A história da tecnologia é repleta de casos em que uma solução era, em seus inícios, aplicada de forma indiscriminada a "n" desafios. Essa regra vale para os sistemas de refrigeração para data centers. Embora ainda existam empresas que prefiram usar sistemas de ar condicionado de conforto para refrigerar seus centros de processamento de dados, esse quadro está mudando. A razão para essa evolução é simples. Os sistemas de ar condicionado de conforto foram desenvolvidos para realizar a climatização de ambientes com pessoas, não com máquinas. Em tempos de transformação digital, em que processos analógicos são aceleradamente substituídos por serviços online, a continuidade dos negócios depende do data center e só pode ser garantida pelo estado da arte em refrigeração: a tecnologia de refrigeração de precisão.
Relatório da empresa de análise de mercado TechNavio mostra que, até 2019, o market share global de sistemas de precisão crescerá 14% ao ano. Por trás desta tendência estão fatores como a valorização do green data center e o uso intensivo de soluções DCIM (Data Center Infrastructure Management) para monitorar e configurar as novas tecnologias de refrigeração.
Em todos os casos, a base para a escolha do sistema de refrigeração de um data center é compreender que os tipos de calor e os índices de umidade gerados por seres humanos não são iguais aos das máquinas.
Pessoas e máquinas: diferentes desafios de climatização
Os data centers não geram umidade e emanam muito mais calor por metro quadrado. É a situação oposta de um ambiente típico de conforto contendo pessoas em interação. Enquanto as máquinas necessitam de sistemas de refrigeração que sejam capazes de vencer uma carga de calor sensível, os ambientes de conforto necessitam de sistemas de refrigeração capazes de vencer uma carga de calor latente. O ar condicionado de conforto tem a missão, também, de combater os altos índices de umidade, visando fazer com as pessoas se sintam confortáveis nos ambientes que ocupam.
Segundo dados da Emerson Network Power, os sistemas de ar condicionado de conforto têm uma taxa de calor sensível de 0,6 a 0,7. Isso significa que, de sua capacidade total, apenas uma faixa de 60% a 70% está dedicada à carga térmica sensível (calor emitido por máquinas e equipamentos). O restante está dedicado para uma carga latente (calor com umidade, gerado por pessoas).
A implementação desse tipo de climatização não seria adequada aos data centers, ambientes que apresentam uma taxa de calor sensível superior à 90% em sua carga térmica total. Nesse sentido, o ar condicionado de precisão oferece benefícios maiores, porque foi projetado para oferecer uma taxa sensível de 0,85 a 1. Isso significa que de 80% a 100% do seu esforço é direcionado ao combate do calor sensível.
O sistema de ar condicionado de precisão é desenvolvido para manter um rígido controle de temperatura e umidade 24 horas por dia, 365 dias por ano.
Se, no entanto, alguém insistir em usar um ar condicionado de conforto para refrigerar um data center, será obrigado a adquirir mais aparelhos deste tipo para atender à demanda das máquinas. Se, em vez disso, esse gestor implementasse um sistema de ar condicionado de precisão, com toda certeza o número de equipamentos ou a capacidade dos mesmos seriam reduzidas consideravelmente. Uma análise de custo/benefício ampla, focada no levantamento do TCO (Total Cost of Ownership) do sistema de refrigeração que será adotado, comprovará essa realidade. Para citar apenas alguns, um sistema de ar-condicionado de conforto tem uma taxa de vazão de ar na faixa de 350 a 400 CFM, enquanto um de precisão circula entre 500 a 600 CFM, o que contribui para maior filtragem e tratamento do ar.
Sistemas de precisão têm operação multimodal
Erros no controle da umidade podem gerar danos substanciais aos equipamentos, causar descargas estáticas, afetar os circuitos e ameaçar os dados disponíveis. Geralmente, os sistemas de ar condicionado de conforto não têm controle de umidade, tornando-se difícil manter uma umidade relativa estável. O ar condicionado de precisão, ao contrário, tem operação multimodal, para fornecer uma gama adequada de resfriamento, umidificação e desumidificação.
O monitoramento do entorno é uma variável interessante a destacar entre os sistemas de conforto e os de precisão. Os primeiros se caracterizam por apresentar procedimentos precários e limitados, trabalhando dentro de faixas de temperatura muito mais amplas e menos precisas.
Os sistemas de precisão, por outro lado, contam com plataformas de controle térmico que permitem aos gerentes de data centers monitorar remotamente as instalações em tempo real. Essas soluções de software não só ajudam a economizar energia como, também, aumentam significantemente o Tempo Médio Entre Falhas (em inglês, MTBF) e a capacidade de redundância de fontes de energia elétrica.
Quanto à eficiência no tempo, o ar condicionado de precisão também é superior. Isso acontece porque seus componentes são projetados para atender à demanda e operar continuamente 8.760 horas por ano.
Free Cooling reduz consumo de energia em 40%
Outra diferença notável é que, atualmente, os equipamentos de ar condicionado mais modernos contam com técnicas muito avançadas, conhecidas como Free Cooling. A prática da Free Cooling consiste em aproveitar temperaturas externas favoráveis para reduzir o funcionamento do compressor. Isso diminui o consumo de energia em até 40%, garantindo a climatização adequada sem consumir água, mesmo em climas quentes. Isso faz com que o Free Cooling seja uma alternativa amigável ao meio ambiente. Por exemplo, um data center de médio porte, que consome 500 KW/hora, pode economizar até USD 131.400 adotando as melhores práticas de eficiência energética. Isso se considerado um custo médio de USD 0,10 por KW/h.
É importante reconhecer que alguns data centers mantem-se fieis ao ar condicionado de conforto devido ao preço inicial dessa tecnologia. Em longo prazo, no entanto, o sistema de conforto incorrerá em maior dispêndio de dinheiro, não somente pela quantidade de energia consumida – uma despesa crítica de qualquer data center –, mas, também porque seu sistema de regulação pode afetar a vida útil dos equipamentos. Neste sentido, se um ar condicionado de conforto danificar um dispositivo/máquina de um data center, não só será necessário investir dinheiro em reparos, mas também pagar pela perda de dados e pela interrupção de serviços.
A criticidade de um data center exige a presença de uma solução de refrigeração que contribua para a continuidade dos negócios do data center e de seus clientes. O tempo não para, e a evolução da tecnologia, também.
Eng° Sérgio Ribeiro, consultor em sistemas de gerenciamento térmico da Vertiv.
