Bună, Habr! Cu câteva săptămâni în urmă a fost o zi fierbinte, despre care am discutat în „camerul pentru fumători” a conversației de lucru. Doar câteva minute mai târziu, conversația despre vreme s-a transformat într-o conversație despre sistemele de răcire pentru centrele de date. Pentru tehnicieni, în special pentru angajații Selectel, acest lucru nu este surprinzător; vorbim constant despre subiecte similare.
În timpul discuției, am decis să publicăm un articol despre sistemele de răcire din centrele de date Selectel. Articolul de astăzi este despre free cooling, o tehnologie folosită în două dintre centrele noastre de date. Mai jos este o poveste detaliată despre soluțiile noastre și caracteristicile acestora. Detaliile tehnice au fost împărtășite de șeful departamentului de service sisteme de aer condiționat și ventilație, Leonid Lupandin, și scriitorul tehnic senior Nikolay Rubanov.
Sisteme de răcire la Selectel
Iată o scurtă descriere a sistemelor de răcire pe care le folosim în toate unitățile noastre. Vom trece la free-cooling în secțiunea următoare. Avem la Moscova, Sankt Petersburg și regiunea Leningrad. Condițiile meteo din aceste regiuni sunt diferite, așa că folosim sisteme de răcire diferite. Apropo, în centrul de date din Moscova a fost adesea o sursă de glume că cei responsabili de răcire erau specialiști cu numele Kholodilin și Moroz. S-a întâmplat întâmplător, dar totuși...
Iată o listă de DC cu sistemul de răcire utilizat:
- Berzarina - free-cooring.
- Floarea 1 — freon, aparate de aer condiționat industriale clasice pentru centre de date.
- Floarea 2 - răcitoare.
- Dubrovka 1 - răcitoare.
- Dubrovka 2 — freon, aparate de aer condiționat industriale clasice pentru centre de date.
- Dubrovka 3 - free-cooring.
În centrele noastre de date, ne străduim să menținem temperatura aerului la limita inferioară a recomandată gamă. Sunt 23°C.
Despre freecooling
În două centre de date, Dubrovka 3 и Berzarina, am instalat sisteme de free cooling, și altele diferite.
Sistem free cooling in DC Berzarina
Principiul de bază al sistemelor de free cooling este eliminarea schimbătoarelor de căldură, astfel încât răcirea echipamentelor de calcul se produce datorită suflarii cu aer stradal. Se curăță cu ajutorul filtrelor, după care intră în camera mașinilor. Toamna și iarna, aerul rece trebuie „diluat” cu aer cald, astfel încât temperatura aerului care suflă peste echipament să nu se schimbe. Vara, la Moscova și Sankt Petersburg, este necesară o răcire suplimentară.
Clapete de aer reglabile
De ce free cooling? Da, pentru că este o tehnologie eficientă pentru echipamentele de răcire. Sistemele de free cooling sunt în general mai ieftin de operat decât sistemele clasice de refrigerare cu aer condiționat. Un alt avantaj al free cooling-ului este că sistemele de răcire nu au un impact negativ atât de puternic asupra mediului precum aparatele de aer condiționat cu freon.
Schemă de răcire liberă directă cu postrăcire fără podea ridicată
Un punct important: răcirea liberă este utilizată în centrele noastre de date împreună cu sistemele de post-răcire. În timpul iernii, nu există probleme cu admisia aerului rece extern - afară este răcoare, uneori chiar foarte răcoare, deci nu sunt necesare sisteme de răcire suplimentare. Dar vara temperatura aerului crește. Dacă am folosi răcire liberă pură, temperatura din interior ar fi de aproximativ 27 °C. Să vă reamintim că standardul de temperatură Selectel este de 23°C.
În regiunea Leningrad, temperatura medie zilnică pe termen lung, chiar și în iulie, este în jur de 20°C. Și totul ar fi bine, dar în unele zile este foarte cald. În 2010, în regiune a fost înregistrat un record de temperatură de +37.8°C. Având în vedere această circumstanță, nu puteți conta pe deplin pe răcirea liberă - o zi fierbinte pe an este mai mult decât suficientă pentru ca temperatura să depășească standardul.
Întrucât Sankt Petersburg și Moscova sunt mega orașe cu aer poluat, folosim purificarea aerului triplă atunci când îl luăm de pe stradă - filtre de standarde G4, G5 și G7. Fiecare următor filtrează praful din fracții din ce în ce mai mici, astfel încât ieșirea să fie aer atmosferic curat.
Filtre de aer
Dubrovka 3 și Berzarina - răcire liberă, dar diferite
Din mai multe motive, folosim diferite sisteme de free cooling în aceste centre de date.
Dubrovka 3
Primul DC cu free cooling a fost Dubrovka 3. Folosește free cooling direct, completat de un ABHM, o mașină frigorifică cu absorbție care funcționează pe gaz natural. Aparatul este folosit ca racire suplimentara in caz de caldura de vara.
Răcirea unui centru de date folosind o schemă de răcire liberă cu podea ridicată
Această soluție hibridă a făcut posibilă atingerea PUE ~ 1.25.
De ce ABHM? Acesta este un sistem eficient care folosește apă în loc de freon. ABHM are un impact minim asupra mediului.
Mașina ABHM folosește ca sursă de energie gaz natural, care îi este furnizat prin conductă. Iarna, când nu este nevoie de mașină, se poate arde gaz pentru a încălzi aerul exterior suprarăcit. Este mult mai ieftin decât folosirea energiei electrice.
Vedere a ABHM
Ideea de a utiliza ABHM ca sistem de post-răcire îi aparține unuia dintre angajații noștri, un inginer, care a văzut o soluție similară și a sugerat să o aplice la Selectel. Am făcut un model, l-am testat, am obținut un rezultat excelent și am decis să-l extindem.
Construcția mașinii a durat aproximativ un an și jumătate, împreună cu sistemul de ventilație și centrul de date în sine. A fost dat în funcțiune în 2013. Practic nu există probleme cu el, dar pentru a lucra trebuie să urmați o pregătire suplimentară. Una dintre caracteristicile ABHM este că mașina menține o diferență de presiune în interiorul și în afara încăperii DC. Acest lucru este necesar pentru a se asigura că aerul cald iese prin sistemul de supape.
Datorită diferenței de presiune, practic nu există praf în aer, deoarece pur și simplu zboară, chiar dacă apare. Presiunea excesivă împinge particulele afară.
Costurile de întreținere a sistemului pot fi ușor mai mari decât în cazul răcirii convenționale. Dar ABHM vă permite să economisiți prin reducerea consumului de energie electrică pentru încălzirea aerului și răcirea acestuia.
Berzarina
Diagrama fluxului de aer în interiorul camerei serverului
Aici se utilizează răcirea liberă cu un sistem adiabatic de post-răcire. Se foloseste vara cand aerul devine prea cald, cu temperaturi peste 23°C. Acest lucru se întâmplă adesea la Moscova. Principiul de funcționare al sistemului adiabatic este răcirea aerului pe măsură ce trece prin filtrele care conțin lichid. Imaginați-vă o cârpă umedă din care se evaporă apa, răcind țesătura și stratul de aer adiacent. Cam așa funcționează un sistem de răcire adiabatică într-un centru de date. Picături mici de apă sunt pulverizate de-a lungul traseului fluxului de aer, ceea ce reduce temperatura aerului.
Principiul de funcționare al răcirii adiabatice
Au decis să folosească free cooling aici, deoarece centrul de date este situat la ultimul etaj al clădirii. Aceasta înseamnă că aerul încălzit emis în exterior crește imediat și nu suprimă alte sisteme, așa cum s-ar putea întâmpla dacă DC ar fi amplasat la etajele inferioare. Datorită acestui fapt, indicatorul PUE este de ~1.20
Când acest etaj a devenit disponibil, am fost încântați pentru că am avut ocazia să proiectăm orice ne-am dorit. Sarcina principală a fost crearea unui DC cu un sistem de răcire eficient și ieftin.
Avantajul răcirii adiabatice este simplitatea sistemului în sine. Este mai simplu decât sistemele cu aparate de aer condiționat și chiar mai simplu decât ABHM și vă permite să economisiți energie, ale cărei costuri sunt minime. Cu toate acestea, trebuie controlat cu atenție pentru a se asigura că nu va ajunge așa cum a făcut Facebook în 2012. Apoi, din cauza problemelor cu setarea parametrilor de funcționare, în centrul de date s-a format un adevărat nor și a început să plouă. .
Panourile de control
Sistemul funcționează doar de doi ani, timp în care am identificat o serie de mici probleme pe care le abordăm cu proiectanții. Dar acest lucru nu este înfricoșător, pentru că în timpul nostru este important să fim în permanență în căutarea a ceva nou, fără a uita să verificăm soluțiile existente.
Căutăm constant oportunități de aplicare a noilor tehnologii. Unul dintre ele este echipamentul care funcționează normal la temperaturi peste 23°. Poate că vom vorbi despre asta într-unul dintre articolele viitoare, când proiectul va ajunge în stadiul final.
Dacă doriți să aflați detalii despre alte sisteme de răcire din DC-urile noastre, atunci cu toate informatiile.
Pune întrebări în comentarii, vom încerca să răspundem la cât mai multe.
Sursa: www.habr.com