Xin chào, Habr! Cách đây vài tuần, đó là một ngày nắng nóng, chúng tôi đã thảo luận trong “phòng hút thuốc” của cuộc trò chuyện công việc. Chỉ vài phút sau, cuộc trò chuyện về thời tiết chuyển sang cuộc trò chuyện về hệ thống làm mát cho trung tâm dữ liệu. Đối với giới công nghệ, đặc biệt là nhân viên Selectel, điều này không có gì đáng ngạc nhiên, chúng tôi liên tục nói về những chủ đề tương tự.
Trong quá trình thảo luận, chúng tôi quyết định xuất bản một bài báo về hệ thống làm mát trong trung tâm dữ liệu Selectel. Bài viết hôm nay nói về làm mát miễn phí, một công nghệ được sử dụng ở hai trung tâm dữ liệu của chúng tôi. Dưới đây là câu chuyện chi tiết về các giải pháp của chúng tôi và tính năng của chúng. Các chi tiết kỹ thuật đã được chia sẻ bởi người đứng đầu bộ phận dịch vụ hệ thống điều hòa không khí và thông gió, Leonid Lupandin và nhà văn kỹ thuật cấp cao Nikolay Rubanov.
Hệ thống làm mát tại Selectel
Dưới đây là mô tả ngắn gọn về những hệ thống làm mát mà chúng tôi sử dụng trong tất cả các cơ sở của mình. Chúng ta sẽ chuyển sang làm mát tự do trong phần tiếp theo. Chúng ta có ở Moscow, St. Petersburg và vùng Leningrad. Điều kiện thời tiết ở những vùng này khác nhau nên chúng tôi sử dụng các hệ thống làm mát khác nhau. Nhân tiện, tại trung tâm dữ liệu Moscow, người ta thường xuyên nói đùa rằng những người chịu trách nhiệm làm mát là những chuyên gia có tên Kholodilin và Moroz. Nó xảy ra một cách tình cờ, nhưng vẫn...
Dưới đây là danh sách các DC có hệ thống làm mát được sử dụng:
- Berzarina - làm mát miễn phí.
- Hoa 1 — freon, máy điều hòa không khí công nghiệp cổ điển dành cho trung tâm dữ liệu.
- Hoa 2 - máy làm lạnh.
- Dubrovka 1 - máy làm lạnh.
- Dubrovka 2 — freon, máy điều hòa không khí công nghiệp cổ điển dành cho trung tâm dữ liệu.
- Dubrovka 3 - làm mát miễn phí.
Trong trung tâm dữ liệu của mình, chúng tôi cố gắng duy trì nhiệt độ không khí ở giới hạn dưới của mức khuyến nghị phạm vi. Nhiệt độ là 23°C.
Giới thiệu về làm mát miễn phí
Tại hai trung tâm dữ liệu, Dubrovka 3 и Berzarina, chúng tôi đã lắp đặt các hệ thống làm mát miễn phí và các hệ thống làm mát khác.
Hệ thống làm mát miễn phí tại DC Berzarina
Nguyên lý cơ bản của hệ thống làm mát tự do là loại bỏ các bộ trao đổi nhiệt, do đó việc làm mát thiết bị máy tính xảy ra do thổi bằng không khí đường phố. Nó được làm sạch bằng các bộ lọc, sau đó nó được đưa vào phòng máy. Vào mùa thu đông, không khí lạnh cần được “pha loãng” với không khí ấm để nhiệt độ của không khí thổi qua thiết bị không thay đổi. Vào mùa hè ở Moscow và St. Petersburg, cần phải làm mát bổ sung.
Cánh gió có thể điều chỉnh
Tại sao làm mát miễn phí? Có, vì đây là công nghệ làm mát thiết bị hiệu quả. Hệ thống làm mát miễn phí thường vận hành rẻ hơn so với hệ thống làm lạnh điều hòa không khí cổ điển. Một ưu điểm khác của làm mát miễn phí là hệ thống làm mát không có tác động tiêu cực mạnh đến môi trường như máy điều hòa không khí có freon.
Sơ đồ làm mát trực tiếp miễn phí với làm mát sau mà không cần sàn nâng
Một điểm quan trọng: làm mát miễn phí được sử dụng trong các trung tâm dữ liệu của chúng tôi cùng với các hệ thống làm mát sau. Vào mùa đông, không có vấn đề gì với việc hút không khí lạnh bên ngoài vào - bên ngoài rất mát, thậm chí đôi khi rất mát nên không cần thêm hệ thống làm mát. Nhưng vào mùa hè nhiệt độ không khí tăng lên. Nếu chúng ta sử dụng phương pháp làm mát hoàn toàn tự do, nhiệt độ bên trong sẽ vào khoảng 27°C. Hãy để chúng tôi nhắc bạn rằng tiêu chuẩn nhiệt độ của Selectel là 23°C.
Ở vùng Leningrad, nhiệt độ trung bình hàng ngày trong thời gian dài, ngay cả trong tháng 20, là khoảng 2010°C. Và mọi thứ sẽ ổn, nhưng có một số ngày trời rất nóng. Năm 37.8, kỷ lục nhiệt độ +XNUMX°C đã được ghi nhận trong khu vực. Xem xét tình huống này, bạn không thể hoàn toàn tin tưởng vào khả năng làm mát miễn phí - một ngày nắng nóng trong năm là quá đủ để nhiệt độ vượt quá tiêu chuẩn.
Vì St. Petersburg và Moscow là những siêu đô thị có không khí bị ô nhiễm, nên chúng tôi sử dụng phương pháp lọc không khí ba lần khi lấy nó từ đường phố - bộ lọc theo tiêu chuẩn G4, G5 và G7. Mỗi bộ phận tiếp theo lọc bụi từ các phân số ngày càng nhỏ hơn để đầu ra là không khí sạch trong khí quyển.
Bộ lọc không khí
Dubrovka 3 và Berzarina - làm mát miễn phí, nhưng khác biệt
Vì một số lý do, chúng tôi sử dụng các hệ thống làm mát miễn phí khác nhau trong các trung tâm dữ liệu này.
Dubrovka 3
DC đầu tiên có khả năng làm mát miễn phí là Dubrovka 3. Nó sử dụng khả năng làm mát trực tiếp miễn phí, được bổ sung bởi ABHM, một máy làm lạnh hấp thụ chạy bằng khí tự nhiên. Máy được sử dụng để làm mát bổ sung trong trường hợp nắng nóng mùa hè.
Làm mát trung tâm dữ liệu bằng sơ đồ làm mát tự do với sàn nâng
Giải pháp lai này có thể đạt được PUE ~1.25.
Tại sao ABHM? Đây là một hệ thống hiệu quả sử dụng nước thay vì freon. ABHM có tác động tối thiểu đến môi trường.
Máy ABHM sử dụng khí tự nhiên được cung cấp cho máy bằng đường ống làm nguồn năng lượng. Vào mùa đông, khi không cần ô tô, có thể đốt gas để làm nóng không khí siêu lạnh bên ngoài. Nó rẻ hơn nhiều so với việc sử dụng điện.
Góc nhìn của ABHM
Ý tưởng sử dụng ABHM làm hệ thống làm mát sau thuộc về một nhân viên của chúng tôi, một kỹ sư, người đã nhìn thấy giải pháp tương tự và đề xuất áp dụng nó cho Selectel. Chúng tôi đã tạo một mô hình, thử nghiệm nó, nhận được kết quả xuất sắc và quyết định mở rộng quy mô.
Chiếc máy này mất khoảng một năm rưỡi để chế tạo, cùng với hệ thống thông gió và trung tâm dữ liệu. Nó được đưa vào hoạt động vào năm 2013. Thực tế không có vấn đề gì với nó, nhưng để làm việc được, bạn cần phải trải qua đào tạo bổ sung. Một trong những đặc điểm của ABHM là máy duy trì được sự chênh lệch áp suất trong và ngoài phòng DC. Điều này là cần thiết để đảm bảo không khí nóng thoát ra ngoài qua hệ thống van.
Do chênh lệch áp suất, thực tế không có bụi trong không khí, vì nó chỉ bay ra ngoài, ngay cả khi nó xuất hiện. Áp suất quá mức đẩy các hạt ra ngoài.
Chi phí bảo trì hệ thống có thể cao hơn một chút so với làm mát thông thường. Nhưng ABHM cho phép bạn tiết kiệm bằng cách giảm mức tiêu thụ điện để sưởi ấm và làm mát không khí.
Berzarina
Sơ đồ luồng không khí bên trong phòng máy chủ
Ở đây sử dụng làm mát miễn phí bằng hệ thống làm mát sau đoạn nhiệt. Nó được sử dụng vào mùa hè khi không khí trở nên quá ấm áp, với nhiệt độ trên 23°C. Điều này xảy ra thường xuyên ở Moscow. Nguyên lý hoạt động của hệ thống đoạn nhiệt là làm mát không khí khi nó đi qua các bộ lọc chứa chất lỏng. Hãy tưởng tượng một miếng giẻ ướt mà nước bay hơi, làm mát vải và lớp không khí liền kề. Đây đại khái là cách hệ thống làm mát đoạn nhiệt hoạt động trong trung tâm dữ liệu. Những giọt nước nhỏ được phun dọc theo đường đi của luồng không khí, làm giảm nhiệt độ không khí.
Nguyên lý làm việc của làm mát đoạn nhiệt
Họ quyết định sử dụng hệ thống làm mát miễn phí tại đây vì trung tâm dữ liệu nằm ở tầng cao nhất của tòa nhà. Điều này có nghĩa là không khí nóng tỏa ra bên ngoài sẽ ngay lập tức tăng lên và không ngăn cản các hệ thống khác, điều có thể xảy ra nếu DC được đặt ở các tầng thấp hơn. Nhờ đó, chỉ báo PUE là ~1.20
Khi có sẵn tầng này, chúng tôi rất vui vì có cơ hội thiết kế bất cứ thứ gì mình muốn. Nhiệm vụ chính là tạo ra một DC với hệ thống làm mát hiệu quả và rẻ tiền.
Ưu điểm của làm mát đoạn nhiệt là tính đơn giản của hệ thống. Nó đơn giản hơn các hệ thống có máy điều hòa không khí và thậm chí đơn giản hơn ABHM, đồng thời cho phép bạn tiết kiệm năng lượng với chi phí tối thiểu. Tuy nhiên, nó cần phải được kiểm soát cẩn thận để đảm bảo nó không kết thúc như Facebook đã làm vào năm 2012. Sau đó, do vấn đề trong việc thiết lập các thông số vận hành, một đám mây thực sự đã hình thành trong trung tâm dữ liệu và trời bắt đầu mưa. .
Bảng điều khiển
Hệ thống này chỉ mới hoạt động được hai năm, trong thời gian đó chúng tôi đã xác định được một số vấn đề nhỏ mà chúng tôi đang giải quyết với các nhà thiết kế. Nhưng điều này không đáng sợ, bởi vì ở thời đại chúng ta, điều quan trọng là phải không ngừng tìm kiếm những điều mới mẻ, không quên kiểm tra các giải pháp hiện có.
Chúng tôi không ngừng tìm kiếm cơ hội ứng dụng công nghệ mới. Một trong số đó là thiết bị hoạt động bình thường ở nhiệt độ trên 23°. Có lẽ chúng ta sẽ nói về điều này trong một trong những bài viết sau, khi dự án đi đến giai đoạn cuối cùng.
Nếu bạn muốn biết chi tiết về các hệ thống làm mát khác trong DC của chúng tôi, thì với tất cả các thông tin.
Đặt câu hỏi trong phần bình luận, chúng tôi sẽ cố gắng trả lời nhiều nhất có thể.
Nguồn: www.habr.com