Pontos quentes nos centros de dados: causas e efeitos
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Qual a temperatura de um centro de dados?
Norma Ashrae
A norma de temperatura para centros de dados da Ashrae (American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers) é uma recomendação normalizada para a gestão da temperatura em centros de dados.
Esta norma é actualizada regularmente para ter em conta os avanços tecnológicos e as melhores práticas da indústria.
A norma Ashrae recomenda uma gama de temperaturas para centros de dados, em vez de uma temperatura específica.
O intervalo típico recomendado é entre 18°C e 27°C (64°F e 81°F).
Isto permite flexibilidade aos operadores de centros de dados, que podem ajustar a temperatura de acordo com as suas necessidades específicas.
Um dos principais objectivos desta norma é otimizar a eficiência energética dos centros de dados, mantendo as condições adequadas para o funcionamento dos equipamentos.
Temperaturas demasiado elevadas podem provocar o sobreaquecimento dos componentes e a falha dos sistemas, enquanto temperaturas demasiado baixas podem aumentar o consumo de energia do sistema de arrefecimento.
Origem dos pontos quentes num centro de dados
Explicação dos principais fenómenos termo-aerodinâmicos
Os pontos quentes num centro de dados são definidos pela ASHRAE TC 9.9 como áreas onde o ar que entra nos servidores, sistemas de armazenamento, routers ou outros equipamentos electrónicos está acima dos 27°C.
A área traseira das estantes e as áreas nos corredores quentes não são consideradas pontos quentes.
Os pontos quentes podem reduzir a fiabilidade e danificar o equipamento eletrónico devido à incapacidade de dissipar o calor gerado.
Os fabricantes de servidores e de equipamento informático podem justificar a recusa do serviço de garantia com base na violação das condições do contrato de serviço pela presença de zonas quentes.
Simulação CFD de um centro de dados com sobreaquecimento generalizado (sem particionamento)
Que entradas de ar parasitas podem existir num centro de dados?
São normalmente entradas de cabos não seladas ou entradas de condutas de cabos da sala de computadores, ranhuras de condutas de ar, ranhuras na parte inferior de suportes de carga ou simplesmente orifícios em paredes ou portas.
No caso do próprio piso de acesso elevado, pode haver aberturas para a entrada de cabos, aberturas sob armários, placas perfuradas redundantes que podem não estar localizadas em corredores frios, aberturas no piso à volta da sala de computadores (atrás de unidades de controlo de ar, sob unidades de distribuição de energia).
Uma capacidade de refrigeração excessiva num centro de dados pode ser prejudicial para
Surpreendentemente, a falta de capacidade de arrefecimento não é a única causa de pontos quentes. Uma capacidade de refrigeração excessiva pode levar a pontos quentes. Como é que isto pode acontecer?
Se forem necessárias 8 unidades de arrefecimento para arrefecer a sala de computadores do centro de dados, e 10 ou 12 estiverem instaladas e a funcionar, é claro que cada uma das 10 ou 12 unidades estará a funcionar com menos energia (do que quando apenas 8 unidades de arrefecimento estariam a funcionar).
Isto leva a uma diminuição do fornecimento de ar e da carga, o que leva a zonas quentes adicionais em áreas de baixa pressão estática (zonas mortas).
Eliminar os pontos quentes no centro de dados
Protocolo para reduzir os pontos quentes
Existem vários passos para eliminar os pontos quentes num centro de dados:
1. Monitorização da temperatura: Utiliza sensores de temperatura para monitorizar e identificar pontos quentes no centro de dados.
Isto permitirá a deteção precoce de problemas de sobreaquecimento.
2. Disposição eficiente dos servidores: Os servidores devem ser dispostos de forma óptima, maximizando o espaço entre eles para permitir uma melhor circulação do ar.
Evita a desarrumação e os obstáculos que possam impedir a circulação do ar frio.
3. Utiliza racks de arrefecimento: Utiliza racks de arrefecimento para servidores que geram calor excessivo.
Estes racks podem dissipar o calor de forma mais eficiente e permitem uma melhor circulação de ar.
4. Utilizar a gestão de cabos: Organiza os cabos de forma ordenada para que não bloqueiem o fluxo de ar.
Os cabos mal organizados podem criar pontos quentes.
5. Otimizar a ventilação e o fluxo de ar: Assegura uma boa ventilação no centro de dados.
Assegurar um bom fluxo de ar através do centro de dados ajudará a eliminar os pontos quentes.
Para garantir que o centro de dados é bem ventilado, apenas o número necessário de ladrilhos perfurados deve ser instalado nos corredores frios do centro de dados.
Os ladrilhos de piso elevado não devem ser colocados em corredores quentes ou em espaços não utilizados na sala de computadores.
Para calcular o número de ladrilhos perfurados necessários no projeto de um centro de dados, consulta os estudos de dimensionamento CFD.
A localização das grelhas de difusão deve corresponder à carga térmica de cada armário.
As orientações gerais para a colocação das grelhas são dadas na tabela seguinte.
Implementação de corredores quentes e frios
Os corredores quentes e frios de um centro de dados são conceitos de gestão da circulação de ar concebidos para manter uma temperatura óptima no interior do centro de dados.
O corredor frio é o espaço onde o ar fresco é introduzido no centro de dados.
Os equipamentos de TI, como os servidores, são posicionados de forma a ficarem virados para este corredor frio, a fim de captarem e beneficiarem do ar fresco para arrefecerem os seus componentes internos.
O corredor quente é onde o ar quente é extraído do centro de dados.
Os sistemas de ar condicionado e refrigeração do centro de dados evacuam o ar quente deste corredor utilizando equipamento como unidades de refrigeração, ventoinhas e condutas de exaustão de calor.
O objetivo da separação dos corredores quentes e frios é maximizar a eficiência do arrefecimento, minimizando a mistura entre os dois tipos de ar.
Isto reduz o consumo de energia necessário para manter uma temperatura adequada e melhora o desempenho e a vida útil do equipamento informático.
Este conceito de separação do ar quente e frio optimiza os custos energéticos do centro de dados, minimizando as perdas de energia associadas à mistura de ar quente e frio.
Ajuda também a manter uma temperatura uniforme no centro de dados e a reduzir o risco de sobreaquecimento do equipamento.
Porquê efetuar uma simulação CFD de um centro de dados?
A simulação CFD fornece informações sobre a relação entre o funcionamento dos sistemas mecânicos e as variações na carga térmica do equipamento informático.
Com esta informação, o pessoal de TI e do local pode otimizar a eficiência do fluxo de ar e maximizar a capacidade de arrefecimento.
Também é necessário selar os armários dos equipamentos não utilizados.
Para tal, instala painéis de obturação em branco para cobrir qualquer espaço aberto no bastidor não ocupado pelo equipamento.
Veda também todos os espaços laterais entre as calhas de montagem e as paredes do armário, bem como quaisquer aberturas na parte inferior e superior dos armários.
Não deixes que o ar quente recircule da parte de trás do armário para a parte da frente.
Liberta o máximo de espaço possível sob o pisoelevado para uma melhor circulação de ar.
Remove os cabos não utilizados, detritos, etc.
Para verificar se tudo foi feito corretamente, mede a temperatura na entrada do servidor, especialmente nas filas superiores dos armários de telecomunicações.
Isto pode ser feito utilizando uma variedade de termómetros: um termómetro IR sem contacto; termómetros de fita LCD ou monitores de temperatura RF sem fios.
Se o ar fornecido estiver demasiado frio ou demasiado quente, podem ser acrescentadas, deslocadas ou substituídas placas perfuradas. Esta verificação deve ser efectuada regularmente, em especial quando é instalado novo equipamento ou quando é desmontado equipamento antigo.
Simulação do fluxo de ar e análise CFD
Para beneficiar de todas estas medidas, é necessárioestudar cuidadosamente a carga térmica, a capacidade do equipamento de refrigeração e o fluxo de ar na sala de computadores do centro de dados.
É claro que haverá custos adicionais, mas esses custos são justificados. De acordo com as estatísticas dos especialistas envolvidos naotimização do sistema de ar condicionado dos centros de dados, a redução mínima do consumo de energia graças às acções acima referidas situa-se entre 10% e 36%.
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