Ahoj Habr! Pred pár týždňami bol horúci deň, o ktorom sme diskutovali v „fajčiarni“ pracovného chatu. Len o pár minút neskôr sa rozhovor o počasí zmenil na rozhovor o chladiacich systémoch pre dátové centrá. Pre technikov, najmä zamestnancov Selectel, to nie je prekvapujúce, neustále sa bavíme o podobných témach.
V rámci diskusie sme sa rozhodli zverejniť článok o chladiacich systémoch v dátových centrách Selectel. Dnešný článok je o voľnom chladení, technológii používanej v dvoch našich dátových centrách. Pod strihom je podrobný príbeh o našich riešeniach a ich vlastnostiach. O technické detaily sa podelili vedúci oddelenia servisu klimatizačných a ventilačných systémov Leonid Lupandin a hlavný technický spisovateľ Nikolay Rubanov.
Chladiace systémy v spoločnosti Selectel
Tu je krátky popis toho, aké chladiace systémy používame vo všetkých našich prevádzkach. V ďalšej časti prejdeme k voľnému chladeniu. Máme v Moskve, Petrohrade a Leningradskej oblasti. Poveternostné podmienky v týchto regiónoch sú rôzne, preto používame rôzne chladiace systémy. Mimochodom, v moskovskom dátovom centre bolo často zdrojom vtipov, že za chladenie boli zodpovední špecialisti s menami Kholodilin a Moroz. Stalo sa to náhodou, ale aj tak...
Tu je zoznam DC s použitým chladiacim systémom:
- Berzarina - voľné chladenie.
- Kvet 1 — freón, klasické priemyselné klimatizácie pre dátové centrá.
- Kvet 2 - chladiče.
- Dubrovka 1 - chladiče.
- Dubrovka 2 — freón, klasické priemyselné klimatizácie pre dátové centrá.
- Dubrovka 3 - voľné chladenie.
V našich dátových centrách sa snažíme udržiavať teplotu vzduchu na spodnej hranici odporúčanej hodnoty rozsah. Je 23°C.
O voľnom chladení
V dvoch dátových centrách Dubrovka 3 и Berzarina, nainštalovali sme bezplatné chladiace systémy a rôzne.
Voľný chladiaci systém v DC Berzarina
Základným princípom systémov voľného chladenia je eliminácia výmenníkov tepla, takže k ochladzovaniu výpočtovej techniky dochádza v dôsledku prúdenia pouličného vzduchu. Čistí sa pomocou filtrov, po ktorých sa dostáva do strojovne. Na jeseň a v zime je potrebné studený vzduch „riediť“ teplým vzduchom, aby sa nemenila teplota vzduchu, ktorý prúdi cez zariadenie. V lete v Moskve a Petrohrade je potrebné dodatočné chladenie.
Nastaviteľné vzduchové klapky
Prečo voľné chladenie? Áno, pretože ide o efektívnu technológiu pre chladiace zariadenia. Systémy voľného chladenia sú vo všeobecnosti lacnejšie na prevádzku ako klasické klimatizované chladiace systémy. Ďalšou výhodou voľného chladenia je, že chladiace systémy nemajú taký silný negatívny vplyv na životné prostredie ako klimatizácie s freónom.
Schéma priameho voľného chladenia s dochladzovaním bez zvýšenej podlahy
Dôležitý bod: voľné chladenie sa používa v našich dátových centrách spolu s dochladzovacími systémami. V zime nie sú problémy s nasávaním vonkajšieho studeného vzduchu - vonku je chladno, niekedy dokonca veľmi chladno, takže nie sú potrebné dodatočné chladiace systémy. Ale v lete teplota vzduchu stúpa. Ak by sme použili čisté voľné chladenie, teplota vo vnútri by bola približne 27 °C. Pripomeňme, že teplotný štandard Selectel je 23°C.
V Leningradskej oblasti sa dlhodobá priemerná denná teplota aj v júli pohybuje okolo 20°C. A všetko by bolo v poriadku, ale v niektorých dňoch je veľmi horúco. V roku 2010 bol v kraji zaznamenaný teplotný rekord +37.8°C. Vzhľadom na túto okolnosť nemôžete plne počítať s voľným chladením - jeden horúci deň v roku je viac než dosť na to, aby teplota prekročila štandard.
Keďže Petrohrad a Moskva sú megamestá so znečisteným vzduchom, pri odbere z ulice používame trojité čistenie vzduchu – filtre štandardov G4, G5 a G7. Každý ďalší odfiltruje prach z čoraz menších frakcií, takže výstupom je čistý atmosférický vzduch.
Vzduchové filtre
Dubrovka 3 a Berzarina - voľné chladenie, ale iné
Z viacerých dôvodov používame v týchto dátových centrách rôzne systémy bezplatného chladenia.
Dubrovka 3
Prvý DC s voľným chladením bola Dubrovka 3. Využíva priame voľné chladenie doplnené o ABHM, absorpčný chladiaci stroj na zemný plyn. Stroj sa používa ako dodatočné chladenie v prípade letných horúčav.
Chladenie dátového centra pomocou schémy voľného chladenia so zvýšenou podlahou
Toto hybridné riešenie umožnilo dosiahnuť PUE ~1.25.
Prečo ABHM? Ide o efektívny systém, ktorý používa vodu namiesto freónu. ABHM má minimálny vplyv na životné prostredie.
Stroj ABHM využíva ako zdroj energie zemný plyn, ktorý je doň privádzaný potrubím. V zime, keď auto nie je potrebné, je možné spaľovaním plynu ohrievať podchladený vonkajší vzduch. Je to oveľa lacnejšie ako používanie elektriny.
Pohľad na ABHM
Nápad použiť ABHM ako dochladzovací systém patrí jednému z našich zamestnancov, inžinierovi, ktorý videl podobné riešenie a navrhol ho aplikovať na Selectel. Vyrobili sme model, otestovali sme ho, dosiahli sme vynikajúci výsledok a rozhodli sme sa ho zväčšiť.
Stavba stroja spolu s ventilačným systémom a samotným dátovým centrom trvala približne rok a pol. Do prevádzky bola uvedená v roku 2013. Nie sú s tým prakticky žiadne problémy, ale aby ste mohli pracovať, musíte absolvovať ďalšie školenie. Jednou z vlastností ABHM je, že stroj udržiava tlakový rozdiel vo vnútri a mimo miestnosti DC. Je to potrebné na zabezpečenie úniku horúceho vzduchu cez ventilový systém.
V dôsledku tlakového rozdielu nie je vo vzduchu prakticky žiadny prach, pretože jednoducho vyletí, aj keď sa objaví. Nadmerný tlak vytláča častice von.
Náklady na údržbu systému môžu byť o niečo vyššie ako pri klasickom chladení. Ale ABHM vám umožňuje ušetriť znížením spotreby elektrickej energie na ohrev vzduchu a jeho chladenie.
Berzarina
Schéma prúdenia vzduchu vo vnútri serverovej miestnosti
Využíva sa tu voľné chladenie s adiabatickým systémom dochladzovania. Používa sa v lete, keď je vzduch príliš teplý, s teplotami nad 23°C. V Moskve sa to často stáva. Princíp činnosti adiabatického systému spočíva v ochladzovaní vzduchu pri jeho prechode cez filtre obsahujúce kvapalinu. Predstavte si mokrú handru, z ktorej sa vyparuje voda, ochladzuje látku a priľahlú vrstvu vzduchu. Zhruba takto funguje adiabatický chladiaci systém v dátovom centre. Po dráhe prúdenia vzduchu sa rozprašujú drobné kvapky vody, čo znižuje teplotu vzduchu.
Princíp činnosti adiabatického chladenia
Rozhodli sa tu využiť bezplatné chladenie, pretože dátové centrum sa nachádza na najvyššom poschodí budovy. To znamená, že ohriaty vzduch vyžarovaný von okamžite stúpa a nepotláča ostatné systémy, ako by sa to mohlo stať, keby bol DC umiestnený na nižších poschodiach. Vďaka tomu je ukazovateľ PUE ~1.20
Keď bola táto podlaha k dispozícii, boli sme potešení, pretože sme mali možnosť navrhnúť čokoľvek, čo sme chceli. Hlavnou úlohou bolo vytvoriť jednosmerný prúd s efektívnym a lacným chladiacim systémom.
Výhodou adiabatického chladenia je jednoduchosť samotného systému. Je to jednoduchšie ako systémy s klimatizáciou a ešte jednoduchšie ako ABHM a umožňuje šetriť energiu, ktorej náklady sú minimálne. Treba ho však starostlivo kontrolovať, aby nedopadol ako Facebook v roku 2012. Potom sa pre problémy s nastavením prevádzkových parametrov vytvoril v dátovom centre poriadny mrak a začalo pršať. .
Ovládací panel
Systém je v prevádzke len dva roky, za ten čas sme identifikovali množstvo drobných problémov, ktoré s projektantmi riešime. Nie je to však desivé, pretože v našej dobe je dôležité neustále hľadať niečo nové a nezabúdať na kontrolu existujúcich riešení.
Neustále hľadáme príležitosti na uplatnenie nových technológií. Jedným z nich je zariadenie, ktoré normálne funguje pri teplotách nad 23°. Možno si o tom povieme v niektorom z budúcich článkov, keď sa projekt dostane do finálnej fázy.
Ak chcete vedieť podrobnosti o iných chladiacich systémoch v našich DC, potom so všetkými informáciami.
Pýtajte sa v komentároch, pokúsime sa odpovedať na čo najviac.
Zdroj: hab.com