Hallo, Habr! Een paar weken geleden was het een warme dag, wat we bespraken in de “rookkamer” van de werkchat. Slechts een paar minuten later veranderde het gesprek over het weer in een gesprek over koelsystemen voor datacenters. Voor techneuten, vooral Selectel-medewerkers, is dit niet verrassend; we praten voortdurend over soortgelijke onderwerpen.
Tijdens de discussie hebben we besloten een artikel te publiceren over koelsystemen in de datacenters van Selectel. Het artikel van vandaag gaat over vrije koeling, een technologie die in twee van onze datacenters wordt gebruikt. Onder de afbeelding vindt u een gedetailleerd verhaal over onze oplossingen en hun kenmerken. Technische details werden gedeeld door het hoofd van de serviceafdeling van airconditioning en ventilatiesystemen, Leonid Lupandin, en senior technisch schrijver Nikolay Rubanov.
Koelsystemen bij Selectel
Hier vindt u een korte beschrijving van de koelsystemen die we in al onze faciliteiten gebruiken. In het volgende gedeelte gaan we verder met vrije koeling. We hebben in Moskou, Sint-Petersburg en de regio Leningrad. De weersomstandigheden in deze regio’s zijn verschillend, daarom maken wij gebruik van verschillende koelsystemen. Overigens was het in het datacentrum in Moskou vaak een bron van grappen dat degenen die verantwoordelijk waren voor de koeling specialisten waren met de namen Kholodilin en Moroz. Het gebeurde per ongeluk, maar toch...
Hier is een lijst met DC's waarbij het koelsysteem wordt gebruikt:
- Berzarina - gratis koeling.
- Bloem 1 — freon, klassieke industriële airconditioners voor datacenters.
- Bloem 2 - koelmachines.
- Dubrovka 1 - koelmachines.
- Dubrovka 2 — freon, klassieke industriële airconditioners voor datacenters.
- Dubrovka 3 - gratis koeling.
In onze datacenters streven we ernaar de luchttemperatuur op de ondergrens van de aanbevolen temperatuur te houden bereik. Het is 23°C.
Over vrije koeling
In twee datacenters Dubrovka 3 и Berzarina, we hebben vrije koelsystemen geïnstalleerd, en verschillende.
Gratis koelsysteem in DC Berzarina
Het basisprincipe van vrije koelsystemen is het elimineren van warmtewisselaars, zodat de koeling van computerapparatuur plaatsvindt door het blazen met straatlucht. Met behulp van filters wordt het gereinigd, waarna het de machinekamer binnengaat. In de herfst en winter moet koude lucht worden “verdund” met warme lucht, zodat de temperatuur van de lucht die over de apparatuur waait niet verandert. In de zomer is in Moskou en Sint-Petersburg extra koeling vereist.
Verstelbare luchtkleppen
Waarom gratis koeling? Ja, omdat het een effectieve technologie is voor koelapparatuur. Vrije koelsystemen zijn over het algemeen goedkoper in gebruik dan klassieke koelsystemen met airconditioning. Een ander voordeel van vrije koeling is dat koelsystemen niet zo’n sterke negatieve impact op het milieu hebben als airconditioners met freon.
Direct vrije koeling met nakoeling zonder verhoogde vloer
Een belangrijk punt: vrije koeling wordt in onze datacenters gebruikt in combinatie met nakoelingssystemen. In de winter zijn er geen problemen met de toevoer van koude lucht van buitenaf - het is buiten koel, soms zelfs erg koel, dus extra koelsystemen zijn niet nodig. Maar in de zomer stijgt de luchttemperatuur. Als we pure vrije koeling zouden gebruiken, zou de temperatuur binnen ongeveer 27 °C zijn. Wij herinneren u eraan dat de temperatuurstandaard van Selectel 23°C is.
In de regio Leningrad ligt de gemiddelde dagtemperatuur op lange termijn, zelfs in juli, rond de 20°C. En alles zou goed komen, maar op sommige dagen is het erg heet. In 2010 werd in de regio een temperatuurrecord van +37.8°C geregistreerd. Gezien deze omstandigheid kun je niet volledig rekenen op gratis koeling - één warme dag per jaar is meer dan genoeg om de temperatuur boven de norm te laten komen.
Omdat Sint-Petersburg en Moskou megasteden zijn met vervuilde lucht, gebruiken we drievoudige luchtzuivering als we deze van de straat halen: filters van G4-, G5- en G7-normen. Elke volgende filtert stof uit steeds kleinere fracties, zodat er schone atmosferische lucht ontstaat.
Lucht filters
Dubrovka 3 en Berzarina - gratis koeling, maar anders
Om een aantal redenen gebruiken we in deze datacenters verschillende vrije koelingsystemen.
Dubrovka 3
De eerste DC met vrije koeling was Dubrovka 3. Deze maakt gebruik van directe vrije koeling, aangevuld met een ABHM, een absorptiekoelmachine die op aardgas werkt. De machine wordt gebruikt als extra koeling bij zomerhitte.
Het koelen van een datacenter met behulp van een vrije koeling met een verhoogde vloer
Deze hybride oplossing maakte het mogelijk een PUE van ~1.25 te behalen.
Waarom ABHM? Dit is een effectief systeem dat water gebruikt in plaats van freon. ABHM heeft een minimale impact op het milieu.
De ABHM-machine gebruikt aardgas, dat via pijpleidingen wordt aangevoerd, als energiebron. In de winter, wanneer de auto niet nodig is, kan gas worden verbrand om de onderkoelde buitenlucht te verwarmen. Het is veel goedkoper dan het gebruik van elektriciteit.
Uitzicht op ABHM
Het idee om ABHM als nakoelsysteem te gebruiken is van een van onze medewerkers, een ingenieur, die een soortgelijke oplossing zag en voorstelde deze bij Selectel toe te passen. We hebben een model gemaakt, getest, een uitstekend resultaat behaald en besloten het op te schalen.
De bouw van de machine duurde ongeveer anderhalf jaar, samen met het ventilatiesysteem en het datacenter zelf. Het werd in 2013 in gebruik genomen. Er zijn vrijwel geen problemen mee, maar om te werken moet je een aanvullende opleiding volgen. Eén van de kenmerken van ABHM is dat de machine een drukverschil binnen en buiten de DC-ruimte handhaaft. Dit is nodig om ervoor te zorgen dat warme lucht via het klepsysteem ontsnapt.
Door het drukverschil zit er vrijwel geen stof in de lucht, omdat het gewoon naar buiten vliegt, zelfs als het verschijnt. Overmatige druk duwt deeltjes naar buiten.
De systeemonderhoudskosten kunnen iets hoger zijn dan bij conventionele koeling. Maar met ABHM kunt u besparen door het elektriciteitsverbruik voor het verwarmen en koelen van lucht te verminderen.
Berzarina
Diagram van de luchtstroom in de serverruimte
Hierbij wordt gebruik gemaakt van vrije koeling met een adiabatisch nakoelsysteem. Het wordt gebruikt in de zomer wanneer de lucht te warm wordt, met temperaturen boven de 23°C. Dit gebeurt vaak in Moskou. Het werkingsprincipe van het adiabatische systeem is het koelen van de lucht terwijl deze door filters met vloeistof stroomt. Stel je een natte doek voor waaruit water verdampt, waardoor de stof en de aangrenzende luchtlaag afkoelen. Dit is ongeveer hoe een adiabatisch koelsysteem in een datacenter werkt. Kleine druppeltjes water worden langs het pad van de luchtstroom gespoten, waardoor de luchttemperatuur daalt.
Werkingsprincipe van adiabatische koeling
Er is gekozen om hier gebruik te maken van vrije koeling omdat het datacenter zich op de bovenste verdieping van het gebouw bevindt. Dit betekent dat de verwarmde lucht die naar buiten wordt uitgestoten onmiddellijk omhoog gaat en andere systemen niet onderdrukt, zoals zou kunnen gebeuren als de DC zich op de lagere verdiepingen zou bevinden. Hierdoor is de PUE-indicator ~1.20
Toen deze vloer beschikbaar kwam, waren we opgetogen omdat we de mogelijkheid hadden om te ontwerpen wat we maar wilden. De hoofdtaak was het creëren van een DC met een efficiënt en goedkoop koelsysteem.
Het voordeel van adiabatische koeling is de eenvoud van het systeem zelf. Het is eenvoudiger dan systemen met airconditioners en zelfs eenvoudiger dan ABHM, en u kunt energie besparen, waarvan de kosten minimaal zijn. Het moet echter zorgvuldig worden gecontroleerd om ervoor te zorgen dat het niet eindigt zoals Facebook in 2012 deed. Toen ontstond er, vanwege problemen met het instellen van de bedrijfsparameters, een echte wolk in het datacenter en begon het te regenen. .
Controle panelen
Het systeem is nog maar twee jaar in bedrijf en gedurende die tijd hebben we een aantal kleine problemen geïdentificeerd die we samen met de ontwerpers aanpakken. Maar dit is niet eng, want in onze tijd is het belangrijk om voortdurend op zoek te zijn naar iets nieuws, en niet te vergeten bestaande oplossingen te controleren.
Wij zijn voortdurend op zoek naar mogelijkheden om nieuwe technologieën toe te passen. Eén daarvan is apparatuur die normaal functioneert bij temperaturen boven de 23°C. Misschien zullen we hierover praten in een van de toekomstige artikelen, wanneer het project de laatste fase bereikt.
Als u details wilt weten over andere koelsystemen in onze DC's, dan kunt u dat doen met alle informatie.
Stel vragen in de reacties, we zullen proberen er zoveel mogelijk te beantwoorden.
Bron: www.habr.com