Você pode atualizar todos os componentes da sua central de refrigeração e ainda assim desperdiçar energia se errar um número: o ponto de ajuste da temperatura do ar de insuflamento. Esse único valor diz ao seu ar condicionado de precisão para sala de servidores o quão frio o ar deve estar ao sair da unidade, e ele silenciosamente determina a carga do compressor, a velocidade do ventilador e sua conta de luz mensal.
A maioria dos operadores copia uma configuração predefinida da fase de colocação em serviço e nunca mais lhe toca, e é exatamente por isso que o seu sistema de ar condicionado de precisão para a sala de servidores pode estar a funcionar a uma temperatura mais baixa do que o necessário. A diferença entre um ponto de regulação de 18 °C e um de 24 °C pode significar a diferença entre um Índice de Eficiência Energética (PUE) saudável e uma conta de refrigeração que devora o seu orçamento de TI.
Por que razão o ponto de regulação do ar de alimentação é o mais importante
O seu sistema de ar condicionado de precisão para a sala de servidores dispõe de vários parâmetros ajustáveis, mas o ponto de regulação do ar de alimentação é o que tem o maior efeito em cadeia. Este define a temperatura do ar que entra no corredor frio, que corresponde, aproximadamente, à temperatura registada nas entradas de ar dos seus servidores. Os fornecedores de servidores concebem o hardware tendo em conta um intervalo de temperaturas de entrada; por isso, a sua escolha do ponto de regulação determina se o seu ar condicionado de precisão para a sala de servidores faz funcionar o equipamento dentro dos limites da garantia ou perto desses limites.
De acordo com as Orientações Térmicas da ASHRAE de 2021, o intervalo recomendado para a Classe A1 é de 18 °C a 27 °C de temperatura do ar de alimentação (bulbo seco), com humidade relativa entre 8 e 70 por cento. O intervalo admissível vai dos 15 °C aos 32 °C, mas o funcionamento fora do intervalo recomendado pode invalidar as garantias e reduzir a vida útil dos componentes. Se o valor for definido demasiado baixo, obriga-se o compressor a remover calor que nunca precisou de ser removido. Se for definido demasiado alto, corre-se o risco de surgirem pontos quentes e de ocorrer estrangulamento.
A Norma ASHRAE 2021: O Envelope que o seu sistema de ar condicionado de precisão deve respeitar
Antes de tocar em qualquer controlador, é necessário consultar as normas térmicas do Comité Técnico 9.9 da ASHRAE, pois estas definem os parâmetros que o seu sistema de ar condicionado de precisão para a sala de servidores está autorizado a fornecer. As diretrizes de 2021 dividem os ambientes de processamento de dados em classes, e a sua sala de servidores irá, quase certamente, enquadrar-se na Classe A1 ou A2. Para a Classe A1, o intervalo recomendado de temperatura de bulbo seco é de 18 °C a 27 °C; para a Classe A2, estende-se de 10 °C a 35 °C.
A humidade relativa recomendada é de 8 a 70 por cento em instalações com baixos níveis de poluição, e deve manter o ponto de orvalho entre -9 °C e 15 °C. O seu sistema de ar condicionado de precisão para a sala de servidores não precisa de manter a temperatura a 18 °C para ser seguro. Funcionar a 24 °C ou 26 °C na entrada do servidor está em total conformidade, pelo que pode aumentar o ponto de regulação dentro do envelope e reduzir o trabalho do compressor sem comprometer a fiabilidade. Em suma, o envelope da ASHRAE dá ao seu ar condicionado de precisão para a sala de servidores mais margem para poupança do que a maioria dos operadores imagina.
Detecção do ar de alimentação vs. detecção do ar de retorno: escolha uma opção
O seu sistema de ar condicionado de precisão para a sala de servidores pode ser controlado de duas formas fundamentalmente diferentes, e a escolha determina o comportamento do seu ponto de regulação. O controlo da temperatura do ar de retorno é o método mais comum: o sensor está localizado junto à entrada de ar da unidade e o controlador mantém a temperatura do ar de retorno estável no ponto de regulação definido.
A Stulz, fabricante de sistemas de refrigeração de precisão, observa que o controlo do ar de retorno com um ponto de regulação de 33 °C e uma diferença de projeto de 15 K resulta numa temperatura do ar de alimentação de cerca de 18 °C em plena carga. No entanto, os centros de dados raramente funcionam em plena carga; as suas instalações provavelmente operam entre 40 % e 60 % da capacidade de projeto. Com um fluxo de ar constante, a temperatura do ar de alimentação varia entre 24 °C e 27 °C, mesmo que o ar de retorno pareça estar em perfeitas condições.
O seu controlador nunca deteta essa variação, mas os seus servidores sim. O controlo da temperatura do ar de alimentação resolve este problema, mantendo constante a temperatura de saída, o que mantém as condições de entrada estáveis, independentemente das oscilações de carga. Para racks modernos de alta densidade, deve optar pelo controlo do ar de alimentação, e é aqui que a maioria dos sistemas de ar condicionado de precisão para salas de servidores perde discretamente eficiência.
O que se poupa realmente ao aumentar o ponto de regulação em 1 °C
Já ouviu dizer que aumentar o ponto de regulação poupa energia, mas os números reais são impressionantes. Um estudo da IEEE de 2022, liderado por Jiaxing Cai e colegas, testou salas reais de centros de dados da Internet, aumentando a temperatura do ar condicionado e monitorizando as condições do corredor frio. Por cada aumento de 1 °C, o consumo de energia do ar condicionado diminuiu entre 12,9 % e 14,0 %, apenas no equipamento de refrigeração, e não em toda a instalação.
Se combinar um aumento de 2 °C a 3 °C com o sistema de contenção do corredor frio, o efeito multiplica-se: análises do setor indicam poupanças de energia de refrigeração de 20 a 43 por cento e melhorias no PUE de 15 a 20 por cento, com um retorno do investimento em 12 a 24 meses. Os resultados dependem do clima, do fluxo de ar e do perfil de carga, mas a tendência é sempre a mesma. Quanto mais elevada for a temperatura do ar de alimentação que conseguir definir com segurança, menos energia o seu sistema de ar condicionado de precisão para a sala de servidores consumirá por quilowatt de carga de TI. Multiplique isso por todas as unidades da sua frota e uma única alteração do ponto de regulação torna-se a atualização mais rápida que o seu sistema de ar condicionado de precisão para a sala de servidores alguma vez receberá.
Limites de humidade e ponto de orvalho que não pode ignorar
A temperatura é apenas metade da equação. Quando se aumenta o ponto de regulação do ar de alimentação, altera-se o comportamento da humidade, e ignorar esse facto provoca falhas que se assemelham a avarias de hardware. A ASHRAE TC 9.9 recomenda um intervalo de ponto de orvalho entre -9 °C e 15 °C. Uma humidade relativa inferior a cerca de 20 por cento aumenta o risco de descargas eletrostáticas, enquanto uma humidade sustentada superior a 70 por cento acelera a migração da prata, a corrosão eletroquímica e as falhas de traçado relacionadas com o pó.
As normas ESD do setor, tais como a ANSI/ESD S20.20 e a IEC 61340-5-1, recomendam que se mantenha a humidade relativa entre 30 e 70 por cento. Deve configurar o humidificador e o desumidificador da sua unidade de precisão de forma a que o aumento do ponto de regulação da temperatura não o faça sair destes intervalos, e o seu ar condicionado de precisão para a sala de servidores irá recompensá-lo com um funcionamento sem problemas. Monitorize o ponto de orvalho em vez de apenas a humidade relativa, uma vez que o ponto de orvalho permanece estável quando a temperatura oscila.
Erros na colocação precisa do sensor de corrente alternada
A precisão do seu sistema de ar condicionado para a sala de servidores depende inteiramente da precisão da sua rede de sensores, e a maioria dos problemas de precisão deve-se à má localização dos sensores. Se o sensor de ar de alimentação estiver demasiado próximo da bobina de arrefecimento ou num plenum com fugas, irá medir ar que não é representativo das entradas de ar dos servidores.
A melhor prática consiste em medir o ar no ponto em que os servidores o aspiram: coloque os sensores no corredor frio, à altura da entrada de ar dos racks, ao longo de toda a fila, e não num único canto. Deve também comparar as leituras com imagens térmicas obtidas através de uma câmara térmica portátil durante o comissionamento, pois um sensor com um desvio de 1 °C invalida silenciosamente todas as decisões relativas aos pontos de regulação que tomar.
A contenção transforma o seu valor de referência em poupanças
Aumentar o ponto de regulação só é seguro quando o ar frio chega às entradas dos servidores, em vez de se misturar com o ar quente de exaustão. Sem contenção, o ar de alimentação a 24 °C pode chegar à entrada do rack a 28 °C, porque a recirculação puxa o ar quente da parte traseira do rack para a frente. A escolha entre a contenção do corredor frio ou do corredor quente separa fisicamente os percursos de alimentação e de retorno.
Com a contenção, a temperatura de entrada do rack acompanha de perto o ponto de regulação do ar de alimentação, pelo que o seu sistema de ar condicionado de precisão para a sala de servidores pode aumentá-la com confiança e tirar pleno partido dos benefícios energéticos. A contenção também estabiliza a distribuição da humidade, reduz o fluxo de ar necessário para uma determinada carga térmica e permite que os ventiladores funcionem a uma velocidade mais baixa. As leis de afinidade dos ventiladores determinam que a redução do fluxo de ar em 20 por cento diminui a potência dos ventiladores em cerca de 50 por cento; por isso, a gestão do fluxo de ar é tão importante quanto o seu ponto de regulação. Implemente primeiro a contenção, ajuste o seu ponto de regulação em segundo lugar, e o seu sistema de ar condicionado de precisão para a sala de servidores proporcionará resultados mensuráveis, em vez de suposições.
O seu plano de otimização da sala de servidores
Pode aplicar todos os pontos acima, numa sequência de baixo risco, ao seu sistema de ar condicionado de precisão para a sala de servidores. Em primeiro lugar, registe o ponto de regulação atual, as temperaturas reais de entrada e de retorno, a humidade e o consumo de energia durante uma semana, para estabelecer uma linha de referência.
Em seguida, aumente o ponto de regulação do ar de alimentação em 1 °C e aguarde 24 horas, monitorizando as temperaturas de entrada nas posições mais quentes do rack. Se a temperatura de entrada mais elevada permanecer abaixo do limite superior da ASHRAE de 27 °C e nenhum alarme for acionado, aumente-a mais 1 °C. Repita o processo até atingir o valor mais elevado que mantenha a temperatura de entrada no pior cenário abaixo dos 26 °C, deixando margem para a deriva do sensor e para dias quentes.
Ao longo de todo o processo, certifique-se de que o ponto de orvalho se mantém dentro do intervalo de -9 °C a 15 °C e verifique se a sala das baterias, que tem requisitos mais rigorosos, não é arrefecida pelo mesmo circuito. Registe todas as alterações com leituras de potência antes e depois; a sua equipa financeira irá querer provas de que o seu sistema de ar condicionado de precisão para a sala de servidores está a justificar o seu custo.
Ar condicionado de precisão para salas de servidores: Acabe com o arrefecimento excessivo
Agora já tem uma visão completa da situação. O seu sistema de ar condicionado de precisão para a sala de servidores está provavelmente a arrefecer o espaço em excesso, em vários graus, e esse hábito custa-lhe 13 por cento ou mais de energia de refrigeração por cada grau desnecessário, de acordo com o estudo de campo da IEEE. O envelope ASHRAE 2021 permite um funcionamento a temperaturas mais elevadas do que a maioria dos operadores pensa, a deteção do ar de alimentação proporciona condições de entrada estáveis, a monitorização do ponto de orvalho mantém a humidade sob controlo e a contenção torna cada aumento do ponto de regulação seguro e mensurável.
Comece com um valor de referência de uma semana, aumente o ponto de regulação um grau de cada vez e deixe que os dados determinem onde deve parar. As poupanças são reais, o risco em termos de fiabilidade é controlável e a única coisa que se interpõe entre si e uma conta de arrefecimento mais baixa é um único número que tem vindo a ignorar.
