Na atual era digital de ritmo acelerado, a procura de refrigeração nos centros de dados e salas de servidores está a aumentar. A garantia de um funcionamento eficiente e estável do equipamento depende da seleção cuidadosa de unidades de ar condicionado de precisão. No entanto, os vários tipos e especificações técnicas dos aparelhos de ar condicionado de precisão podem tornar uma tarefa difícil articular claramente os seus requisitos de arrefecimento ao pedir orçamentos.
Neste artigo, vamos tirar partido de anos de experiência na seleção e conceção de soluções de ar condicionado de precisão para clientes. O nosso objetivo é fornecer aspectos fundamentais para a seleção de ar condicionado de precisão em ambientes críticos, na perspetiva dos clientes, para melhorar a sua comunicação com fabricantes ou outros fornecedores relativamente às suas necessidades de ar condicionado de precisão. Se não estiver familiarizado com os produtos de ar condicionado de precisão e estiver preocupado em descrever com exatidão os seus requisitos, o que pode levar a necessidades não satisfeitas, encorajamo-lo a continuar a ler para se preparar para futuras discussões.
Como funciona o AC de precisão?
Antes de começarmos a discutir como selecionar um PAC adequado, pode ser útil fornecer uma visão geral dos seus princípios básicos. Tal como ilustrado na imagem seguinte, o princípio de um sistema de ar condicionado de precisão arrefecido a ar normal pode ser descrito da seguinte forma:
- Compressor: O ciclo começa com o compressor, que aspira o refrigerante gasoso a baixa pressão (cerca de 12°C) e o comprime em gás a alta pressão e alta temperatura (cerca de 80°C).
( Como é que a compressão aumenta exatamente a temperatura? ) - Condensador: O gás a alta pressão entra no condensador, onde liberta calor através da ação de arrefecimento de um ventilador e condensa-se em líquido a alta pressão e à temperatura ambiente (aproximadamente 35°C).
- Válvula de expansão: O líquido refrigerante condensado passa então pela válvula de expansão. No interior da válvula de expansão, o fluido frigorigéneo sofre uma redução de pressão, o que resulta numa queda de temperatura, transformando-o num líquido de baixa pressão e baixa temperatura (aproximadamente 7°C).
- Evaporador: O refrigerante líquido de baixa temperatura entra no evaporador, absorvendo o calor do ambiente circundante (como a sala), causando a sua vaporização novamente em gás de baixa pressão, obtendo assim um efeito de arrefecimento.
- Ciclo: Após a evaporação, o refrigerante gasoso regressa ao compressor (a temperatura regressa a cerca de 12°C), completando o ciclo.
Calcule os seus requisitos de carga de arrefecimento
Depois de ter identificado o método de arrefecimento para o seu ar condicionado de precisão, é essencial fornecer requisitos específicos de carga de arrefecimento.
Em primeiro lugar, se já tiver dados específicos sobre as necessidades de carga de arrefecimento, deve comunicá-los diretamente ao fabricante para garantir que a unidade de ar condicionado selecionada tem uma capacidade de arrefecimento igual ou superior às suas necessidades.
Em segundo lugar, se não tiver especificações claras da carga de arrefecimento, pode estimá-las com base na carga total da sala de servidores. Isso envolve cálculos baseados no tamanho da sala e na saída de calor do equipamento, usando as seguintes fórmulas:
- Cálculo da carga de arrefecimento da divisão:
Carga de arrefecimento da divisão = Área da divisão × 0,2 kW/m²
- Cálculo da potência térmica do equipamento:
Potência térmica do equipamento = (carga total do equipamento no armário, kW ou capacidade da UPS) × 0,8
- Cálculo alternativo da carga de arrefecimento:
Se a informação sobre a carga não estiver disponível, a carga de arrefecimento também pode ser calculada como:
Carga de arrefecimento = Área da divisão × (0,35 - 0,5) kW/m²
A compreensão destas fórmulas de cálculo não é obrigatória; os fabricantes efectuam estes cálculos quando dispõem de informações suficientes. Depois de obter a capacidade de arrefecimento necessária, é altura de selecionar os tipos e especificações de AC de precisão que correspondem às suas necessidades.
Compreender os métodos de arrefecimento do AC de precisão
Depois de calcular a capacidade de arrefecimento do seu espaço de TI, é altura de descobrir como o arrefecer. Existem quatro tipos de métodos de arrefecimento utilizados no sistema de arrefecimento de precisão de centros de dados, telecomunicações ou outros ambientes críticos. Cada tecnologia de arrefecimento foi concebida para se adaptar a condições ambientais específicas.
- Arrefecimento gratuito
Esta pode ser a opção mais económica entre os quatro métodos. O princípio baseia-se na utilização do ar ambiente de baixa temperatura ou de outras fontes naturais de frio. Quando a temperatura exterior é suficientemente baixa, o sistema pode introduzir diretamente o ar exterior frio no centro de dados ou utilizar permutadores de calor para transferir o calor do centro de dados para o meio exterior frio, evitando ou reduzindo o funcionamento do equipamento de refrigeração mecânica para poupar energia. Se o seu ambiente operacional estiver numa área de baixa temperatura, como locais em altas latitudes ou altitudes, um sistema de refrigeração com refrigeração livre pode reduzir significativamente o PUE dos seus centros de dados. - Arrefecimento por ar
Adequado para centros de dados de pequena e média dimensão, tendo em conta a localização e o espaço de instalação da unidade exterior. Funciona através da utilização de ventoinhas para aspirar o ar exterior. O ar passa através da bobina do evaporador, onde o refrigerante absorve o calor do ar. O refrigerante aquecido passa então para a bobina do condensador exterior, onde as ventoinhas sopram ar sobre a bobina para libertar o calor para a atmosfera. O refrigerante arrefecido volta ao evaporador para repetir o processo. Para alguns locais com uma fonte de frio natural estável, a escolha de PACs com uma combinação de tecnologia de arrefecimento a ar e de arrefecimento livre é bastante sensata. - Refrigerado a água
Num sistema arrefecido a água, o comprimento da tubagem de circulação do refrigerante é relativamente curto, o que resolve a limitação dos sistemas de ar condicionado arrefecidos a ar, em que a tubagem do refrigerante não pode ser demasiado comprida devido a uma potencial perda de pressão e diminuição da eficiência. Aqui, a água actua como um meio de transferência de calor. O refrigerante absorve o calor no evaporador e transforma-se num gás de alta pressão e alta temperatura. Em seguida, flui para um condensador arrefecido a água, onde a água circula à volta dos tubos do condensador. A água absorve o calor do fluido frigorigéneo, arrefecendo-o até se transformar num líquido. A água aquecida é então enviada para uma torre de arrefecimento, onde liberta o calor para o ar e é arrefecida para ser recirculada. Note-se que os sistemas arrefecidos a água não necessitam de condensadores exteriores, mas normalmente requerem torres de arrefecimento para dissipar o calor de forma eficaz. - Água refrigerada
Os PACs de água gelada destacam-se em operações de grande escala, fornecendo eficientemente um arrefecimento consistente em distâncias mais longas. Uma unidade de chiller arrefece a água a uma temperatura baixa (a água refrigerada). Esta água gelada é bombeada através de uma rede de tubos para unidades de tratamento de ar ou serpentinas de refrigeração no centro de dados. O ar no centro de dados passa sobre essas bobinas e o calor do ar é absorvido pela água gelada. A água, agora aquecida, regressa ao chiller para ser novamente arrefecida, completando o ciclo. Este design permite um controlo preciso da temperatura e integra-se perfeitamente com as opções de arrefecimento livre, aumentando significativamente a eficiência energética global dos centros de dados.
Durante as suas discussões com os fabricantes, estes ajudá-lo-ão a identificar o método de arrefecimento mais adequado com base no seu contexto geográfico. Embora estes métodos de arrefecimento possam satisfazer a maioria das necessidades de arrefecimento em ambientes críticos, se necessitar de maior eficiência e fiabilidade, ou se o seu equipamento tiver uma elevada densidade ou carga de computação, poderá querer explorar ar condicionado de precisão de fonte dupla ou soluções de arrefecimento líquido para centros de dados.
Analisar as suas condições ambientais
Uma análise cuidadosa da sua localização para configurar o seu sistema de refrigeração sempre foi essencial para minimizar os seus custos, reduzir a sua Eficácia de Utilização de Energia (PUE) em ambientes críticos e também prolongar a vida útil do seu equipamento. Geralmente, o que deve ser considerado é a humidade e a temperatura. Com base nisto, deve pensar na sua localização geográfica, como a latitude e a atitude.
- Temperatura
A sua localização geográfica é um aspeto fundamental em que pensamos frequentemente ao confirmar os tipos do seu ar condicionado de precisão, pois implica se o seu sistema de arrefecimento obtém uma fonte de frio estável da natureza. Assim, podemos esclarecer se o pac de arrefecimento livre e o pac de arrefecimento a ar podem ser utilizados na sua área, o que significa que as soluções mais económicas são opcionais. A latitude e a altitude são dois aspectos fundamentais em que temos de nos concentrar: - Latitude
As latitudes mais elevadas proporcionam tipicamente temperaturas mais baixas e estáveis, permitindo que os intervenientes nos centros de dados tirem partido de uma fonte de frio natural consistente, o que pode ajudar a reduzir os custos de energia. De um modo geral, quando a latitude excede os 30°, especialmente nos países ou regiões do norte, a utilização de sistemas de arrefecimento natural torna-se mais económica e viável. - Altitude
À semelhança da latitude, as maiores altitudes resultam em temperaturas do ar mais baixas. Por cada 1.000 metros de ganho de altitude, a temperatura normalmente diminui em aproximadamente 6,5°C. Este efeito de arrefecimento é particularmente vantajoso para os centros de dados, uma vez que também fornece uma fonte estável e consistente de ar frio.
No Colorado, EUA, onde muitos centros de dados estão localizados a altitudes superiores a 2.500 metros, são utilizadas técnicas de arrefecimento natural que reduzem significativamente o consumo de energia, conseguindo poupanças de energia de 30-60% em comparação com os sistemas de ar condicionado tradicionais. Estas implementações demonstram como o aproveitamento da altitude pode levar a eficiências operacionais significativas nas estratégias de arrefecimento. - Humidade
Como deve saber, a evaporação de líquidos absorve o calor do ambiente circundante. Com base neste princípio, os sistemas de ar condicionado de precisão arrefecidos a água são concebidos para complementar os sistemas de arrefecimento livre e de arrefecimento de precisão arrefecidos a ar, especialmente quando a distância entre as unidades exteriores e interiores coloca desafios.
No entanto, nem todos os locais são adequados para selecionar um design arrefecido a água. Uma das principais razões é que a evaporação é significativamente influenciada pelos níveis de humidade ambiental. A humidade elevada pode abrandar ou mesmo parar o processo de evaporação, diminuindo a eficácia dos sistemas arrefecidos a água.
Em regiões com humidade consistentemente elevada, o desempenho de arrefecimento dos sistemas arrefecidos a água pode ser comprometido, levando a um maior consumo de energia e a uma eficiência reduzida. Por conseguinte, é essencial avaliar as condições de humidade locais ao considerar soluções de arrefecimento de precisão arrefecidas a água. Em contrapartida, em áreas com níveis de humidade mais baixos, os sistemas arrefecidos a água podem funcionar de forma mais eficaz, proporcionando poupanças de energia substanciais e uma maior eficiência de arrefecimento.
( Pode gostar: A humidade como barreira oculta: Porque é que complica a escolha de ACs de precisão arrefecidos a água )
Para além do que mencionámos acima, há algumas dicas que queremos partilhar consigo:
- PrimeiroQuando a temperatura exterior excede os 45°C, é necessária uma unidade exterior maior - especificamente, uma com maior capacidade de arrefecimento do que a unidade exterior de tamanho normal, que corresponde à unidade interior em condições normais de temperatura (normalmente 25-35°C).
- SegundoSe a temperatura exterior ultrapassar os 50°C, devem ser selecionados sistemas de ar condicionado resistentes a altas temperaturas, uma vez que as unidades convencionais podem não funcionar de forma eficiente ou mesmo desligar-se devido a sobreaquecimento.
- Por último, mas não menos importantePara ambientes especiais (por exemplo, zonas costeiras com elevada salinidade, campos petrolíferos ou regiões com gases corrosivos), o tratamento anti-corrosão da unidade exterior é essencial para evitar danos nos seus componentes metálicos e prolongar a sua vida útil. Em ambientes de petróleo e gás, em particular, devem ser consideradas medidas adicionais à prova de explosão para cumprir as normas de segurança e evitar riscos de incêndio ou explosão causados por gases inflamáveis.
Compreender os métodos comuns de fornecimento de ar
Diferentes modelos de sistemas de arrefecimento de precisão podem ser concebidos com diferentes tipos de fornecimento de ar. Por exemplo, o fluxo ascendente a partir do difusor de ar corresponde normalmente a sistemas de ar condicionado com capacidades de arrefecimento mais baixas, enquanto os sistemas de ar condicionado de salas maiores tendem a utilizar designs de fluxo ascendente ou descendente. Para sua referência, existem cinco métodos:
- Fluxo ascendente do difusor de ar: Quando a altura do teto é inferior a 300 mm, a distância de fornecimento de ar não deve exceder 8 metros.
- Fluxo ascendente da conduta: Geralmente utilizado para zonas com cargas térmicas mais baixas e distâncias de fornecimento de ar mais longas.
- Fluxo descendente por baixo do pavimento: Adequado para situações em que a altura do chão é superior a 300 mm.
- Fluxo descendente do ventilador de chão: Adequado para alturas de chão superiores a 450 mm, permitindo distâncias de fornecimento de ar mais longas.
- Fluxo de ar horizontal: Normalmente utilizado em corredores fechados quentes e frios, bem como em ambientes de micro-módulos.
Os métodos de fornecimento de ar correspondem por vezes a diferentes requisitos de capacidade de arrefecimento. Para pequenos sistemas de arrefecimento de precisão como Soeteck 7,5-27,5kW AC de precisão para salasSe o difusor de ar for concebido e instalado no corpo do PAC, não é possível retirá-lo da lista de orçamento final. No entanto, no caso de AC de precisão para arrefecimento de espaços de maior dimensão, os métodos de fornecimento de ar são opcionais. A especificação clara dos seus requisitos de arrefecimento ajudará os seus fornecedores a conceberem uma melhor solução para si.
Esclarecer as condições de instalação
Existem vários aspectos das condições de instalação do ar condicionado de precisão que influenciam as suas soluções de arrefecimento. Geralmente, a distância entre as unidades interiores e exteriores e o espaço do local de instalação do seu pac. Com base na nossa experiência e conhecimentos, partilhamos algumas razões potenciais pelas quais deve prestar atenção a estes aspectos:
- A distância entre as unidades interiores e exteriores
A distância entre as unidades interiores e exteriores é muitas vezes um "obstáculo" para alguns projectos de grande dimensão. Porque uma distância demasiado longa conduzirá a uma baixa pressão nas linhas de refrigerante. Isto pode resultar num arrefecimento inadequado, numa eficiência reduzida e num aumento do consumo de energia, o que significa um custo mais elevado. PUE. Neste caso, o sistema de arrefecimento livre e o sistema de arrefecimento a ar não são provavelmente opções para si. No entanto, para os PACs arrefecidos a água e os PACs arrefecidos a água, isso nunca será um problema.
( Pode gostar: Quais são as diferenças entre os sistemas de ar condicionado de precisão com arrefecimento a água e com água refrigerada?) - Espaço de instalação
O espaço de instalação é essencial para selecionar o sistema de arrefecimento de precisão adequado. Os sistemas arrefecidos a ar necessitam de espaço suficiente para ventilação exterior e proximidade das unidades interiores para manter a eficiência. Os sistemas de arrefecimento natural dependem de vias de ar fresco adequadas e devem evitar a contaminação por fontes de calor; um espaço limitado pode reduzir a sua eficácia. Os sistemas arrefecidos a água necessitam de espaço exterior para torres de arrefecimento e tubagens, enquanto as unidades de água refrigerada necessitam de acesso a linhas de arrefecimento centralizadas e espaço adequado no teto ou no chão.
Confirmar os requisitos da fonte de alimentação
Ao selecionar unidades de ar condicionado, é necessário verificar os requisitos de energia, incluindo o tipo de tensão e a frequência. Diferentes indústrias e regiões têm padrões de potência distintos, que podem influenciar a conceção de unidades de ar condicionado de precisão. Seguem-se alguns padrões de potência comuns:
- Tensão standard: 380V, 60Hz/50Hz, trifásico
- Sudeste Asiático (Filipinas): 480V, 50/60Hz ou 230V, 50/60Hz
- A maioria Países da América do Sul (exceto Argentina e Chile): 208V, 60Hz
- EUA/Canadá: 208V, 60Hz
Para os fabricantes, os requisitos especiais de energia podem implicar uma personalização não normalizada, pelo que é essencial comunicar esta informação durante as discussões para garantir o bom funcionamento do seu equipamento aquando da entrega.
Conclusão
Comunicar eficazmente os seus requisitos de arrefecimento de precisão aos fabricantes é crucial para garantir um desempenho ótimo na sua sala de servidores. Concentre-se em fornecer cálculos claros da carga de arrefecimento, especificar métodos de descarga de ar e detalhar as condições de instalação. Ao fazê-lo, não só facilitará uma melhor compreensão das suas necessidades, como também melhorará a sua colaboração com os fornecedores. Considere a possibilidade de criar uma lista de verificação dos requisitos essenciais para simplificar as suas discussões e manter-se aberto à futura escalabilidade das suas soluções de refrigeração. A colaboração com especialistas pode melhorar ainda mais a sua capacidade de garantir sistemas de refrigeração eficientes e fiáveis, adaptados às suas necessidades operacionais.
Contactar a SOETECK
Somos uma empresa dedicada a servir clientes em todo o mundo, oferecendo uma gama completa de soluções de CA de precisão. Desde a seleção de produtos, produção e entrega até ao serviço pós-venda, temos uma equipa abrangente para vendas, apoio técnico, investigação e desenvolvimento e pós-venda, assegurando que as suas necessidades são satisfeitas e que a fiabilidade do seu equipamento é garantida. Quer se trate de uma consulta pré-venda, de videochamadas ou de inspecções no local, encorajamo-lo a contactar-nos.
Pode gostar: Arquivos dos aparelhos de ar condicionado de precisão Soeteck
