Olá, Habr! Algumas semanas atrás, foi um dia quente, que discutimos na "sala de fumantes" do chat de trabalho. Em apenas alguns minutos, a conversa sobre o tempo se transformou em uma conversa sobre sistemas de refrigeração para data centers. Para os técnicos, principalmente os funcionários da Selectel, isso não é surpresa, pois conversamos constantemente sobre temas semelhantes.
Durante a discussão, decidimos publicar um artigo sobre sistemas de refrigeração em data centers Selectel. O artigo de hoje é sobre freecooling, uma tecnologia usada em dois de nossos data centers. Under the cut - uma história detalhada sobre nossas soluções e seus recursos. Os detalhes técnicos foram compartilhados pelo chefe do departamento de serviço do sistema de ar condicionado e ventilação Leonid Lupandin e pelo escritor técnico sênior Nikolai Rubanov.
Sistemas de refrigeração na Selectel
Aqui está uma breve descrição do tipo de sistema de refrigeração que usamos em todas as nossas instalações. Vamos passar para o freecooling na próxima seção. Temos vários data centers em Moscou, São Petersburgo e na região de Leningrado. As condições climáticas nessas regiões são diferentes, por isso usamos sistemas de refrigeração diferentes. A propósito, no data center de Moscou, o motivo das piadas era frequentemente que os responsáveis pelo resfriamento eram especialistas com os nomes Kholodilin e Moroz. Aconteceu por acaso, mas mesmo assim ...
Aqui está uma lista dos CDs com o sistema de refrigeração usado:
- Berzarina - freecooling.
- Flower 1 - freon, condicionadores de ar industriais clássicos para data centers.
- Flor 2 - chillers.
- Dubrovka 1 - chillers.
- Dubrovka 2 - freon, condicionadores de ar industriais clássicos para data centers.
- Dubrovka 3 - freecooling.
Em nossos data centers, nos esforçamos para manter a temperatura do ar na extremidade inferior da faixa recomendada pela ASHRAE . É 23 ° C.
Sobre freecooling
Em dois data centers, Dubrovka 3 e Berzarina , instalamos sistemas de free cooling e diferentes.
O princípio fundamental dos sistemas de freecooling é a rejeição dos trocadores de calor, de forma que o resfriamento do equipamento de informática ocorra por sopro com o auxílio do ar da rua. É limpo com filtros e depois entra na sala de máquinas. No outono e no inverno, o ar frio deve ser “diluído” com o ar quente para que a temperatura do ar que sopra sobre o equipamento não mude. O resfriamento adicional é necessário em Moscou e São Petersburgo no verão.
Amortecedores de ar ajustáveis Por que refrigeração gratuita? Porque é uma tecnologia de refrigeração de equipamentos eficaz. Os sistemas Freecooling são geralmente mais baratos de operar do que os sistemas clássicos de refrigeração com ar condicionado. Outra vantagem do freecooling é que os sistemas de refrigeração não têm um impacto negativo tão forte no meio ambiente quanto os condicionadores de ar com freon.
Um ponto importante: o freecooling é usado em nossos data centers junto com sistemas de pós-resfriamento. No inverno, não há problemas com a entrada de ar frio externo - faz frio do lado de fora da janela, às vezes até demais, portanto, sistemas de resfriamento adicionais não são necessários. Mas no verão, a temperatura do ar sobe. Se fôssemos usar freecooling puro, a temperatura interna seria em torno de 27 ° C. Como um lembrete, Selectel tem um padrão de temperatura de 23 ° C.
Na região de Leningrado, a temperatura média diária de longo prazo, mesmo em julho, é de cerca de 20 ° C. E tudo ficaria bem, mas alguns dias faz muito calor. Em 2010, a região registrou um recorde de temperatura de + 37,8 ° C. Dada essa circunstância, não se pode confiar totalmente no resfriamento gratuito - um dia quente por ano é mais do que suficiente para que a temperatura ultrapasse o padrão.
Como São Petersburgo e Moscou são megacidades com ar poluído, usamos a purificação do ar tripla quando tirada da rua - filtros dos padrões G4, G5 e G7. Cada um subsequente filtra a poeira de frações cada vez menores, de modo que na saída temos o ar atmosférico limpo.
Dubrovka 3 e Berzarina - freecooling, mas diferente
Por uma série de razões, usamos diferentes sistemas de refrigeração gratuita nesses data centers.
Dubrovka 3
O primeiro DC com freecooling foi o Dubrovka 3. O freecooling direto é usado aqui, complementado pela ABHM, uma máquina de refrigeração por absorção que funciona com gás natural. A máquina é usada como pós-resfriamento em caso de calor do verão.
Esta solução híbrida nos permitiu alcançar PUE ~ 1,25.
Por que ABHM? É um sistema eficiente que usa água em vez de freon. ABHM tem um impacto mínimo no meio ambiente.
Como fonte de energia, a máquina ABHM utiliza gás natural, que é abastecido por gasoduto. No inverno, quando o carro não é necessário, o gás pode ser queimado para aquecer o ar externo sub-resfriado. É muito mais barato do que usar eletricidade.
A ideia de usar o ABCM como sistema de pós-resfriamento é de um de nossos funcionários, um engenheiro, que viu uma solução semelhante e propôs aplicá-la na Selectel. Fizemos um modelo, testamos, obtivemos um ótimo resultado e decidimos escalar.
O carro ficou em construção por cerca de um ano e meio, junto com o sistema de ventilação e o próprio data center. Em 2013, ela foi contratada. Praticamente não há problemas, mas para funcionar é necessário um treinamento adicional. Uma das características do ABHM é que a máquina mantém a diferença de pressão dentro e fora da sala DC. Isso ocorre para que o ar quente possa escapar pelo sistema de válvula.
Devido à diferença de pressão, praticamente não há poeira no ar, pois ela simplesmente sai voando, mesmo que apareça. A pressão excessiva empurra as partículas para fora.
Os custos de manutenção do sistema são ligeiramente mais altos do que o resfriamento convencional. Mas o ABHM permite que você economize dinheiro reduzindo o consumo de eletricidade para aquecimento do ar e seu resfriamento adicional.
Berzarin
Freecooling com um sistema de pós-resfriamento adiabático é usado aqui. É utilizado no verão, quando o ar esquenta muito, com temperaturas acima de 23 ° C. Isso acontece com bastante frequência em Moscou. O princípio de funcionamento do sistema adiabático é o resfriamento do ar ao passar pelos filtros com líquido. Imagine um pano úmido que evapora a água, resfriando o tecido e o ar ao redor. É assim que funciona um sistema de resfriamento adiabático em um data center. Minúsculas gotas de água são pulverizadas ao longo do caminho do fluxo de ar, o que reduz a temperatura do ar.
Aqui decidimos usar o resfriamento gratuito, porque o data center está localizado no último andar do edifício. Isso significa que o ar aquecido ejetado para fora sobe imediatamente, não suprimindo outros sistemas, como poderia acontecer se a CD estivesse localizada nos andares inferiores. Graças a isso, PUE de ~ 1,20.
Quando este andar foi desocupado, ficamos maravilhados, pois pudemos projetar o que queríamos. A principal tarefa era criar um DC com um sistema de resfriamento eficiente e barato.
A vantagem do resfriamento adiabático é a simplicidade do próprio sistema. É mais simples que os sistemas com ar condicionado e ainda mais simples que o ABHM, e permite economizar energia, cujos custos são mínimos. No entanto, ele precisa ser monitorado de perto para garantir que não funcione como o Facebook em 2012. Então, devido a problemas com a configuração dos parâmetros operacionais no data center, uma nuvem real se formou e começou a chover. Isso não é uma piada .
O sistema está em operação há apenas o segundo ano, período durante o qual identificamos uma série de pequenos problemas que estamos eliminando com os projetistas. Mas isso não é assustador, pois na nossa época é importante estarmos constantemente em busca do novo, não esquecendo de conferir as soluções existentes.
Estamos constantemente em busca de oportunidades para aplicar novas tecnologias. Um deles é um equipamento que funciona normalmente em temperaturas acima de 23 °. Talvez falemos sobre isso em um artigo futuro, quando o projeto atingir sua fase final.
Se você quiser saber mais sobre outros sistemas de refrigeração em nosso DC, aqui está um artigo com todas as informações.
Nos comentários, faça perguntas, tentaremos responder tudo que pudermos.