Compreender o funcionamento de um centro de dados
EOLIOS, uma experiência única na Europa
- Uma equipa apaixonada
- Propriedades exclusivas
- Todos os sectores
- Centro de dados
- Experiência comprovada
Os nossos projectos :
Precisas de uma opinião especializada?
Os nossos engenheiros estão prontos a ouvir e a aceitar qualquer desafio.
Compreender como funciona o ar condicionado dos centros de dados
Com o aumento da quantidade de informação e o grau de informatização dos processos de trabalho, a questão da segurança desta informação durante o funcionamento ininterrupto dos servidores está a tornar-se cada vez mais premente. Uma falha nesta área pode suspender todas as actividades da empresa e levar a graves prejuízos. Uma das principais condições para o funcionamento estável dos servidores é a manutenção da temperatura ideal do ar nas salas dos servidores, o que é conseguido através da utilização de sistemas especiais baseados em sistemas de ar condicionado de precisão.
O funcionamento de um centro de dados consome muita energia, e o sistema de refrigeração consome frequentemente tanta (ou mais) energia do que os computadores que suporta.
Neste artigo, analisamos algumas das tecnologias de arrefecimento de centros de dados mais utilizadas, bem comonovas abordagens à simulação CFD.
Conceção de corredor frio / corredor quente
Esta é uma disposição de bastidor de centro de dados, utilizando filas alternadas de “corredores frios” e “corredores quentes”.
Na frente das estantes existem difusores de ar frio (geralmente através de grelhas) para que os servidores possam aspirar o ar e, em seguida, os corredores quentes evacuam o calor por detrás dos servidores. As condutas de ventilação estão geralmente ligadas a um teto falso que leva o ar quente dos “corredores quentes” para ser arrefecido e, em seguida, o ar arrefecido é exaurido para os “corredores frios”, através de um pavimento falso ou de condutas (ver alguns modelos soltos).
As estantes de servidores vazias devem ser preenchidas com painéis de obturação para evitar o sobreaquecimento e reduzir a quantidade de ar frio desperdiçado. O vácuo criado pela ausência de servidores pode levar a transferências de ar parasitas, dadas as diferenças de pressão entre as zonas quentes e frias. Este movimento de ar perdido é energia desperdiçada.
Sistema de água refrigerada
Esta tecnologia é mais comummente utilizada em centros de dados de média e grande dimensão.
O ar no centro de dados é fornecido por sistemas de tratamento de ar, conhecidos como sistemas de tratamento de ar para salas de computadores (CRAH), e a água refrigerada (fornecida por um sistema de refrigeração externo à instalação) é utilizada para arrefecer a temperatura do ar.
Qual é a diferença entre as unidades CRAC e CRAH?
Unidades CRAC
- Utiliza um refrigerante
- Necessita de um compressor
As unidades CRAC funcionam da mesma forma que as unidades de ar condicionado domésticas. Possuem um sistema de expansão direta e compressores integrados diretamente na unidade. Proporcionam arrefecimento soprando ar sobre um permutador de frio cheio de refrigerante. O refrigerante é mantido frio por um compressor no interior da unidade. O excesso de calor é então expelido por uma mistura de glicol, água ou ar. Embora a maioria das unidades CRAC geralmente forneçam apenas um volume constante e modulem apenas o funcionamento ligado/desligado, estão a ser desenvolvidos novos modelos que permitem variações do fluxo de ar.
As unidades CRAC podem ser posicionadas de várias formas diferentes, mas geralmente são instaladaslonge dos corredores quentes de um centro de dados. Aí, libertam ar arrefecido através das perfurações no pavimento elevado (grelhas ou perfurações nos ladrilhos do pavimento), arrefecendo os servidores informáticos.
Unidades CRAH
- Utiliza água fresca
- Tem uma válvula de controlo
As unidades CRAH funcionam como unidades de tratamento de ar com água refrigerada instaladas na maioria dos edifícios de escritórios. Fornecem arrefecimento soprando ar sobre um permutador de arrefecimento cheio de água gelada. A água refrigerada é geralmente fornecida por “refrigeradores de água” – também conhecidos como instalações de água refrigerada. As unidades CRAH podem regular a velocidade do ventilador para manter uma pressão estática definida, assegurando que os níveis de humidade e a temperatura permanecem estáveis.
A água refrigerada pode ser produzida por expansão direta ou por sistemas de refrigeração DRY adiabáticos, que são muito mais eficientes em termos energéticos.
Qual é a temperatura ideal para um centro de dados?
As salas de servidores e os centros de dados contêm uma mistura de ar quente e frio – as ventoinhas dos servidores expelem ar quente durante o funcionamento, enquanto o ar condicionado e outros sistemas de arrefecimento trazem ar frio para contrabalançar o ar quente de exaustão. Manter o equilíbrio correto entre ar quente e ar frio sempre foi crucial para manter os centros de dados disponíveis. Se um centro de dados ficar demasiado quente, o equipamento corre um maior risco de avaria. Esta falha resulta frequentemente em tempo de inatividade, perda de dados e perda de receitas.
Na década de 2000, a gama de temperaturas recomendada para o centro de dados era de 20 a 24°C. Esta é a gama recomendada pela American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers (ASHRAE) como ideal para a máxima disponibilidade e vida útil do equipamento. Esta gama permitiu uma melhor utilização e proporcionou um espaço de reserva suficiente em caso de falha do ar condicionado.
Desde 2005, estão disponíveis novas normas e melhores equipamentos, bem como melhores tolerâncias para gamas de temperatura mais elevadas. De facto, a ASHRAE recomendou agora um intervalo de temperatura de funcionamento aceitável de 18° a 27°C.
O aumento das temperaturas de entrada dos servidores também torna a utilização de free cooling ou free chilling (sistemas que utilizam o ar exterior para insuflar ar fresco na sala ou arrefecer a água em vez do chiller) muito mais atractiva, particularmente em regiões temperadas como a França. Com a temperatura ambiente definida para 25°C em vez de 15°C, os períodos do ano durante os quais é possível utilizar a refrigeração gratuita sem ativar o ar condicionado são consideravelmente mais longos. Isto gera poupanças de energia significativas e uma melhoria do PUE (Power Usage Effectiveness). O mesmo se aplica ao free chilling, que pode ser utilizado mais frequentemente ao longo do ano para arrefecer os circuitos de água, com pontos de regulação da temperatura agora fixados em 15°C em vez de 7°C para a água.
Quais são os problemas associados a uma temperatura demasiado elevada num centro de dados?
Infelizmente, temperaturas de funcionamento mais elevadas podem reduzir o tempo de resposta no caso de um aumento rápido da temperatura devido a uma falha da unidade de arrefecimento. Um centro de dados com servidores a funcionar a temperaturas mais elevadas corre o risco de falhas instantâneas e simultâneas de hardware. Os recentes regulamentos ASHRAE sublinham a importância da monitorização proactiva da temperatura ambiente dentro das salas de servidores.
O que acontece se ficar demasiado quente?
Quando a temperatura no interior do centro de dados aumenta demasiado, o equipamento pode sobreaquecer facilmente. Isto pode danificar os servidores. Os dados podem perder-se, causando grandes problemas às empresas que dependem dos serviços do centro de dados. É por isso que todos os centros de dados devem ter sistemas de refrigeração capazes de resistir a um período de crise ou de manutenção.
O que acontece se o sistema de ar condicionado se avariar?
Dependendo da densidade de potência instalada, o aumento da temperatura do ar no interior da sala do servidor pode ser extremamente rápido. Nas simulações de falha de energia, observa-se geralmente um aumento de temperatura de cerca de 1°C por minuto. O resultado é um risco significativo de degradação do hardware e de perda de dados se os sistemas de redundância e de segurança não forem corretamente dimensionados. Por outro lado, o tempo de reinício e a ativação da potência total dos compressores do sistema de ar condicionado é um desafio para os pavilhões mais exigentes. Para retardar os efeitos da subida das temperaturas, existem sistemas de inércia que armazenam energia térmica durante alguns minutos para suavizar a curva de subida da temperatura.
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 da carga térmica do equipamento informático. Com esta informação, o pessoal de TI e das instalações pode otimizar a eficiência do fluxo de ar e maximizar a capacidade de arrefecimento.
