Selectel डेटा केंद्रों में शीतलन प्रणाली

सेवाओं के लिए प्रतिस्पर्धी मूल्य हमेशा डेटा सेंटर चुनते समय ग्राहकों के लिए "तर्क का राजा" होता है। और ये कीमतें किससे बनी हैं? दिमाग में आने वाला पहला उपकरण आईटी उपकरण और बिजली की लागत हैं, लेकिन मूल्य संरचना में एक महत्वपूर्ण हिस्सा शीतलन सर्वर, भंडारण प्रणालियों (एसएचडी) और नेटवर्क उपकरणों की लागत से बना है। उदाहरण के लिए, कई प्रोसेसर वाला एक सर्वर 600 W या उससे अधिक तापीय ऊर्जा का उत्सर्जन करता है, जिसे प्रभावी रूप से हटाया जाना चाहिए, और सर्वर की वेंटिलेशन ओपनिंग के लिए ठंडी हवा की आपूर्ति की जानी चाहिए।

इस लेख में, हम आपको Selectel डेटा केंद्रों में जलवायु नियंत्रण प्रौद्योगिकियों से परिचित कराएंगे और आपको बताएंगे कि इस क्षेत्र में नए उत्पाद डेटा केंद्रों की परिचालन लागत को कम करते हैं, और अप्रत्यक्ष रूप से, हमारे ग्राहकों के खातों में मौजूद राशि।

3 सेवा बाजार - 3 ठंडा करने की आवश्यकताएं

मोटे तौर पर अनुमानित डेटा सेंटर सेवाओं के बाजार में, तीन मुख्य खंड हैं। यह सार्वजनिक, निजी और संकर बादलों सहित सबसे पहले, बाद में, फिर IaaS अवसंरचना - समर्पित सर्वर प्लस क्लाउड स्टोरेज, और तीसरा खंड - क्लाउड सर्वर (VPC, VPS, VMware क्लाउड) है।



कोई फर्क नहीं पड़ता कि यह कितना आश्चर्यजनक लग सकता है, लेकिन प्रत्येक खंड के ग्राहकों के पास जलवायु प्रणालियों के लिए अलग-अलग आवश्यकताएं हैं। सबसे अधिक मांग वाले ग्राहक अपने उपकरण (कॉलोकेशन) डेटा सेंटर में रख रहे हैं। उनमें से कई वर्षों के अभ्यास के साथ कई आईटी-प्रबंधक हैं और सर्वर रूम में क्या तापमान होना चाहिए, इसका एक रूढ़िवादी विचार है। 10-15 साल पहले, एक ठंडे गलियारे में + 18 डिग्री सेल्सियस प्रदान करने की आवश्यकता वास्तव में महत्वपूर्ण थी। लेकिन आधुनिक सर्वर और स्टोरेज + 27 ° C के तापमान तक काम करते हैं।

वैसे, डेटा सेंटर के सर्वर रूम के लिए विशिष्ट एयर टेम्परेचर रेंज को ASHRAE (अमेरिकन सोसाइटी ऑफ हीटिंग, कूलिंग और एयर-कंडीशनिंग इंजीनियर्स) की सिफारिशों द्वारा सख्ती से विनियमित किया जाता है, जो रूस सहित दुनिया भर में निर्देशित हैं। समय के साथ अनुशंसित तापमान रेंज में परिवर्तन होता है, कहीं न कहीं 2000 के दशक के प्रारंभ में यह वास्तव में 16-20 डिग्री सेल्सियस, फिर 18-22 डिग्री सेल्सियस था, और आज शीतलन सर्वर के लिए अनुशंसित हवा का तापमान पहले से ही 20-27 डिग्री सेल्सियस है।

"इसके डेटा केंद्रों में चयनकर्ता ASHRAE के अनुसार अनुशंसित सीमा की निचली सीमा के पास हवा के तापमान को बनाए रखने का प्रयास करता है, औसतन, लगभग 23 ° C," लेख के लिए चयनकर्ता तकनीकी निदेशक किरिल मेलवनोव ने कहा।

डेटा सेंटर व्यवसाय के लिए इनमें से कौन सा निष्कर्ष निकाला जा सकता है? एयर कंडीशनर के साथ महंगी शीतलन का उपयोग मुख्य रूप से सर्वर रूम के लिए इस्तेमाल किया जाना चाहिए जो कि कोलोकोशन सेवा के लिए आवंटित किया गया है। तदनुसार, IaaS सेवाओं के लिए सर्वर रूम के लिए, और इससे भी अधिक क्लाउड सर्वर के लिए, आप उन उपकरणों का उपयोग कर सकते हैं जो पर्यावरण से अधिकतम शीतलन करते हैं - बस जहाज़ के बाहर हवा के साथ सर्वर को उड़ाने के लिए।

इसी समय, चूंकि सेलेल के पास कई डेटा केंद्र हैं, और विभिन्न क्षेत्रों में, पैंतरेबाज़ी की स्वतंत्रता है। दूसरे शब्दों में, डिजाइन के चरण, डेटा केंद्रों के निर्माण और एचवीएसी उपकरणों के चयन पर भी सेवाओं के चयनित खंड में शीतलन आवश्यकताओं को ध्यान में रखना संभव है। और बाद में ऑपरेशन की प्रक्रिया में, जलवायु प्रणालियों को आधुनिक बनाने के लिए, इन सेवाओं को प्रदान करते समय TCO की कमी को ध्यान में रखा गया।

PUE क्या है?

डेटा सेंटर दक्षता का प्राथमिक माप 2007 के बाद से डेटा सेंटर उद्योग में उपयोग किया जाने वाला पावर उपयोग प्रभावशीलता (PUE) अनुपात है। यह गुणांक क्या है:

दूसरे शब्दों में, PUE 1 के जितना करीब है, डेटा सेंटर उतना ही सही है। हालांकि, सिद्धांत रूप में 1.0 के मूल्यों को प्राप्त करना असंभव है, क्योंकि यह सतत गति मशीन की ऊर्जा दक्षता स्तर से मेल खाती है। वैसे, PUE शब्द की पूरी परिभाषा दस्तावेज़ PUE, A व्यापक परीक्षा ऑफ़ मेट्रिक (PDF) में पाई जा सकती है।
व्यवहार में, 1.10 और 1.15 के बीच PUE मान को उत्कृष्ट माना जाता है। उदाहरण के लिए, प्रकाशनों के अनुसार, Google डेटा केंद्रों के लिए, विभिन्न क्षेत्रों के सभी डेटा केंद्रों पर और वर्ष के अलग-अलग समय में PUE मूल्य औसतन 1.12 है।
इसके बाद, हम चयनित सेलेक्ट डेटा केंद्रों में शीतलन प्रणाली पर एक करीब से नज़र रखेंगे।

"फूल 1" - फ्रीन

पहला Tsvetochnaya 1 डेटा सेंटर 2008 में परिचालन में लाया गया था, जब बाजार में कॉलोकेशन सेवा प्रमुख थी। इसके अलावा, यह सेंट पीटर्सबर्ग का केंद्र है - मुक्त स्थान के साथ स्थिति तब कुछ हद तक विवश थी। तदनुसार, डेटा सेंटर "फ्लावर 1" में, फ्रीऑन डेटा सेंटरों के लिए क्लासिक औद्योगिक एयर कंडीशनर स्थापित किए गए थे, जो आज तक संचालित हैं।
इस तरह के एक एयर कंडीशनर के संचालन का सिद्धांत एकत्रीकरण के विभिन्न राज्य के लिए फ्रीऑन के संक्रमण पर आधारित है। ऊपर की मंजिल के नीचे की ठंडी हवा को कंप्यूटिंग उपकरण के साथ तथाकथित "कोल्ड कॉरिडोर" में खिलाया जाता है, और गर्म हवा सर्वर रूम ("हॉट कॉरिडोर") में जाती है, जहाँ से इसे फिर से एयर कंडीशनर हीट एक्सचेंजर में ठंडा किया जाता है, सर्वरों और स्टोरेज सिस्टम को फिर से खिलाया जाता है।


^{एयर कंडीशनिंग के साथ डाटा सेंटर कूलिंग}

एक क्लासिक एयर कंडीशनर की दक्षता वांछित होने के लिए बहुत कुछ छोड़ देती है, और इसलिए फूल 1 डेटा सेंटर के लिए ऊर्जा दक्षता गुणांक आधुनिक मानकों, पीयूई = 1.7 से काफी अधिक है। लेकिन यह देखते हुए कि यहां पर कॉलोकोलेशन सेवाएं प्रदान की जाती हैं, इस स्थिति के साथ पूरे डेटा सेंटर के कट्टरपंथी आधुनिकीकरण के क्षण तक इसे लागू करना काफी संभव है।


^{डेटा सेंटर "फ्लावर 1" में एयर कंडीशनर का निरीक्षण}

"डबरोवका 1", "बर्जरिना 1", "फ्लावर 2" - चिलर

Selectel में अगली शीतलन तकनीक का परीक्षण 2010 में किया गया था, जब लेनिनग्राद क्षेत्र के डबरोवका गांव में डबरोव्का 1 डेटा सेंटर बनाया गया था। इसमें, कंपनी के अभ्यास में पहली बार, एक चिलर शीतलन प्रणाली लागू की गई थी।
चिलर सिस्टम और फ़्रीऑन एयर कंडीशनर के बीच का अंतर यह है कि नॉन-फ्रीजिंग ग्लाइकोल घोल इनडोर और आउटडोर इकाइयों के बीच पाइपों में घूमता है, जो हर समय तरल रहता है और गैसीय अवस्था में नहीं जाता है। समाधान को कमरे में एयर कंडीशनर के माध्यम से पंप किया जाता है, जहां इसे एयर कंडीशनर के गर्म रेडिएटर द्वारा गर्म किया जाता है और जहां से इसे बाहरी बाहरी हीट एक्सचेंजर में पंप किया जाता है, जिसे चिलर कहा जाता है।
चिलर में, ग्लाइकोल समाधान बाहरी हवा और एक अतिरिक्त संघनक इकाई का उपयोग करके ठंडा किया जाता है। फिर, पहले से ही ठंडा ग्लाइकोल समाधान डेटा सेंटर के सर्वर रूम के अंदर फिर से एयर कंडीशनर में खिलाया जाता है। इस मामले में, कंप्यूटिंग उपकरण की शीतलन पारंपरिक योजना के अनुसार होती है - ठंडी हवा को एक उठाए हुए फर्श के माध्यम से "ठंडे गलियारों" में आपूर्ति की जाती है, और गर्म हवा आम कमरे में और फिर हीट एक्सचेंजर में जाती है।

^{डाटा सेंटर चिलर}

ठंडे और गर्म गलियारों के साथ योजना 5% तक ऊर्जा बचत देती है, इसलिए ठंड और गर्म हवा के पूल (गलियारे और वायु भंडारण) को अलग करना बहुत महत्वपूर्ण है।
चिलर सर्किट की ऊर्जा दक्षता एयर कंडीशनर की तुलना में अधिक है, और यह इस तथ्य के कारण है कि चिलर की बाहरी कंप्रेसर और कंडेनसर इकाई केवल परिवेश के तापमान पर + 12 डिग्री सेल्सियस से ऊपर सक्रिय होती है, और बाहरी इकाई के प्रशंसकों को धीरे-धीरे स्विच किया जाता है, क्योंकि ग्लाइकॉल शीतलक का तापमान बढ़ता है। यह एक पारंपरिक कार के इंजन कूलिंग सिस्टम के काम करने के तरीके के समान है।
चिलर योजना के अनुसार, सेलेल ने तीन डेटा केंद्रों का कूलिंग बनाया - डबरोवका 1 (2010), बर्जरिना 1 (2011) और फ्लावर 2 (2015)। Tsvetochnaya 2 डेटा सेंटर के मामले में, रखरखाव के कई बारीकियों के संबंध में डबरोवका 1 डेटा सेंटर के संचालन के 5 वर्षों में संचित अनुभव को ध्यान में रखा गया था। जैसा कि यह निकला, ऑपरेटिंग सिद्धांत की बाहरी सादगी के बावजूद, चिलर प्रणाली ऑपरेशन में अधिक जटिल है और इसके लिए सावधानीपूर्वक रखरखाव और नियमों के अनुपालन की आवश्यकता होती है। आप हमारी कंपनी ब्लॉग लेख में बर्जरिना 1 डेटा सेंटर में चिलर सिस्टम के संचालन के बारे में अधिक पढ़ सकते हैं।


^{फ्लावर सेंटर 2 डेटा सेंटर में कोल्ड कॉरिडोर}

"डबरोव्का 3", "बर्ज़रिना 2" - फ्रीकोलिंग

शीतलन प्रणाली की ऊर्जा दक्षता में सुधार करने के लिए अगला कदम संक्रमण में एक डायरेक्ट फ्रीकोलिंग स्कीम के चयन में लिया गया था। शास्त्रीय प्रत्यक्ष फ्रीकोलिंग के संचालन का सिद्धांत गर्मी एक्सचेंजर्स की अस्वीकृति है, और कंप्यूटिंग उपकरण का ठंडा होना बाहरी हवा के साथ उड़ने के कारण होता है।
आउटबोर्ड हवा फिल्टर से गुजरती है, जहां यह धूल से साफ हो जाती है, और फिर इंजन के कमरे में प्रवेश करती है। सर्दियों में, आवश्यकतानुसार, ठंडी हवा उपकरण उड़ाने के लिए एक निरंतर तापमान बनाए रखने के लिए मिक्सिंग चैंबर में सर्वर से गर्म हवा के साथ पूर्व-पतला होता है।


^{सीधे उठाया मंजिल के बिना aftercooling के साथ प्रत्यक्ष freecooling}

जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, आधुनिक सर्वर और स्टोरेज सिस्टम ठंड गलियारों में + 27 ° C तक तापमान पर मज़बूती से काम करते हैं। लेनिनग्राद क्षेत्र की जलवायु को देखते हुए, जहां जुलाई में भी लंबे समय तक औसत दैनिक तापमान + 20 डिग्री सेल्सियस रहता है, ऐसा समाधान काफी काम का लग रहा था। हालांकि, 2010 में लेनिनग्राद क्षेत्र में दर्ज किए गए + 37.8 डिग्री सेल्सियस के तापमान रिकॉर्ड को देखते हुए, यह पूरी तरह से प्रकृति की दया पर भरोसा करना असंभव था। वैसे, "2018 की गर्म गर्मी" ने इन गणनाओं के सही होने की पुष्टि की।
तदनुसार, डबरोवका 3 डेटा सेंटर, जिसे 2013 में कमीशन किया गया था, गर्मी की स्थिति में एक अतिरिक्त शीतलन इकाई (एबीएचएम, अवशोषण प्रशीतन मशीन) के साथ प्रत्यक्ष फ्रीकोलिंग का उपयोग करता है। आउटबोर्ड हवा फ़िल्टर से गुजरती है और फिर ABXM हीट एक्सचेंजर से गुजरती है। सर्वर रूम के ठंडे गलियारों में, उठाया मंजिल के नीचे हवा की आपूर्ति की जाती है।


^{उठाया मंजिल के साथ freecooling की योजना के अनुसार कूलिंग डेटा सेंटर}

जैसा कि ऑपरेटिंग अनुभव से पता चला है, इस तरह के एक समाधान एबीसीएम को + 21 डिग्री सेल्सियस के परिवेश के तापमान को चालू किए बिना काम करता है, जिसका व्यावहारिक अर्थ है कि एबीसीएम केवल गर्मियों के महीनों में संचालित होता है। इस प्रकार, यह ~ 1.25 के PUE के साथ एक काफी ऊर्जा-कुशल समाधान है।
ABCHM का एक महत्वपूर्ण लाभ पर्यावरण सुरक्षा है, क्योंकि यह फ्रीन के उपयोग के बिना साधारण पानी पर काम करता है। ABXM की कमियों में बाहरी बाहरी हीट एक्सचेंजर्स हैं, लेकिन डबरोव्का 3 डेटा सेंटर को लगभग एक खुले क्षेत्र में स्थान दिया गया है, यह ABXM उपकरणों के लिए क्षेत्रों के आकार के संदर्भ में विशेष भूमिका नहीं निभाता है।


^{ABHM के साथ डेटा सेंटर "डबरोव्का 3" की शीतलन प्रणाली}

2013 के बाद से, aftercooling के साथ प्रत्यक्ष फ्रीकोलिंग प्रणाली ने अपनी उच्च दक्षता दिखाई है और मास्को में बर्जरिना 2 डेटा सेंटर के निर्माण में फिर से लागू किया जाएगा। हालांकि, सीमित स्थान के कारण, आफ्टर-कूलिंग यूनिट को एडियाबेटिक सिस्टम का उपयोग करके लागू किया जाएगा।

आरक्षण के बारे में कुछ शब्द

परंपरागत रूप से, टियर III डेटा केंद्रों में शीतलन प्रणाली कम से कम N + 1 की एक योजना के अनुसार आरक्षित हैं। इसका मतलब यह है कि स्टॉक में हमेशा कम से कम एक रेफ्रिजरेशन यूनिट होना चाहिए, जिसमें शामिल किसी एक सिस्टम के दुर्घटना या मरम्मत (अनुसूचित रखरखाव) की स्थिति में परिचालन में लाया जाता है। तो, डबरोव्का 1 डेटा सेंटर में, 4 वेंटिलेशन मशीनों का उपयोग फ्रीकॉलिंग के लिए किया जाता है जब 3 की आवश्यकता होती है, और डबरोव्का 3 डेटा सेंटर में, तीन एबीएचएम मशीनों का उपयोग किया जाता है, जिनमें से एक मशीन बंद हो जाती है और लॉन्च के लिए स्टैंडबाय तैयार होती है।
वैसे, अपने डेटा केंद्रों में Selectel N + 1 अतिरेक की आवश्यकता को जितना संभव हो उतना कसने की कोशिश करता है, और स्टॉक में एक नहीं बल्कि दो निरर्थक शीतलन प्रणाली होती है। उदाहरण के लिए, डेटा सेंटर "फ्लावर 1" और "फ्लावर 2" में क्रमशः 2 बैकअप एयर कंडीशनर और एक चिलर हैं।


^{फ्लावर सेंटर 1 डेटा सेंटर (सेंटर में) के सर्वर रूम में एयर कंडीशनर}

"बर्जरिना 2" - जल्द ही सेवा में

नवंबर 2018 में, मॉस्को में एक नया बर्जरिना 2 डेटा सेंटर संचालित किया गया था, जहां कंपनी के अभ्यास में पहली बार एक एडियाबेटिक सिस्टम का उपयोग करके शीतलन के बाद एक फ्रीकोलिंग योजना लागू की जाएगी। यदि बाहर की हवा बहुत गर्म है - और गर्मियों में मॉस्को में तापमान अक्सर 23 डिग्री सेल्सियस से अधिक हो जाता है - तो एडियाबेटिक कूलिंग सिस्टम चालू हो जाता है।


^{डेटा सेंटर "बर्जरिना 2" में पोस्ट-कूलिंग एडियाबेटिक सिस्टम के साथ फ़्रीकोलिंग}

एडियाबेटिक कूलिंग तकनीक वायु प्रवाह पथ में छोटी बूंदों के रूप में पानी के परमाणुकरण पर आधारित है, जो पानी को वाष्पित करके हवा को ठंडा करने की अनुमति देता है। स्प्रे-टाइप ह्यूमिडिफायर का उपयोग करते समय, शीतलन प्रक्रिया के लिए ऊर्जा की लागत अन्य शीतलन प्रणालियों की तुलना में छोटी होती है। आपूर्ति की गई हवा के रास्ते में wettable बाधा की जटिल सेलुलर संरचना पानी के माइक्रोड्रॉपलेट्स को डेटा सेंटर के नलिकाओं में आगे बढ़ने की अनुमति नहीं देती है। इसी समय, आईटी उपकरणों के लिए स्वीकार्य मान के भीतर आर्द्रता का स्तर बना रहता है।


^{एडियाबेटिक सिस्टम}

“दुनिया में शीतलन प्रणालियों के लिए कई दिलचस्प समाधान हैं जो ऊर्जा बचाते हैं। हालांकि, सभी नए उत्पादों की कोशिश करना असंभव है - आपको वित्तपोषण प्राप्त करने, डिजाइन को पूरा करने की आवश्यकता है, फिर उपकरणों की खरीद, तैयारी और उपकरणों की कमीशनिंग को पूरा करें। वितरण, स्थापना, समायोजन और रनिंग-इन के चरण सभी बहुत लंबी प्रक्रियाएं हैं। इसलिए, कम से कम एक दशक के लिए काम शुरू करने के बाद जलवायु प्रणाली और पहले से ही निर्मित डेटा सेंटर के संचालन की प्रक्रिया में शायद ही कभी आधुनिकीकरण हो। और दिलचस्प नए उत्पाद पहले से ही नए डेटा सेंटर में आ रहे हैं, जिसमें वे अपने 10-15 साल तक रहेंगे, '' सेलेल के तकनीकी निदेशक, किरिल मालेवानोव को अभिव्यक्त किया।