8 年には、この地域で +XNUMX°C という気温記録が記録されました。 この状況を考慮すると、自由冷却を完全に当てにすることはできません。気温が標準を超えるには、暑い日が年に XNUMX 日あるだけで十分です。

サンクトペテルブルクとモスクワは空気が汚染された大都市であるため、街路から空気を取り込む際には、G4、G5、G7 規格のフィルターを使用した XNUMX 重の空気浄化を使用しています。 後続の各フィルターは、より小さな部分から塵を除去し、クリーンな大気を出力します。

エアフィルター

ドゥブロフカ 3 とベルザリーナ - 無料冷却だが異なる

さまざまな理由から、これらのデータセンターではさまざまな自由冷却システムを使用しています。

ドゥブロフカ 3

自由冷却を備えた最初の DC は Dubrovka 3 でした。これは直接自由冷却を使用しており、天然ガスで動作する吸収式冷凍機である ABHM によって補完されています。 この機械は、夏の暑さの場合の追加の冷却として使用されます。

高床式の自由冷却方式を使用したデータセンターの冷却

このハイブリッド ソリューションにより、PUE ~1.25 を達成することができました。

なぜABHMなのか？ フロンの代わりに水を使用する効果的なシステムです。 ABHM は環境への影響を最小限に抑えます。

ABHM マシンは、パイプラインによって供給される天然ガスをエネルギー源として使用します。 車が必要ない冬には、ガスを燃やして過冷却された外気を暖めることができます。 電気を使うよりずっと安いです。

ABHMの眺め

ABHM をアフター冷却システムとして使用するというアイデアは、当社の従業員の XNUMX 人であるエンジニアによるもので、彼は同様のソリューションを見て、それを Selectel に適用することを提案しました。 私たちはモデルを作成してテストし、優れた結果を得たので、スケールアップすることにしました。

このマシンの構築には、換気システムとデータセンター自体も含めて約 2013 年半かかりました。 XNUMX年に運用が開始されました。 実質的に問題はありませんが、機能するには追加のトレーニングを受ける必要があります。 ABHM の特徴の XNUMX つは、DC 室内と外部の圧力差を維持することです。 これは、熱気がバルブシステムから確実に逃げるために必要です。

気圧の差により、空気中に塵が発生したとしても、飛んでいくだけなので、ほとんど存在しません。 過剰な圧力により粒子が押し出されます。

システムのメンテナンスコストは、従来の冷却に比べて若干高くなる可能性があります。 しかし、ABHM を使用すると、空気の加熱と冷却にかかる電力消費が削減され、節約できます。

ベルザリナ

サーバールーム内の空気の流れの図

ここでは断熱後冷却システムによる自由冷却が使用されます。 気温が23℃以上になり、空気が暖かくなりすぎる夏に使用されます。 モスクワではこういうことがよく起こる。 断熱システムの動作原理は、空気が液体を含むフィルターを通過する際に冷却することです。 濡れた雑巾から水が蒸発し、布地と隣接する空気層が冷却されるところを想像してください。 これは、データセンターにおける断熱冷却システムがどのように機能するかを大まかに示しています。 小さな水滴が空気の流れに沿って噴霧され、空気の温度が下がります。

断熱冷却の動作原理

データセンターは建物の最上階にあるため、ここではフリークーリングを使用することにしました。 これは、屋外に放出された加熱された空気がすぐに上昇し、DC が低層階にある場合に発生する可能性のある他のシステムを抑制しないことを意味します。 このおかげで、PUE インジケーターは ~1.20 です。

このフロアが空いたときは、自分たちの希望通りにデザインすることができたのでとても嬉しかったです。 主な課題は、効率的で安価な冷却システムを備えた DC を作成することでした。

断熱冷却の利点は、システム自体がシンプルであることです。 これはエアコンを備えたシステムよりもシンプルであり、ABHM よりもさらにシンプルであり、エネルギーを節約でき、コストは最小限に抑えられます。 ただし、2012年のFacebookのような事態に陥らないように、慎重に管理する必要がある。 その後、動作パラメータの設定の問題により、データセンター内に実際の雲が形成され、雨が降り始めました。 冗談じゃないよ.

コントロールパネル

このシステムは運用されてまだ XNUMX 年しか経っていませんが、その間にいくつかの小さな問題を特定し、設計者と協力して取り組んでいます。 しかし、これは怖いことではありません。なぜなら、私たちの時代では、既存のソリューションをチェックすることを忘れずに、常に新しいものを探し続けることが重要だからです。

私たちは常に新しいテクノロジーを適用する機会を探しています。 そのうちの 23 つは、XNUMX° 以上の温度で正常に動作する機器です。 おそらくこれについては、プロジェクトが最終段階に達したときに、今後の記事でお話しすることになるでしょう。

DC の他の冷却システムの詳細を知りたい場合は、 こちらが記事です すべての情報とともに。

コメントでご質問ください。できる限りお答えできるよう努めます。

出所： habr.com