¡Hola, Habr! Hace un par de semanas resultó ser un día caluroso, del que hablamos en la "sala de fumadores" del chat de trabajo. En solo unos minutos, la conversación sobre el clima se convirtió en una conversación sobre sistemas de refrigeración para centros de datos. Para los técnicos, especialmente los empleados de Selectel, esto no es sorprendente, hablamos constantemente de temas similares.
Durante la discusión, decidimos publicar un artículo sobre sistemas de enfriamiento en los centros de datos de Selectel. El artículo de hoy trata sobre freecooling, una tecnología utilizada en nuestros dos centros de datos. Debajo del corte hay una historia detallada sobre nuestras soluciones y sus características. Los detalles técnicos fueron compartidos por el jefe del departamento de servicio del sistema de aire acondicionado y ventilación, Leonid Lupandin, y el escritor técnico senior Nikolai Rubanov.
Sistemas de refrigeración en Selectel
A continuación, presentamos una breve descripción del tipo de sistemas de refrigeración que utilizamos en todas nuestras instalaciones. Pasemos al freecooling en la siguiente sección. Tenemos varios centros de datos en Moscú, San Petersburgo y la región de Leningrado. Las condiciones climáticas en estas regiones son diferentes, por lo que utilizamos diferentes sistemas de enfriamiento. Por cierto, en el centro de datos de Moscú, el motivo de las bromas a menudo era que los responsables del enfriamiento eran especialistas con los nombres de Kholodilin y Moroz. Ocurrió por casualidad, pero aún así ...
Aquí hay una lista de DC con el sistema de enfriamiento usado:
- Berzarina - freecooling.
- Flower 1 - freón, aires acondicionados industriales clásicos para centros de datos.
- Flor 2 - enfriadores.
- Dubrovka 1 - enfriadores.
- Dubrovka 2 - freón, aires acondicionados industriales clásicos para centros de datos.
- Dubrovka 3 - freecooling.
En nuestros centros de datos, nos esforzamos por mantener la temperatura del aire en el extremo inferior del rango recomendado por ASHRAE . Hace 23 ° C.
Sobre freecooling
En dos centros de datos, Dubrovka 3 y Berzarina , hemos instalado sistemas de free cooling y diferentes.
El principio fundamental de los sistemas de Freecooling es el rechazo de los intercambiadores de calor, de modo que el enfriamiento de los equipos informáticos se produce por soplado con la ayuda del aire de la calle. Se limpia con filtros y luego ingresa a la sala de máquinas. En otoño e invierno, el aire frío debe "diluirse" con aire caliente para que la temperatura del aire que sopla sobre el equipo no cambie. Se requiere enfriamiento adicional en Moscú y San Petersburgo en verano.
Amortiguadores de aire ajustables ¿Por qué refrigeración gratuita? Porque es una tecnología de refrigeración de equipos eficaz. Los sistemas de freecooling son generalmente más baratos de operar que los sistemas de refrigeración convencionales con aire acondicionado. Otra ventaja del freecooling es que los sistemas de enfriamiento no tienen un impacto negativo tan fuerte en el medio ambiente como los acondicionadores de aire con freón.
Un punto importante: en nuestros centros de datos se utiliza el freecooling junto con los sistemas de posenfriamiento. En invierno, no hay problemas con la entrada de aire frío externo: hace frío fuera de la ventana, a veces incluso mucho, por lo que no se necesitan sistemas de enfriamiento adicionales. Pero en verano, la temperatura del aire aumenta. Si usáramos freecooling puro, la temperatura en el interior rondaría los 27 ° C. Como recordatorio, Selectel tiene un estándar de temperatura de 23 ° C.
En la región de Leningrado, la temperatura diaria promedio a largo plazo, incluso en julio, es de alrededor de 20 ° C. Y todo estaría bien, pero algunos días hace mucho calor. En 2010, la región registró un récord de temperatura de + 37,8 ° C. Dada esta circunstancia, no se puede confiar plenamente en el enfriamiento gratuito: un día caluroso al año es más que suficiente para que la temperatura supere el estándar.
Dado que San Petersburgo y Moscú son megaciudades con aire contaminado, utilizamos una purificación de aire triple cuando se toma de la calle: filtros de los estándares G4, G5 y G7. Cada uno de los siguientes filtra el polvo de fracciones cada vez más pequeñas, de modo que en la salida tenemos aire atmosférico limpio.
Dubrovka 3 y Berzarina: freecooling, pero diferentes
Por varias razones, utilizamos diferentes sistemas de enfriamiento gratuito en estos centros de datos.
Dubrovka 3
El primer CC con freecooling fue Dubrovka 3. Aquí se utiliza freecooling directo, complementado con ABHM, una máquina de refrigeración por absorción que funciona con gas natural. La máquina se utiliza como posenfriamiento en caso de calor de verano.
Esta solución híbrida nos permitió lograr PUE ~ 1.25.
¿Por qué ABHM? Es un sistema eficiente que utiliza agua en lugar de freón. ABHM tiene un impacto mínimo en el medio ambiente.
Como fuente de energía, la máquina ABHM utiliza gas natural, que le es suministrado por una tubería. En invierno, cuando no se necesita el automóvil, se puede quemar el gas para calentar el aire exterior subenfriado. Es mucho más económico que usar electricidad.
La idea de utilizar ABCM como sistema de posenfriamiento pertenece a uno de nuestros empleados, un ingeniero que vio una solución similar y propuso aplicarla en Selectel. Hicimos un modelo, lo probamos, obtuvimos un gran resultado y decidimos escalarlo.
El coche estuvo en construcción durante aproximadamente un año y medio, junto con el sistema de ventilación y el propio centro de datos. En 2013 se puso en funcionamiento. Prácticamente no hay problemas con él, pero para trabajar es necesario realizar una formación adicional. Una de las características del ABHM es que la máquina mantiene la diferencia de presión dentro y fuera de la sala de CC. Esto es para que el aire caliente pueda escapar a través del sistema de válvulas.
Debido a la diferencia de presión, prácticamente no hay polvo en el aire, ya que simplemente sale volando, incluso si aparece. La presión excesiva empuja las partículas hacia afuera.
Los costos de mantenimiento del sistema son posiblemente un poco más altos que los de la refrigeración convencional. Pero ABHM le permite ahorrar dinero al reducir el consumo de electricidad para calentar el aire y su enfriamiento adicional.
Berzarin
caso se utiliza Freecooling con un sistema de posenfriamiento adiabático. Se utiliza en verano cuando el aire se calienta demasiado, con temperaturas superiores a los 23 ° C. Esto sucede con bastante frecuencia en Moscú. El principio de funcionamiento del sistema adiabático es el enfriamiento por aire cuando pasa a través de filtros con líquido. Imagina un trapo húmedo que evapora el agua, enfriando la tela y el aire circundante. Así es aproximadamente como funciona un sistema de enfriamiento adiabático en un centro de datos. Se rocían diminutas gotas de agua a lo largo de la trayectoria del flujo de aire, lo que reduce la temperatura del aire.
Aquí decidimos utilizar la refrigeración gratuita , porque el centro de datos está ubicado en el último piso del edificio. Esto significa que el aire caliente expulsado al exterior sube inmediatamente y no suprime otros sistemas, como podría suceder si la CC se encuentra en los pisos inferiores. Gracias a esto, PUE de ~ 1.20
Cuando este piso fue desocupado, quedamos encantados, porque pudimos diseñar lo que quisimos. La tarea principal era crear una CC con un sistema de refrigeración eficiente y económico.
La ventaja del enfriamiento adiabático es la simplicidad del sistema en sí. Es más sencillo que los sistemas con aire acondicionado e incluso más sencillo que el ABHM, y permite ahorrar energía, cuyos costes son mínimos. Sin embargo, debe ser monitoreado de cerca para asegurarse de que no funcione como lo hizo Facebook en 2012. Luego, debido a problemas con la configuración de los parámetros operativos en el centro de datos, se formó una nube real y comenzó a llover. Esto no es una broma .
El sistema ha estado en funcionamiento solo por segundo año, durante el cual hemos identificado una serie de pequeños problemas que estamos eliminando con los diseñadores. Pero esto no da miedo, porque en nuestro tiempo es importante estar constantemente en busca de algo nuevo, sin olvidar revisar las soluciones existentes.
Buscamos constantemente oportunidades para aplicar nuevas tecnologías. Uno de ellos es el equipo que trabaja normalmente a temperaturas superiores a 23 °. Quizás hablemos de esto en un artículo futuro, cuando el proyecto llegue a su etapa final.
Si quieres saber más sobre otros sistemas de refrigeración en nuestro DC, aquí tienes un artículo con toda la información.
En los comentarios, haga preguntas, intentaremos responder todo lo que podamos.