Soluções em Climatização para Data...

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Soluções em Climatização para Data Center Como a climatização pode contribuir na eficiência energética do Data Center

Outubro 9, 2014

XIV Encontro Nacional de Empresas Projetistas e Consultores da Abrava

Universidade de Brasília (UnB)

2 XIV Encontro Nacional de Empresas Projetistas e Consultores da Abrava

Agenda

• Impactos da climatização no PUE

• Free Cooling

• Boas práticas

• Efetividade dos sistemas de refrigeração

• Data Center: a importância da climatização


Agenda


• Free Cooling

• Boas práticas




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Missão crítica é o termo utilizado no

que diz respeito a disponibilidade de

aplicações, serviços e processos, dos

quais a paralisação ou perda de dados

importantes poderiam gerar

transtornos, não apenas financeiros,

mas também sociais. Normalmente para

isso, uma série de equipamentos e

tecnologias são aplicadas ao ambiente,

visando inclusive a tolerância a falhas

e alta disponibilidade.

Ambiente Data Center


Condições do

Ambiente

Temperatura

Fluxo de ar

Qualidade do ar

Disponibilidade

Umidade

Dilataçã

o

Contraçã

o Condutividade

elétrica e

condutividade

térmica Homogeinizaçã

o de

temperatura

Homogeinizaçã

o de umidade

Garantia da

filtragem do

ar

Ativador de

descarga

eletrostática Potencializa

danos

localizados

Baixa: Aumenta o

potencial de

carga estática

Alta :

Potencializa a

corrosão devido

a condensação

Altera as

propriedades

físicas dos

componentes

Garante que

os demais

fatores

sempre serão

atendidos

Partículas em

suspensão

7 7 XIV Encontro Nacional de Empresas Projetistas e Consultores da Abrava

• ↓ consumo de energia

Projeto Ideal

•↓ gasto de capital

• sustentabilidade ambiental

• reutilização de energia

• confiabilidade inerente

• ↓ consumo de água


Normatização

ASHRAE TC 9.9 – 2001

Thermal Guidelines for Data Processing

Environments – Expanded Data Center Classes and

Usage Guidance

Fonte: 2011 ASHRAE Thermal Guidelines


Consumo energético do Data Center


Agenda


• Free Cooling

• Boas práticas




Building Cooling Solution

1% Small Systems

Cooling 1%

Row Cooling 8%

Room Cooling 90%

Estimativa mercado climatização precisão

(Brasil 2013)

Sendo:

Room Cooling:

AC ao nível da sala (perimetrais)

Row Cooling:

AC ao nível da fileira de racks

Small Systems:

Soluções de parede, monoblock

e soluções de conforto aplicadas

em DC

Building Solution:

Soluções prediais

Tipologia da climatização


Perimetral

In-Row

Prediais

• Caminho do ar

• Eficiência energética

• Melhor uso da capacidade

• Escalonável

• ∆T altura

• Piso elevado

• Investimento inicial

• Espaço white space

• Menor ROI

• Espaço white space

• Faixa de capacidade

• Manutenção livre TI

• Perdas

• Controle da operação

• Menor ROI

• Escalonável

• Elem. Acessórios

• Controle umidade

• Aplicação

Benefícios Desafios



Perimetral

In-Row

Prediais

• Altas densidades

• Cargas não homogêneas

• Previsão crescimento

• Baixas e médias densidades

• Com ou sem piso elevado

• Baixas e médias densidades

• Grandes DC

• Previsão crescimento

• Sistemas free cooling

Aplicação



Eficiê

ncia

Reje

ição

de

Calo

r

Eficiê

ncia

Un

idad

e T

roca

Térm

ica

Eficiê

ncia

Dis

trib

uiç

ão

de A

r

Eficiê

ncia

To

po

log

ia R

efr

igera

ção

Água gelada direta

Água gelada indireta

Refrig. evaporativa

Condensador a ar

Condensador a água

Modo de

economia_ar

Refrig

Evaporativa Direta

Modo de

economia_água

Água gelada

Expansão direta

Refrigeração

líquida

AHU

CRAH (CW)

CRAC (DX)

No servidor

No rack

No corredor

Downflow

Upflow

Eficiência dos sistemas de refrigeração


Agenda


• Free Cooling

• Boas práticas




• Otimização do layout do Data Center

Boas Práticas

• Topologia de corredor quente e corredor frio



Boas Práticas


• Distribuição homogênea de carga ou soluções

híbridas

Até 5 kW/rack

5 kW/rack

a 15 kW/rack

Mais de 15

kW/rack



Boas Práticas



híbridas

• Eliminação, redução ou organização do

cabeamento abaixo do piso elevado



Boas Práticas



híbridas



• Redução da perda de carga



Boas Práticas



híbridas




• Reduzir recirculação



Boas Práticas



híbridas





• Resfriamento próximo à carga térmica



Boas Práticas



híbridas






• Reduzir mistura ar quente e ar frio

Confinamento de corredor

Confinamento de rack



Boas Práticas



híbridas







• Automação + sincronização dos equipamentos


• Aumento da temperatura e faixa de umidade

conforme novas normas da ASHRAE

Boas Práticas TENDÊNCIA

• Aumenta a capacidade dos equipamentos

refrigeração

• Aumenta a eficiência dos equipamentos de

refrigeração

• Aumenta o número de horas em modo de

economia de energia

• Reduz a velocidade dos ventiladores no caso de

ventiladores de velocidade variável

Fonte: 2011 ASHRAE Thermal Guidelines


• Automação + sincronização dos equipamentos

Custo da Eficiência Energética



• Distribuição homogênea de carga ou soluções híbridas







Baixo

Nenhum

Baixo

Baixo

Baixo

Médio

Médio

• Aumento da temperatura e faixa de umidade conforme novas

normas da ASHRAE

Nenhum

Nenhum


Agenda


• Free Cooling

• Boas práticas




Desafios Free Cooling no Brasil


Free Cooling

Ar-ar indireto

Resfriamento

evaporativo

Expansão Direta

Refrigeração

Mista

Operação

Freecooling

Free Coolig Chillers

Roda de Kyoto

Ar-ar direto


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Normatização

• Fabricantes de servidores

• Flexibilização

• Confiabilidade

2004 Limits

Temp Range: 68-77°F (20°C-25°C)

Humidity Range: 40-55%

2008 Limits

Temp Range: 64.4-80.6°F (18°C-27°C)

Humidity Range: (DP 42°F (5°C)) –

(60% RH & DP 59°F (15°C))

TENDÊNCIA


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Free Cooling

• ∆T ≥ 9°C Drycooler com bypass

Fonte: Weather Underground

Temperatura Data Center

Temperatura Externa

Tempo total (horas)

Representatividade no ano

27°C 18°C 3.055 35%

26°C 17°C 2.147 25%

25°C 16°C 1.629 19%

24°C 15°C 1.111 13%


31

Free Cooling

Fonte: Weather Underground

Temperatura Data Center

Temperatura Externa

Tempo total (horas)

Representatividade no ano

27°C 18°C 4.202 48%

26°C 17°C 3.507 40%

25°C 16°C 2.921 33%

24°C 15°C 2.334 27%

• ∆T ≥ 9°C Drycooler com bypass


Agenda


• Free Cooling

• Boas práticas




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Cálculo da eficiência

PUE - Power Usage Effectiveness

=

Carga de TI

Consumo de entrada • Resfriamento

• Iluminação

• Segurança física

• Prot contra incêndio

Carga de TI +

Atenção


Investimento

Inicial

Eficiência

TCO (3 anos)

Área ***

Investimento

Inicial

Eficiência

TCO (3 anos)

Área ***

Investimento

Inicial

Eficiência

TCO (3 anos)

Área ***

Investimento

Inicial

Eficiência

TCO (3 anos)

Área ***

In-Row X X X X X X X X X X X X

Perimetral* X X X X

In-Row X X X X X X X X

Perimetral* X X X X

Predial com

Free CoolingX X X X

* Custo do piso elevado incluso

** Confinamento para corredor quente em todos os cenários

*** Data center white space.

Confinamento**D

C ac

ima

de 2

00 k

W

Dat

a Ce

nter

men

or q

ue

200

kW

Aberto

Baixa 0-6

Média7-12

Alta>12

Resumo

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Make the most of your energySM

>Milena Lange

>Cooling Business Development – Data Center Solutions

>[email protected]

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