Hej, Habr! För ett par veckor sedan var det en varm dag, vilket vi diskuterade i arbetschattens ”rökrum”. Bara några minuter senare övergick samtalet om vädret till ett samtal om kylsystem för datacenter. För tekniker, särskilt Selectel-anställda, är detta inte förvånande, vi pratar ständigt om liknande ämnen.
Under diskussionen bestämde vi oss för att publicera en artikel om kylsystem i Selectels datacenter. Dagens artikel handlar om frikylning, en teknik som används i två av våra datacenter. Nedanför snittet finns en detaljerad berättelse om våra lösningar och deras egenskaper. Tekniska detaljer delades av chefen för serviceavdelningen för luftkonditionering och ventilationssystem, Leonid Lupandin, och senior teknisk skribent Nikolay Rubanov.
Kylsystem hos Selectel
Här följer en kort beskrivning av vilka kylsystem vi använder i alla våra anläggningar. Vi går vidare till frikylning i nästa avsnitt. Vi har i Moskva, St Petersburg och Leningrad-regionen. Väderförhållandena i dessa regioner är olika, så vi använder olika kylsystem. Förresten, i Moskvas datacenter var det ofta en källa till skämt att de ansvariga för kylningen var specialister med namnen Kholodilin och Moroz. Det hände av en slump, men ändå...
Här är en lista över DCs med kylsystemet som används:
- Berzarina - frikylning.
- Blomma 1 — freon, klassiska industriella luftkonditioneringsapparater för datacenter.
- Blomma 2 - kylare.
- Dubrovka 1 - kylare.
- Dubrovka 2 — freon, klassiska industriella luftkonditioneringsapparater för datacenter.
- Dubrovka 3 - frikylning.
I våra datacenter strävar vi efter att hålla lufttemperaturen vid den nedre gränsen av den rekommenderade räckvidd. Det är 23°C.
Om frikylning
I två datacenter, Dubrovka 3 и Berzarina, vi installerade gratiskylsystem och olika.
Gratis kylsystem i DC Berzarina
Den grundläggande principen för fria kylsystem är eliminering av värmeväxlare, så att kylning av datorutrustning uppstår på grund av blåsning med gatuluft. Den rengörs med filter, varefter den kommer in i maskinrummet. På hösten och vintern behöver kall luft "spädas ut" med varm luft så att temperaturen på luften som blåser över utrustningen inte ändras. På sommaren i Moskva och St. Petersburg krävs ytterligare kylning.
Justerbara luftspjäll
Varför frikyla? Ja, eftersom det är en effektiv teknik för att kyla utrustning. Frikylsystem är i allmänhet billigare att driva än klassiska luftkonditionerade kylsystem. En annan fördel med frikyla är att kylsystem inte har en så stark negativ påverkan på miljön som luftkonditioneringsapparater med freon.
Direkt frikylningssystem med efterkylning utan upphöjt golv
En viktig punkt: frikyla används i våra datacenter tillsammans med efterkylningssystem. På vintern är det inga problem med intaget av extern kall luft - det är svalt ute, ibland till och med väldigt svalt, så ytterligare kylsystem behövs inte. Men på sommaren stiger lufttemperaturen. Om vi använde ren frikyla skulle temperaturen inuti vara cirka 27 °C. Låt oss påminna dig om att Selectels temperaturstandard är 23°C.
I Leningradregionen är den långtidsgenomsnittliga dygnstemperaturen, även i juli, runt 20°C. Och allt skulle vara bra, men vissa dagar är det väldigt varmt. 2010 noterades ett temperaturrekord på +37.8°C i regionen. Med tanke på denna omständighet kan du inte helt räkna med fri kylning - en varm dag om året är mer än tillräckligt för att temperaturen ska gå över standarden.
Eftersom St. Petersburg och Moskva är megastäder med förorenad luft, använder vi trippel luftrening när vi tar den från gatan - filter av G4, G5 och G7 standarder. Varje efterföljande filtrerar bort damm från mindre och mindre fraktioner, så att utgången är ren atmosfärisk luft.
Luftfilter
Dubrovka 3 och Berzarina - fri kylning, men annorlunda
Av ett antal anledningar använder vi olika frikylningssystem i dessa datacenter.
Dubrovka 3
Den första DC med frikylning var Dubrovka 3. Den använder direkt frikylning, kompletterad med en ABHM, en absorptionskylmaskin som går på naturgas. Maskinen används som extra kyla vid sommarvärme.
Kylning av ett datacenter med ett frikylningsschema med ett upphöjt golv
Denna hybridlösning gjorde det möjligt att uppnå PUE ~1.25.
Varför ABHM? Detta är ett effektivt system som använder vatten istället för freon. ABHM har minimal påverkan på miljön.
ABHM-maskinen använder naturgas, som tillförs den via rörledning, som energikälla. På vintern, när bilen inte behövs, kan gas förbrännas för att värma upp den underkylda uteluften. Det är mycket billigare än att använda el.
Utsikt över ABHM
Idén att använda ABHM som ett efterkylningssystem tillhör en av våra anställda, en ingenjör, som såg en liknande lösning och föreslog att den skulle tillämpas på Selectel. Vi gjorde en modell, testade den, fick ett utmärkt resultat och bestämde oss för att skala upp den.
Maskinen tog ungefär ett och ett halvt år att bygga, tillsammans med ventilationssystemet och själva datacentret. Den togs i drift 2013. Det finns praktiskt taget inga problem med det, men för att arbeta måste du genomgå ytterligare utbildning. En av egenskaperna hos ABHM är att maskinen upprätthåller en tryckskillnad i och utanför DC-rummet. Detta är nödvändigt för att säkerställa att varm luft kommer ut genom ventilsystemet.
På grund av tryckskillnaden finns det praktiskt taget inget damm i luften, eftersom det helt enkelt flyger ut, även om det dyker upp. För högt tryck trycker ut partiklar.
Systemunderhållskostnaderna kan vara något högre än med konventionell kylning. Men ABHM låter dig spara genom att minska elförbrukningen för att värma luft och kyla den.
Berzarina
Diagram över luftflödet inne i serverrummet
Här används frikyla med adiabatiskt efterkylningssystem. Den används på sommaren när luften blir för varm, med temperaturer över 23°C. Detta händer ofta i Moskva. Funktionsprincipen för det adiabatiska systemet är att kyla luften när den passerar genom filter som innehåller vätska. Föreställ dig en våt trasa från vilken vatten avdunstar, kyler tyget och det intilliggande luftlagret. Ungefär så fungerar ett adiabatiskt kylsystem i ett datacenter. Små droppar vatten sprutas längs med luftflödet, vilket minskar lufttemperaturen.
Arbetsprincip för adiabatisk kylning
De bestämde sig för att använda gratiskyla här eftersom datacentret ligger på översta våningen i byggnaden. Detta innebär att den uppvärmda luften som släpps ut omedelbart går upp och inte dämpar andra system, vilket skulle kunna hända om DC var placerad på de nedre våningarna. Tack vare detta är PUE-indikatorn ~1.20
När det här golvet blev tillgängligt blev vi glada eftersom vi hade möjlighet att designa vad vi ville. Huvuduppgiften var att skapa en DC med ett effektivt och billigt kylsystem.
Fördelen med adiabatisk kylning är enkelheten i själva systemet. Det är enklare än system med luftkonditionering och till och med enklare än ABHM, och låter dig spara energi, vars kostnader är minimala. Det måste dock kontrolleras noggrant för att säkerställa att det inte hamnar som Facebook gjorde 2012. Sedan, på grund av problem med att ställa in driftsparametrar, bildades ett riktigt moln i datacentret och det började regna. .
Kontrollpaneler
Systemet har bara varit i drift i två år och under den tiden har vi identifierat ett antal små problem som vi tar upp med konstruktörerna. Men detta är inte skrämmande, för i vår tid är det viktigt att ständigt leta efter något nytt, inte att glömma att kontrollera befintliga lösningar.
Vi letar ständigt efter möjligheter att tillämpa ny teknik. En av dem är utrustning som fungerar normalt vid temperaturer över 23°. Kanske kommer vi att prata om detta i en av de framtida artiklarna, när projektet når slutskedet.
Om du vill veta detaljer om andra kylsystem i våra DC, då med all information.
Ställ frågor i kommentarerna, vi kommer att försöka svara på så många vi kan.
Källa: will.com