O que você precisa saber sobre gerenciamento de fluxo de ar na sala

A versão original deste artigo foi publicada em MissionCriticalMagazine.com, Com o título Gerenciando o fluxo de ar no nível da sala. Você pode visualizá-lo SUA PARTICIPAÇÃO FAZ A DIFERENÇA.

A gestão do fluxo de ar ao nível da sala está repleta de equívocos e meias verdades, tornando-se o aspecto menos compreendido da gestão do fluxo de ar, embora seja ironicamente o mais importante. Embora seja bastante bem compreendido que os primeiros 3 níveis, ou R's, de gerenciamento de fluxo de ar referem-se à implementação de soluções como ilhós de escova, painéis cegos e contenção para os níveis de piso elevado, rack e fileira, respectivamente, o nível da sala não é tão simples. Isto se deve em grande parte ao fato de que as alterações necessárias são invisíveis, exceto ocasionalmente nas exibições das unidades de resfriamento.

Para maior clareza, o gerenciamento do fluxo de ar no nível da sala é melhor definido como otimização de resfriamento, que se refere ao processo de fazer ajustes nos controles do sistema de refrigeração. Se for bem executado, este processo melhorará a eficiência energética (resultando na redução dos custos operacionais), melhorará a capacidade de refrigeração, melhorará a fiabilidade dos equipamentos de TI e adiará despesas de capital. É importante notar aqui que sem a otimização do resfriamento (ou seja, gerenciamento do fluxo de ar no nível da sala), todas as soluções implementadas até este ponto, como os produtos listados acima, representam uma despesa. Embora possam ter melhorado as temperaturas do ar de admissão de TI, os benefícios financeiros e de capacidade são deixados de lado. A única maneira de obter economia de energia com melhorias no gerenciamento do fluxo de ar feitas nos níveis de piso elevado, rack e fileira é por meio da otimização do resfriamento.

E embora o processo de otimização do resfriamento seja normalmente um processo manual e iterativo, também é importante observar que a utilização de soluções como termômetros infravermelhos ou monitoramento ambiental garantirá que as temperaturas de entrada de TI não excedam os limites recomendados ou permitidos. Mais ainda, algumas soluções de monitoramento podem até fornecer conselhos sobre etapas específicas de otimização que podem ser tomadas, mas falaremos disso mais tarde.

Combinando capacidade de resfriamento com carga de TI

O gerenciamento do fluxo de ar por si só não economiza nenhum dinheiro em custos de energia de resfriamento; em vez disso, melhora as temperaturas do ar de admissão dos equipamentos de TI e cria as condições onde são possíveis alterações na infraestrutura de resfriamento. A razão é que, se você implementou soluções de gerenciamento de fluxo de ar nos níveis de piso elevado, rack e fileira corretamente, agora você deverá ter um excesso de ar condicionado fornecido em seus corredores frios e todas as temperaturas do ar de entrada de equipamentos de TI serão excessivamente baixas. Isso ocorre porque não há mais mistura do ar de exaustão com o ar condicionado e vice-versa. O próximo passo é combinar a vazão do ar condicionado o mais próximo possível da vazão exigida pelo equipamento de TI. Isso é feito diminuindo a velocidade do ventilador, aumentando os pontos de ajuste de temperatura da unidade de resfriamento ou desligando completamente as unidades de resfriamento. Muitas vezes, este é um processo iterativo de fazer ajustes nos controles, permitindo que o sistema se equalize e, em seguida, fazendo ajustes adicionais, se necessário. Além disso, como os data centers são ambientes dinâmicos, este também será um processo contínuo – e não apenas um evento único. Cada vez que melhorias adicionais no gerenciamento do fluxo de ar são implementadas ou ocorrem mudanças significativas nos equipamentos de TI, há oportunidades para otimizar a infraestrutura de resfriamento.

Práticas recomendadas de gerenciamento de fluxo de ar no nível da sala (otimização de resfriamento)

Conforme mencionado acima, as etapas típicas que precisam ser tomadas para combinar adequadamente a capacidade de refrigeração do seu data center com a carga de TI (ou seja, otimizar a infraestrutura de refrigeração) estão listadas abaixo:

Reduza ao máximo a velocidade do ventilador para unidades com inversores de frequência (VFDs), sem exceder a temperatura máxima permitida do ar de admissão do equipamento de TI
Aumente os pontos de ajuste de temperatura da unidade de resfriamento o mais alto possível sem exceder a temperatura máxima permitida do ar de admissão do equipamento de TI
Expanda a faixa permitida de umidade relativa (Rh) para evitar que as unidades de resfriamento “lutem” entre si (desperdiçando energia por uma unidade tentar desumidificar enquanto outra unidade tenta umidificar)
Desligue o excesso de resfriamento se as unidades de resfriamento não tiverem VFDs
- Nota: Se as unidades de resfriamento estiverem equipadas com VFDs, a economia de energia será maior com 10 unidades de resfriamento funcionando a 50% da velocidade do ventilador do que 5 unidades de resfriamento funcionando a 100% da velocidade do ventilador

Após qualquer melhoria significativa no gerenciamento do fluxo de ar ou instalação ou remoção de carga de TI, há uma oportunidade de avaliar esses controles no nível da sala para garantir uma operação eficiente e capacidade redundante suficiente.

Utilizando soluções de monitoramento para informar decisões de otimização

Um homem sábio chamado Ken Brill disse certa vez que quando se trata de resfriamento de data centers, é tão simples quanto “ligar, aquecer sempre”. O que significa que cada kW de energia consumido por qualquer equipamento numa sala de computadores torna-se num quilowatt de calor que precisa de ser removido da sala de computadores e, em última análise, do edifício do centro de dados. Isto inclui todas as perdas de conversão e distribuição de energia, bem como cada kW de eletricidade consumido pelo equipamento de TI.

Embora o resfriamento de data centers seja uma ciência por si só e às vezes possa ser bastante complexo, esse conceito nos lembra que pode ser resumido ao que entra, em termos de energia, e deve sair em termos de calor. Portanto, é importante monitorar a energia exigida pelos equipamentos de TI (ou seja, a carga de TI) para combiná-la adequadamente com o resfriamento fornecido pelas unidades de resfriamento (ou seja, capacidade de resfriamento), conforme observado acima. A utilização de soluções que possam monitorizar a infraestrutura de energia e de refrigeração ajudará a criar este equilíbrio.

Em segundo lugar, monitorar o desempenho térmico de uma sala de informática é essencial no processo de otimização do resfriamento. Ao fazer ajustes na infraestrutura de resfriamento, você precisará monitorar de perto as temperaturas de entrada dos equipamentos de TI para garantir que não excedam os limites recomendados ou permitidos, conforme descrito pela ASHRAE e/ou pelo fabricante. Isso pode ser feito com um termômetro infravermelho ou uma câmera infravermelha, mas pode ser demorado, pois só pode ser feito por gabinete ou corredor. Uma grande observação sobre o uso de um termômetro infravermelho ou câmera infravermelha é que essas ferramentas infravermelhas medem a temperatura da superfície, não a temperatura do ar. E se houver uma superfície altamente reflexiva, você poderá obter algumas leituras incorretas devido aos reflexos. Embora o uso de ferramentas infravermelhas possa fornecer uma indicação de problemas de temperatura, elas não monitoram a temperatura do fluxo de ar em si.

Devido a essas circunstâncias, a maneira mais fácil de fazer isso em toda a sala é utilizar uma solução de monitoramento com sensores colocados nas partes superior e inferior de todos os gabinetes. Isso lhe dará uma visão geral do desempenho térmico do seu data center. Além disso, embora a capacidade de monitorar temperaturas em todo o local seja o esqueleto do que é necessário, algumas soluções de monitoramento deram um passo adiante com visualizações 3D que exibirão um gêmeo digital do seu data center e seu desempenho térmico em tempo real .

Otimização com algoritmos de IA e aprendizado de máquina

Sejamos realistas: IA e aprendizado de máquina são palavras da moda que circularam por todo o setor como uma panacéia para muitos problemas relacionados a data centers e TI. Embora possam não cumprir muitas das suas promessas percebidas ou comercializadas, a gestão do fluxo de ar e a otimização do arrefecimento é onde esta tecnologia realmente tem uma oportunidade de cumprir. A utilização desta tecnologia pode ajudar a visualizar melhorias no gerenciamento do fluxo de ar nos níveis de piso elevado, rack e fileira, analisar os dados coletados dos sensores e fornecer aconselhamento sobre decisões de otimização de resfriamento no nível da sala. Existem soluções disponíveis que foram pioneiras neste caso de uso de IA e aprendizado de máquina que alia o aspecto de monitoramento à otimização de resfriamento na forma de um consultor de resfriamento virtual. Vale a pena dar uma olhada nessas soluções para eliminar algumas suposições no processo de otimização do resfriamento.

Conclusão

O gerenciamento do fluxo de ar no nível da sala não é, na verdade, gerenciamento do fluxo de ar no sentido literal, mas sim otimização do resfriamento. No entanto, a gestão do fluxo de ar ao nível da sala é um passo necessário e a única forma de obter poupanças de energia a partir de melhorias na gestão do fluxo de ar feitas nos níveis de piso elevado, rack e fila. Lembre-se de que toda solução implementada até o nível Room é uma despesa. Somente quando você faz check-in no nível da sala e faz alterações na infraestrutura de refrigeração é que você pode colher os benefícios na forma de economia de energia de refrigeração, capacidade de refrigeração aprimorada, maior confiabilidade do equipamento de TI e despesas de capital diferidas. A eficiência não pode ser comprada; deve ser gerenciado. Lembre-se também de que a otimização do resfriamento é um processo iterativo e contínuo que se resume a combinar a capacidade de resfriamento com a carga de TI da sala de computadores. E embora este seja um processo manual na maioria dos casos, a utilização de soluções de monitoramento que fornecem uma visão da energia, do resfriamento e do desempenho térmico do seu data center ajudará a orientar suas decisões de otimização e, em alguns casos, aconselhará sobre etapas específicas que podem ser tomados.