Os requisitos de sensor dos data centers

Proprietários e gerentes de data centers estão cientes da necessidade de uma melhor eficiência energética. Responsável por cerca de 1% do consumo global de eletricidade, o setor é fortemente afetado pela turbulência nos custos de energia, por isso há uma demanda muito forte por eficiência energética. Ao mesmo tempo, os governos de todo o mundo estão olhando para as indústrias famintas por energia em busca de oportunidades para reduzir o uso de combustíveis fósseis e reduzir as emissões de gases de efeito estufa.

Cerca de 60% dos requisitos de energia de um data center são impulsionados por sua infraestrutura de TI, portanto, há oportunidades de redução de energia em equipamentos (geralmente novos) que são mais eficientes em termos de energia. No entanto, existem boas oportunidades de eficiência energética nos outros 40% da demanda de energia; a maioria vem dos sistemas de refrigeração e ar condicionado de um data center.

O controle eficiente de temperatura e umidade é importante para o funcionamento ideal da infraestrutura de TI. Em muitas instalações modernas, espera-se um tempo de atividade de 99,999%; representando um tempo de inatividade anual de apenas alguns minutos. Esses níveis extremamente altos de desempenho são necessários devido à importância e ao valor dos dados e processos administrados pela infraestrutura de TI.

Em comum com todas as boas medidas de eficiência de processo, o gerenciamento eficaz de energia depende da disponibilidade de dados de monitoramento precisos, confiáveis e contínuos. Então, para data centers, o que deve ser medido? e onde?

Temperatura

Resfriamento e ar condicionado são necessários para remover o calor gerado pelos equipamentos de TI; para evitar superaquecimento e evitar falhas. Portanto, é necessário monitorar a temperatura nos corredores e racks, bem como em todos os espaços, dutos do sistema de ventilação, tubulações do sistema de refrigeração e áreas externas. Naturalmente, é vital que os locais de medição sejam verdadeiramente representativos e que a rede de sensores seja capaz de detectar quaisquer potenciais pontos frios ou quentes.

Salas de dados maiores podem ser mais difíceis de monitorar porque têm um potencial maior para variabilidade de temperatura espacial, por isso é importante que haja um número suficiente de sensores de temperatura para garantir que todos os servidores sejam monitorados. Alguns servidores podem estar próximos a uma unidade de resfriamento e outros podem estar mais distantes; alguns podem estar na parte inferior de um rack e outros mais acima, portanto, há potencial para variabilidade tridimensional. Além de um número suficiente de sensores, também é importante que o fluxo de ar e o resfriamento sejam distribuídos de maneira ideal por toda a sala do servidor.

A maioria dos data centers precisará monitorar o 'delta T' - que é comumente definido como a diferença de temperatura entre os corredores quentes e frios. No entanto, na realidade, a situação é mais complexa porque existem quatro diferentes delta Ts (1) que precisam ser monitorados para que as operações de resfriamento sejam o mais eficientes possível.

O delta T mais óbvio é a diferença de temperatura do ar antes e depois de passar pelo equipamento de TI. O segundo delta T frequentemente medido é a diferença de temperatura no equipamento de resfriamento. Porém, na realidade, a temperatura do ar que sai dos coolers raramente é igual à do ar que chega aos equipamentos de TI. Isso geralmente ocorre devido a problemas como obstruções, vórtices, diferenciais de pressão, bolsões de ar, etc., que fazem com que o ar frio e o ar quente se misturem. Da mesma forma, a temperatura do ar que sai do equipamento de TI é frequentemente mais baixa no momento em que entra nos resfriadores. Isso geralmente ocorre porque o ar resfriado se mistura com o ar aquecido por vários motivos; tudo isso indica ineficiência no gerenciamento do fluxo de ar.

Assim, os quatro delta Ts são as diferenças de temperatura:

1. Antes e depois do equipamento informático
2. Antes e depois dos refrigeradores
3. Entre o ar que sai dos resfriadores e o ar que entra nos equipamentos de TI
4. Entre o ar que sai do equipamento de TI e o ar que entra nos resfriadores

Ao monitorar com precisão esses quatro delta Ts, os gerentes de data center podem obter uma melhor compreensão dos fatores que afetam a ineficiência do resfriamento, o que pode informar medidas de mitigação e melhoria para ajustar o desempenho do data center.

Em climas secos, o resfriamento evaporativo é eficaz na dissipação de calor. Em climas frios, pode ser usado resfriamento direto com ar seco e frio. Nos últimos anos, as soluções de refrigeração líquida tornaram-se populares porque são mais eficazes na remoção de calor. Para apoiar essa tendência, a Vaisala desenvolveu um novo sensor de alta qualidade para medir as temperaturas dos líquidos de resfriamento/aquecimento. O Vaisala TMI110 é um transmissor de temperatura de imersão que oferece uma resposta rápida com altos níveis de precisão. O TMI110 é uma adição à extensa oferta de produtos HVAC, incluindo, por exemplo, o sempre popular HMD60 para dutos de ar, HMT120 para medições de ar interno e a plataforma Indigo de última geração para medições mais precisas em data centers.

Umidade

O equipamento de TI também pode ser afetado negativamente pela umidade; níveis baixos aumentam o risco de eletricidade estática, então spray ou umidificadores evaporativos podem ser necessários. No entanto, altos níveis de umidade também devem ser evitados, pois podem resultar em condensação e corrosão de equipamentos metálicos.

Em climas mais frios, pode ser possível utilizar o ar externo mais frio para resfriar o equipamento do data center em um processo conhecido como economia. O teor absoluto de água deste ar externo pode ser baixo e, como a umidade relativa do ar diminui quando ele é aquecido, o nível de umidade pode cair abaixo dos níveis aceitáveis, a menos que haja controles apropriados.

Diferentes tipos de medição de umidade são necessários, dependendo da localização e aplicação. Por exemplo, a umidade relativa e o ponto de orvalho podem ser medidos em salas, espaços, dutos e ao ar livre, enquanto as temperaturas de bulbo úmido seriam necessárias em torres de resfriamento e umidificadores evaporativos, e sensores de entalpia podem ser necessários para economizadores de ar. A entalpia expressa a energia térmica total (calor sensível e calor latente) envolvida com as mudanças termodinâmicas. Esses parâmetros de umidade calculados normalmente estão disponíveis diretamente de sensores de umidade avançados, como os da Vaisala.

As três configurações de sensor mais comuns para o controle do economizador do lado ar são bulbo seco, entalpia simples e entalpia dupla. Embora o controle de bulbo seco seja o método mais simples, ele pode perder o potencial de economia de energia ao não abrir o economizador quando a temperatura ambiente estiver ligeiramente mais quente, mas relativamente seca.

A entalpia dupla funciona de maneira semelhante, exceto que dois sensores de entalpia são empregados; um monitorando o ar externo e o outro ar de retorno. O economizador funcionará se a entalpia do ar externo for menor que a entalpia de retorno.

Os transmissores da Vaisala são projetados especificamente para aplicações como ar condicionado e economia; medição de umidade e temperatura, com saídas derivadas para ponto de orvalho, temperatura de bulbo úmido e entalpia. As medições de temperatura geralmente não sofrem desvios, mas os sensores de umidade tradicionais sim, então os sensores de umidade da Vaisala empregam a tecnologia HUMICAP®, que oferece estabilidade de longo prazo e insensibilidade a interferências como poeira e condensação. Esses sensores de umidade capacitivos de filme fino tornaram-se o padrão da indústria em uma ampla variedade de aplicações em que são necessárias medições de umidade precisas, confiáveis e sem manutenção a longo prazo.

O fluxo de ar nos dutos permite que os sensores respondam rapidamente às mudanças nas condições, enquanto o movimento do ar em salas e outros espaços pode ser lento, então alguns data centers preferem usar a temperatura do ponto de orvalho como um parâmetro de controle de umidade porque não depende da temperatura do ambiente. sensor.

Outros sensores que podem ser implantados em data centers medem pressão diferencial em dutos e entre corredores quentes e frios, bem como parâmetros meteorológicos externos adicionais, como pressão do ar, precipitação, velocidade e direção do vento. Essas medições podem ser realizadas por uma estação meteorológica automática, por sensores individuais ou por um dos instrumentos WXT530 da Vaisala, que utilizam tecnologias de estado sólido para minimizar os custos operacionais e de manutenção. Os sensores externos devem ser colocados em um local com fluxo de ar livre, longe de qualquer superfície que possa irradiar calor e atrapalhar as medições. Naturalmente, as medições externas devem ser tão precisas e confiáveis quanto as medições internas, portanto, os instrumentos meteorológicos líderes mundiais da Vaisala fornecem a confiabilidade de longo prazo necessária até mesmo nos ambientes mais hostis.

Referência 1. The four delta Ts - www.upsite.com/blog/the-4-delta-ts-of-data-center-cooling-what-youre-missing/