Gestão de Energia

Contribuição da climatização na eficiência energética do Data Center

O Brasil continua a ser o maior e mais promissor mercado para Data Center na América Latina, responsável por 50% de todo o mercado de TI da região. Segundo estudos do IHS ed. 2014, o mercado brasileiro de climatização para Data Center previsto para 2014 é de U$ 49,6M com crescimento médio de mais de 7% para os próximos anos.

A climatização é responsável por aproximadamente 40 a 45% do custo de energia elétrica do custo de operação do Data Center, ficando atrás somente do consumo de energia dos servidores. Desta forma, os esforços realizados no projeto da climatização do Data Center podem impactar significativamente em uma maior eficiência energética e logo um menor PUE ( Power Usage Effectiveness –  índice que avalia a eficiência energética de um data center, e indica se houve consumo em equilíbrio com o que foi gerado).

A melhor escolha pelo projeto de climatização, depende de diversas variáveis relacionadas com a característica da solução de TI (densidade por rack, temperatura ideal de operação, sistema de exaustão), a localização do Data Center (condições do ambiente externo como temperatura e umidade relativa), características do edifício, área de sala, restrições de acesso físico ao white space, entre outros. Porém algumas boas práticas de refrigeração podem ser aplicadas na maioria dos sites, visando reduzir os custos com energia e assim tornando o Data Center mais competitivo. Alguma delas são citadas a seguir:

  • Reduzir mistura ar quente e ar frio. Ao reduzir a mistura de ar quente e ar frio, permite-se operar as soluções de ar-condicionado perimetral com temperaturas de insuflamento mais altas e o ar de retorno mais quente possível de volta para a unidade de refrigeração. A temperatura mais alta no retorno para a unidade de refrigeração traz como benefícios uma melhor troca de calor na serpentina de refrigeração, mais capacidade de refrigeração e melhor eficiência de modo geral. Este efeito é válido para praticamente todos os equipamentos de condicionamento de ar. Pode haver limites em alguns equipamentos em relação à temperatura máxima de retorno com que ele pode lidar, mas, em geral, todos os sistemas de refrigeração geram capacidades maiores se o ar de retorno for mais quente.

 

  • Minimizar desumidificações desnecessárias. Ao eliminar a mistura de ar frio e quente, a temperatura do ar que entra no sistema de refrigeração pode ser elevada, permitindo que o sistema de refrigeração opere acima do ponto de orvalho. Quando a temperatura do ar fornecido é superior à temperatura de condensação, não se remove umidade do ar. Quando não há remoção de umidade, não é necessário acrescentar umidade, desta forma, tanto energia como água são economizadas.

 

  • Resfriamento próximo à carga térmica. Ao reduzir a distância entre o equipamento de climatização e a carga a ser refrigerada e as obstruções no caminho do fluxo do ar, reduz-se as perdas do processo de refrigeração além de reduzir-se a potência dos ventiladores que realizam a movimentação do ar. Esta também é uma forma de permitir que o sistema responda de forma mais rápida aos aumentos e reduções de carga dos equipamentos de TI.

 

  • Otimizar o layout. Projetar o design do Data Center organizando os racks em corredores quentes e corredores frios é o início de um layout otimizado. Outro importante fator é a distribuição homogênea entre os racks e quando necessário a operação em ambientes híbridos, separando os racks de maior e menor densidades e atuando a climatização de forma distinta em cada um dos casos. A distribuição de carga dentro dos racks também deve ser avaliada de acordo com o projeto de refrigeração.

 

  • Resposta ativa a carga. Equipamentos que respondam ativa e imediatamente a um aumento de carga nos racks de TI garantem que o sistema de refrigeração estará operando somente o necessário requerido pelos servidores. Esta operação pode ser percebida em equipamentos com controle de fluido refrigerante ou água, ventiladores de velocidade variável e automação embarcada.

 

  • Reduzir recirculação. A recirculação acontece quando ar frio atravessa o rack sem ter tido contato com os servidores e assim sem ter realizado a troca térmica necessária ou quando o ar quente retorna a entrada dos equipamentos. Isso se dá pela falta de utilização de painéis de isolamento nos espaços vagos dos racks (painéis cegos) ou em certos designs de racks que não consideram a separação do ar de entrada do ar extraído. Outras boas práticas para evitar a recirculação de ar são a boa vedação do piso elevado, a utilização de tampas com cerdas para passagem de cabeamento e o dimensionamento e instalação corretos das placas perfuradas de piso.

 

  • Aumentar a temperatura de operação do Data Center. Tendo em consideração a alteração dos projetos dos chips pelos fabricantes para funcionarem a temperaturas mais elevadas, sem perda de performance ou tempo de vida, a ASHRAE, American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers, que desenvolve recomendações para a refrigeração de data centers alterou em 2008 a TC 9.9 da faixa de temperatura de 20°C a 25°C para 18°C a 27°C sem alterar os requerimentos de garantia. O aumento na temperatura de operação do Data Center pode reduzir por volta de 4 a 6% nos custos de eletricidade para cada grau Celsius aumentado.

 

As evoluções tecnológicas como cloud computing, mobilidade, big data, estão mudando o setor de forma radical. A mudança para um modelo de everything as a service afeta não só as grandes empresas de TI, mas toda sua cadeia de valor, exigindo que os Data Centers se tornem cada vez mais seguros e ao mesmo tempo mais competitivos. A climatização pode contribuir de maneira significativa na disponibilidade, eficiência e segurança dos projetos do Data Center. Projetos corretamente dimensionados e a utilização das melhores práticas de refrigeração irão garantir uma operação com alta disponibilidade assegurando a climatização de qualidade, segura, eficiente e ininterrupta.


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