Olá, Habr! Há algumas semanas foi um dia quente, que discutimos na “sala de fumantes” do chat de trabalho. Poucos minutos depois, a conversa sobre o clima se transformou em uma conversa sobre sistemas de refrigeração para data centers. Para os técnicos, especialmente os funcionários da Selectel, isso não é surpreendente; falamos constantemente sobre temas semelhantes.
Durante a discussão, decidimos publicar um artigo sobre sistemas de refrigeração em data centers Selectel. O artigo de hoje é sobre resfriamento gratuito, tecnologia utilizada em dois de nossos data centers. Abaixo do corte há uma história detalhada sobre nossas soluções e seus recursos. Os detalhes técnicos foram compartilhados pelo chefe do departamento de serviços de sistemas de ar condicionado e ventilação, Leonid Lupandin, e pelo redator técnico sênior Nikolay Rubanov.
Sistemas de refrigeração na Selectel
Aqui está uma breve descrição de quais sistemas de refrigeração usamos em todas as nossas instalações. Passaremos para o resfriamento livre na próxima seção. Nós temos em Moscou, São Petersburgo e na região de Leningrado. As condições climáticas nessas regiões são diferentes, por isso utilizamos sistemas de refrigeração diferentes. A propósito, no data center de Moscou, muitas vezes era motivo de piadas que os responsáveis pelo resfriamento eram especialistas chamados Kholodilin e Moroz. Aconteceu por acidente, mas ainda assim...
Aqui está uma lista de DCs com o sistema de refrigeração usado:
- Berzarina - arrefecimento grátis.
- Flor 1 — freon, condicionadores de ar industriais clássicos para data centers.
- Flor 2 - refrigeradores.
- Dubrovka 1 - refrigeradores.
- Dubrovka 2 — freon, condicionadores de ar industriais clássicos para data centers.
- Dubrovka 3 - arrefecimento grátis.
Em nossos data centers, nos esforçamos para manter a temperatura do ar no limite inferior do recomendado faixa. Está 23°C.
Sobre o freecooling
Em dois data centers, Dubrovka 3 и Berzarina, instalamos sistemas de refrigeração gratuita e diversos.
Sistema de refrigeração livre em DC Berzarina
O princípio básico dos sistemas de refrigeração gratuita é a eliminação de trocadores de calor, para que o resfriamento dos equipamentos de informática ocorra pelo sopro do ar externo. É limpo com filtros e depois entra na sala de máquinas. No outono e no inverno, o ar frio precisa ser “diluído” com ar quente para que a temperatura do ar que sopra sobre o equipamento não se altere. No verão, em Moscou e São Petersburgo, é necessário resfriamento adicional.
Flaps de ar ajustáveis
Por que refrigeração gratuita? Sim, porque é uma tecnologia eficaz para equipamentos de refrigeração. Os sistemas de refrigeração gratuita são geralmente mais baratos de operar do que os sistemas clássicos de refrigeração com ar condicionado. Outra vantagem do resfriamento gratuito é que os sistemas de resfriamento não têm um impacto negativo tão forte no meio ambiente quanto os condicionadores de ar com freon.
Esquema de freecooling direto com pós-resfriamento sem piso elevado
Um ponto importante: o freecooling é utilizado em nossos data centers juntamente com sistemas de pós-resfriamento. No inverno, não há problemas com a entrada de ar frio externo - está frio lá fora, às vezes até muito frio, portanto, não são necessários sistemas de refrigeração adicionais. Mas no verão a temperatura do ar aumenta. Se usássemos resfriamento livre puro, a temperatura interna seria de cerca de 27 °C. Lembramos que o padrão de temperatura da Selectel é de 23°C.
Na região de Leningrado, a temperatura média diária a longo prazo, mesmo em Julho, ronda os 20°C. E tudo ficaria bem, mas tem dias que faz muito calor. Em 2010, foi registrado um recorde de temperatura de +37.8°C na região. Diante dessa circunstância, não se pode contar totalmente com o resfriamento gratuito - um dia quente por ano é mais que suficiente para que a temperatura ultrapasse o padrão.
Como São Petersburgo e Moscou são megacidades com ar poluído, usamos tripla purificação do ar ao retirá-lo da rua - filtros dos padrões G4, G5 e G7. Cada um subsequente filtra a poeira de frações cada vez menores, de modo que a saída é ar atmosférico limpo.
Filtros de ar
Dubrovka 3 e Berzarina - refrigeração gratuita, mas diferente
Por vários motivos, utilizamos diferentes sistemas de refrigeração gratuita nesses data centers.
Dubrovka 3
O primeiro DC com freecooling foi o Dubrovka 3. Utiliza freecooling direto, complementado por uma ABHM, uma máquina de refrigeração por absorção que funciona com gás natural. A máquina é usada como resfriamento adicional em caso de calor do verão.
Resfriando um data center usando um esquema de free-cooling com piso elevado
Esta solução híbrida permitiu atingir PUE ~1.25.
Por que ABHM? Este é um sistema eficaz que usa água em vez de freon. ABHM tem impacto mínimo no meio ambiente.
A máquina ABHM utiliza gás natural, que lhe é fornecido por gasoduto, como fonte de energia. No inverno, quando o carro não é necessário, pode-se queimar gás para aquecer o ar externo super-resfriado. É muito mais barato do que usar eletricidade.
Visão da ABHM
A ideia de utilizar o ABHM como sistema de pós-resfriamento é de um de nossos funcionários, um engenheiro, que viu uma solução semelhante e sugeriu aplicá-la no Selectel. Fizemos um modelo, testamos, obtivemos um excelente resultado e decidimos ampliar.
A máquina levou cerca de um ano e meio para ser construída, junto com o sistema de ventilação e o próprio data center. Foi colocado em operação em 2013. Praticamente não há problemas com isso, mas para funcionar é necessário fazer um treinamento complementar. Uma das características do ABHM é que a máquina mantém uma diferença de pressão dentro e fora da sala DC. Isto é necessário para garantir que o ar quente escape através do sistema de válvulas.
Devido à diferença de pressão, praticamente não há poeira no ar, pois ela simplesmente sai voando, mesmo que apareça. A pressão excessiva empurra as partículas para fora.
Os custos de manutenção do sistema podem ser ligeiramente superiores aos do arrefecimento convencional. Mas o ABHM permite economizar reduzindo o consumo de eletricidade para aquecer e resfriar o ar.
Berzarina
Diagrama do fluxo de ar dentro da sala do servidor
O resfriamento livre com um sistema de pós-resfriamento adiabático é usado aqui. É utilizado no verão, quando o ar fica muito quente, com temperaturas acima de 23°C. Isso acontece com frequência em Moscou. O princípio de funcionamento do sistema adiabático é resfriar o ar ao passar por filtros contendo líquido. Imagine um pano úmido do qual a água evapora, resfriando o tecido e a camada de ar adjacente. É mais ou menos assim que funciona um sistema de resfriamento adiabático em um data center. Pequenas gotas de água são borrifadas ao longo do caminho do fluxo de ar, o que reduz a temperatura do ar.
Princípio de funcionamento do resfriamento adiabático
Eles decidiram usar resfriamento gratuito aqui porque o data center está localizado no último andar do edifício. Isto significa que o ar aquecido emitido para o exterior sobe imediatamente, e não suprime outros sistemas, como poderia acontecer se o DC estivesse localizado nos pisos inferiores. Graças a isso, o indicador PUE é de aproximadamente 1.20
Quando este piso ficou disponível ficámos encantados porque tivemos a oportunidade de desenhar o que quiséssemos. A principal tarefa era criar um DC com um sistema de refrigeração eficiente e barato.
A vantagem do resfriamento adiabático é a simplicidade do próprio sistema. É mais simples que os sistemas com ar condicionado e ainda mais simples que o ABHM, e permite poupar energia, cujos custos são mínimos. No entanto, precisa ser cuidadosamente controlado para garantir que não acabe como o Facebook em 2012. Então, devido a problemas na configuração dos parâmetros operacionais, uma verdadeira nuvem se formou no data center e começou a chover. .
Painéis de controle
O sistema está em operação há apenas dois anos, período durante o qual identificamos uma série de pequenos problemas que estamos abordando com os projetistas. Mas isso não assusta, porque no nosso tempo é importante estar constantemente em busca de novidades, não esquecendo de verificar as soluções existentes.
Estamos constantemente em busca de oportunidades para aplicar novas tecnologias. Um deles são equipamentos que operam normalmente em temperaturas acima de 23°. Talvez falemos sobre isso em um dos próximos artigos, quando o projeto chegar à fase final.
Se você quiser saber detalhes sobre outros sistemas de refrigeração em nossos CDs, então com todas as informações.
Faça perguntas nos comentários, tentaremos responder o máximo que pudermos.
Fonte: habr.com