Selectel 데이터 센터의 무료 냉각: 모든 작동 방식

안녕, 하브르! 몇 주 전에는 더운 날이었는데, 우리는 업무 채팅의 "흡연실"에서 이에 대해 논의했습니다. 불과 몇 분 후, 날씨에 대한 대화는 데이터 센터의 냉각 시스템에 대한 대화로 바뀌었습니다. 기술 전문가, 특히 Selectel 직원의 경우 이는 놀라운 일이 아니며 유사한 주제에 대해 끊임없이 이야기합니다.

토론 중에 우리는 Selectel 데이터 센터의 냉각 시스템에 관한 기사를 게시하기로 결정했습니다. 오늘의 기사는 우리 데이터 센터 두 곳에서 사용되는 기술인 외기 냉각에 관한 것입니다. 컷 아래에는 당사의 솔루션과 해당 기능에 대한 자세한 내용이 나와 있습니다. 기술 세부 사항은 에어컨 및 환기 시스템 서비스 부서 책임자인 Leonid Lupandin과 수석 기술 작가 Nikolay Rubanov가 공유했습니다.

Selectel의 냉각 시스템

다음은 우리가 모든 시설에서 사용하는 냉각 시스템에 대한 간단한 설명입니다. 다음 섹션에서는 자유 냉각으로 넘어갑니다. 우리는 여러 데이터 센터 모스크바, 상트페테르부르크, 레닌그라드 지역. 이 지역의 기상 조건이 다르기 때문에 우리는 다른 냉각 시스템을 사용합니다. 그건 그렇고, 모스크바 데이터 센터에서는 냉각 담당자가 Kholodilin과 Moroz라는 이름의 전문가라는 농담이 종종 발생했습니다. 우연히 일어난 일이지만 그래도...

다음은 냉각 시스템이 사용된 DC 목록입니다.

• 베르자리나 - 자유 냉각.
• 꽃 1 — 프레온, 데이터 센터용 클래식 산업용 에어컨.
• 꽃 2 - 냉각기.
• 두브로브카 1 - 냉각기.
• 두브로브카 2 — 프레온, 데이터 센터용 클래식 산업용 에어컨.
• 두브로브카 3 - 자유 냉각.

데이터 센터에서는 공기 온도를 권장 온도의 하한선으로 유지하려고 노력합니다. ASHRAE 범위. 기온은 23°C입니다.

자유 냉각 정보

두 개의 데이터 센터에서는 두브로브카 3 и 베르자리나, 우리는 무료 냉각 시스템과 다른 시스템을 설치했습니다.

DC Berzarina의 무료 냉각 시스템

자유 냉각 시스템의 기본 원리는 열 교환기를 제거하여 거리 공기로 인해 컴퓨팅 장비의 냉각이 발생하는 것입니다. 필터를 사용하여 청소한 후 기계실로 들어갑니다. 가을과 겨울에는 장비 위로 불어오는 공기의 온도가 변하지 않도록 차가운 공기를 따뜻한 공기로 "희석"해야 합니다. 모스크바와 상트페테르부르크의 여름에는 추가 냉각이 필요합니다.

조절 가능한 에어 플랩

왜 무료 냉각인가요? 네, 장비 냉각에 효과적인 기술이기 때문입니다. 외기 냉각 시스템은 일반적으로 기존의 에어컨 냉동 시스템보다 작동 비용이 저렴합니다. 자유 냉각의 또 다른 장점은 냉각 시스템이 프레온 에어컨만큼 환경에 부정적인 영향을 미치지 않는다는 것입니다.

이중 바닥 없이 애프터쿨링을 사용하는 직접 무료 냉각 방식

중요한 점: 당사 데이터 센터에서는 후냉각 시스템과 함께 외기 냉각이 사용됩니다. 겨울에는 외부 찬 공기 흡입에 문제가 없습니다. 외부는 시원하고 때로는 매우 시원하므로 추가 냉각 시스템이 필요하지 않습니다. 그러나 여름에는 기온이 상승합니다. 순수 외기 냉각을 사용하면 내부 온도는 약 27°C가 됩니다. Selectel의 온도 기준은 23°C임을 알려드립니다.

레닌그라드 지역의 장기 평균 일일 기온은 20월에도 2010°C 안팎이다. 그리고 모든 것이 괜찮을 것이지만 어떤 날은 매우 덥습니다. 37.8년에는 이 지역에서 +XNUMX°C의 기온 기록이 기록되었습니다. 이러한 상황을 고려할 때 무료 냉각을 완전히 믿을 수는 없습니다. XNUMX 년에 한 번의 더운 날이면 온도가 표준을 넘어서기에 충분합니다.

상트페테르부르크와 모스크바는 공기가 오염된 대도시이기 때문에 거리에서 공기를 가져올 때 G4, G5 및 G7 표준 필터인 삼중 공기 정화 기능을 사용합니다. 각각의 후속 필터는 점점 더 작은 부분에서 먼지를 걸러내므로 깨끗한 대기 공기가 출력됩니다.

에어 필터

Dubrovka 3 및 Berzarina - 무료 냉각이지만 다릅니다.

여러 가지 이유로 우리는 이러한 데이터 센터에서 다양한 무료 냉각 시스템을 사용합니다.

두브로브카 3

외기 냉각 기능을 갖춘 최초의 DC는 Dubrovka 3입니다. 이는 천연 가스로 작동하는 흡수식 냉동 기계인 ABHM으로 보완된 직접 외기 냉각을 사용합니다. 기계는 여름철 더위 발생 시 추가 냉각으로 사용됩니다.

이중 바닥이 있는 자유 냉각 방식을 사용하여 데이터 센터 냉각

이 하이브리드 솔루션을 통해 PUE ~1.25를 달성할 수 있었습니다.

왜 ABHM인가? 이는 프레온 대신 물을 사용하는 효과적인 시스템입니다. ABHM은 환경에 최소한의 영향을 미칩니다.

ABHM 기계는 파이프라인을 통해 공급되는 천연가스를 에너지원으로 사용합니다. 겨울에는 자동차가 필요하지 않을 때 가스를 태워 과냉각된 외부 공기를 가열할 수 있습니다. 전기를 사용하는 것보다 훨씬 저렴합니다.

ABHM의 전망

ABHM을 애프터쿨링 시스템으로 사용하려는 아이디어는 당사 직원 중 한 명의 엔지니어의 아이디어였으며, 그는 유사한 솔루션을 보고 이를 Selectel에 적용할 것을 제안했습니다. 우리는 모델을 만들고 테스트한 후 훌륭한 결과를 얻었고 모델을 확장하기로 결정했습니다.

환기 시스템과 데이터 센터 자체를 포함하여 기계를 구축하는 데 약 2013년 반이 걸렸습니다. XNUMX년에 가동되었습니다. 실질적으로 문제는 없지만 일하려면 추가 교육을 받아야합니다. ABHM의 특징 중 하나는 기계가 DC 룸 내부와 외부의 압력차를 유지한다는 것입니다. 이는 뜨거운 공기가 밸브 시스템을 통해 빠져나가도록 하기 위해 필요합니다.

압력 차이로 인해 먼지가 나타나더라도 단순히 날아가기 때문에 공기 중에 먼지가 거의 없습니다. 과도한 압력은 입자를 밀어냅니다.

시스템 유지 관리 비용은 기존 냉각보다 약간 높을 수 있습니다. 그러나 ABHM을 사용하면 공기 가열 및 냉각에 필요한 전력 소비를 줄여 비용을 절감할 수 있습니다.

베르자리나

서버실 내부의 공기 흐름 다이어그램

여기서는 단열 후냉각 시스템을 사용한 외기 냉각이 사용됩니다. 기온이 23°C 이상으로 공기가 너무 따뜻해지는 여름에 사용됩니다. 모스크바에서는 이런 일이 자주 발생합니다. 단열 시스템의 작동 원리는 공기가 액체가 포함된 필터를 통과할 때 공기를 냉각시키는 것입니다. 물이 증발하여 직물과 인접한 공기층을 냉각시키는 젖은 천을 상상해 보십시오. 이는 대략적으로 데이터 센터에서 단열 냉각 시스템이 작동하는 방식입니다. 공기 흐름의 경로를 따라 작은 물방울이 분사되어 공기 온도가 낮아집니다.

단열 냉각의 작동 원리

데이터 센터가 건물 최상층에 있기 때문에 이곳에서는 무료 냉방을 사용하기로 결정했습니다. 이는 외부에서 방출되는 가열된 공기가 즉시 위로 올라가고 DC가 낮은 층에 있는 경우 발생할 수 있는 것처럼 다른 시스템을 억제하지 않는다는 것을 의미합니다. 덕분에 PUE 지표는 ~1.20입니다.

이 층이 생겼을 때 우리는 우리가 원하는 것을 무엇이든 디자인할 수 있는 기회를 갖게 되어 기뻤습니다. 주요 임무는 효율적이고 저렴한 냉각 시스템을 갖춘 DC를 만드는 것이었습니다.

단열 냉각의 장점은 시스템 자체가 단순하다는 것입니다. 에어컨이 있는 시스템보다 간단하고 ABHM보다 훨씬 간단하며 비용을 최소화하면서 에너지를 절약할 수 있습니다. 하지만 2012년 페이스북처럼 되지 않도록 주의 깊게 통제해야 합니다. 그러다가 운영 매개 변수 설정 문제로 인해 데이터 센터에 실제 구름이 형성되고 비가 내리기 시작했습니다. 농담이 아냐.

제어판

이 시스템은 운영된 지 XNUMX년밖에 되지 않았으며, 그 동안 우리는 설계자들과 함께 해결하고 있는 여러 가지 작은 문제들을 확인했습니다. 그러나 이것은 무서운 것이 아닙니다. 왜냐하면 우리 시대에는 기존 솔루션을 확인하는 것을 잊지 않고 끊임없이 새로운 것을 찾는 것이 중요하기 때문입니다.

우리는 끊임없이 새로운 기술을 적용할 수 있는 기회를 찾고 있습니다. 그 중 하나는 23° 이상의 온도에서 정상적으로 작동하는 장비입니다. 아마도 프로젝트가 최종 단계에 도달하면 향후 기사 중 하나에서 이에 대해 이야기하게 될 것입니다.

DC의 다른 냉각 시스템에 대한 자세한 내용을 알고 싶다면 여기 기사가 있습니다 모든 정보와 함께.

댓글로 질문해주시면 최대한 답변해드리겠습니다.

출처 : habr.com