Hei, Habr! For et par uker siden var det en varm dag, som vi diskuterte i «røykerommet» i arbeidschatten. Bare noen minutter senere ble samtalen om været til en samtale om kjølesystemer for datasentre. For teknologer, spesielt Selectel-ansatte, er dette ikke overraskende; vi snakker stadig om lignende emner.
Under diskusjonen bestemte vi oss for å publisere en artikkel om kjølesystemer i Selectel datasentre. Dagens artikkel handler om frikjøling, en teknologi som brukes i to av våre datasentre. Under kuttet er en detaljert historie om våre løsninger og deres funksjoner. Tekniske detaljer ble delt av lederen for serviceavdelingen for klimaanlegg og ventilasjonssystemer, Leonid Lupandin, og senior teknisk skribent Nikolay Rubanov.
Kjøleanlegg hos Selectel
Her er en kort beskrivelse av hvilke kjølesystemer vi bruker i alle våre anlegg. Vi går videre til frikjøling i neste avsnitt. Vi har i Moskva, St. Petersburg og Leningrad-regionen. Værforholdene i disse regionene er forskjellige, så vi bruker forskjellige kjølesystemer. Forresten, i Moskva-datasenteret var det ofte en kilde til vitser at de ansvarlige for kjøling var spesialister med navnene Kholodilin og Moroz. Det skjedde ved et uhell, men likevel...
Her er en liste over DC-er med kjølesystemet som brukes:
- Berzarina - frikjøling.
- Blomst 1 — freon, klassiske industrielle klimaanlegg for datasentre.
- Blomst 2 - kjølere.
- Dubrovka 1 - kjølere.
- Dubrovka 2 — freon, klassiske industrielle klimaanlegg for datasentre.
- Dubrovka 3 - frikjøling.
I våre datasentre streber vi etter å holde lufttemperaturen på den nedre grensen av anbefalt område. Det er 23°C.
Om frikjøling
I to datasentre, Dubrovka 3 и Berzarina, vi installerte gratiskjølesystemer, og forskjellige.
Gratis kjølesystem i DC Berzarina
Det grunnleggende prinsippet for gratis kjølesystemer er eliminering av varmevekslere, slik at kjøling av datautstyr skjer på grunn av blåsing med gateluft. Den rengjøres ved hjelp av filtre, hvoretter den kommer inn i maskinrommet. Om høsten og vinteren må kald luft "fortynnes" med varm luft slik at temperaturen på luften som blåser over utstyret ikke endres. Om sommeren i Moskva og St. Petersburg kreves ytterligere kjøling.
Justerbare luftklaffer
Hvorfor gratis kjøling? Ja, fordi det er en effektiv teknologi for kjøling av utstyr. Gratiskjølesystemer er generelt billigere i drift enn klassiske luftkondisjonerte kjølesystemer. En annen fordel med frikjøling er at kjølesystemer ikke har så sterk negativ påvirkning på miljøet som klimaanlegg med freon.
Direkte frikjøleordning med etterkjøling uten hevet gulv
Et viktig poeng: frikjøling brukes i våre datasentre sammen med etterkjølesystemer. Om vinteren er det ingen problemer med inntak av ekstern kald luft - det er kjølig ute, noen ganger til og med veldig kjølig, så ekstra kjølesystemer er ikke nødvendig. Men om sommeren stiger lufttemperaturen. Hvis vi brukte ren frikjøling, ville temperaturen inne vært ca 27 °C. La oss minne deg på at Selectels temperaturstandard er 23°C.
I Leningrad-regionen er den langsiktige gjennomsnittlige døgntemperaturen, selv i juli, rundt 20°C. Og alt ville vært bra, men noen dager er det veldig varmt. I 2010 ble det registrert en temperaturrekord på +37.8°C i regionen. Med tanke på denne omstendigheten kan du ikke fullt ut regne med frikjøling - en varm dag i året er mer enn nok til at temperaturen går over standarden.
Siden St. Petersburg og Moskva er megabyer med forurenset luft, bruker vi trippel luftrensing når vi tar den fra gaten - filtre av G4, G5 og G7 standarder. Hver påfølgende filtrerer ut støv fra mindre og mindre fraksjoner, slik at utgangen er ren atmosfærisk luft.
Luftfilter
Dubrovka 3 og Berzarina - gratis kjøling, men annerledes
Av flere grunner bruker vi forskjellige gratiskjølesystemer i disse datasentrene.
Dubrovka 3
Den første DC med frikjøling var Dubrovka 3. Den bruker direkte frikjøling, supplert med en ABHM, en absorpsjonskjølemaskin som går på naturgass. Maskinen brukes som tilleggskjøling ved sommervarme.
Nedkjøling av et datasenter ved hjelp av en frikjølingsplan med hevet gulv
Denne hybridløsningen gjorde det mulig å oppnå PUE ~1.25.
Hvorfor ABHM? Dette er et effektivt system som bruker vann i stedet for freon. ABHM har minimal påvirkning på miljøet.
ABHM-maskinen bruker naturgass, som tilføres den via rørledning, som energikilde. Om vinteren, når bilen ikke er nødvendig, kan gass brennes for å varme opp den superkjølte uteluften. Det er mye billigere enn å bruke strøm.
Utsikt over ABHM
Ideen om å bruke ABHM som et etterkjølingssystem tilhører en av våre ansatte, en ingeniør, som så en lignende løsning og foreslo å bruke den på Selectel. Vi laget en modell, testet den, fikk et utmerket resultat og bestemte oss for å skalere den opp.
Maskinen tok omtrent halvannet år å bygge, sammen med ventilasjonssystemet og selve datasenteret. Den ble satt i drift i 2013. Det er praktisk talt ingen problemer med det, men for å jobbe må du gjennomgå ytterligere opplæring. En av egenskapene til ABHM er at maskinen opprettholder en trykkforskjell i og utenfor DC-rommet. Dette er nødvendig for å sikre at varm luft slipper ut gjennom ventilsystemet.
På grunn av trykkforskjellen er det praktisk talt ikke noe støv i luften, siden det bare flyr ut, selv om det dukker opp. For høyt trykk skyver partikler ut.
Systemvedlikeholdskostnadene kan være litt høyere enn ved konvensjonell kjøling. Men ABHM lar deg spare ved å redusere strømforbruket til oppvarming og kjøling av luft.
Berzarina
Diagram over luftstrøm inne i serverrommet
Her benyttes frikjøling med adiabatisk etterkjølingssystem. Den brukes om sommeren når luften blir for varm, med temperaturer over 23°C. Dette skjer ofte i Moskva. Driftsprinsippet til det adiabatiske systemet er å avkjøle luften når den passerer gjennom filtre som inneholder væske. Se for deg en våt fille som vann fordamper fra, som avkjøler stoffet og det tilstøtende luftlaget. Omtrent slik fungerer et adiabatisk kjølesystem i et datasenter. Små dråper vann sprayes langs luftstrømmen, noe som reduserer lufttemperaturen.
Arbeidsprinsipp for adiabatisk kjøling
Здесь фрикулинг решили использовать, потому что дата-центр расположен на последнем этаже здания. А значит, выбрасываемый наружу нагретый воздух сразу уходит вверх, а не подавляет другие системы, как это могло бы случиться, будь ДЦ размещен на нижних этажах. Благодаря этому показатель PUE ~1.20
Da denne etasjen ble tilgjengelig, var vi glade fordi vi hadde muligheten til å designe hva vi ville. Hovedoppgaven var å lage en DC med et effektivt og rimelig kjølesystem.
Fordelen med adiabatisk kjøling er enkelheten til selve systemet. Det er enklere enn systemer med klimaanlegg og enda enklere enn ABHM, og lar deg spare energi, kostnadene for disse er minimale. Det må imidlertid kontrolleres nøye for å sikre at det ikke ender opp som Facebook gjorde i 2012. Så, på grunn av problemer med å sette opp driftsparametere, dannet det seg en ekte sky i datasenteret og det begynte å regne. .
Kontrollpaneler
Systemet har kun vært i drift i to år, og i løpet av denne tiden har vi identifisert en rekke små problemer som vi tar opp med designerne. Men dette er ikke skummelt, for i vår tid er det viktig å hele tiden være på jakt etter noe nytt, ikke glemme å sjekke eksisterende løsninger.
Vi ser hele tiden etter muligheter for å ta i bruk ny teknologi. En av dem er utstyr som fungerer normalt ved temperaturer over 23°. Kanskje vil vi snakke om dette i en av de fremtidige artiklene, når prosjektet når sluttfasen.
Hvis du vil vite detaljer om andre kjølesystemer i våre DC-er, da med all informasjon.
Still spørsmål i kommentarfeltet, vi vil prøve å svare så mange vi kan.
Kilde: www.habr.com