Como usar um ar condicionado para resfriar o controle climático de gabinetes de data center


How to Use an Air Conditioner to Cool Data Center Cabinets Climate Control

Dispositivos de rede, particularmente servidores, produzem calor significativo em áreas confinadas. Com os avanços da tecnologia, os servidores modernos agora são mais compactos e apresentam CPUs mais rápidas, resultando em maior produção de calor. Esse calor, se não for gerenciado adequadamente, pode estressar os sistemas de controle climático dos data centers. Na verdade, o calor gerado pelos componentes em um data center de médio porte pode rivalizar com o calor necessário para aquecer uma casa durante o inverno.

Se os servidores e outros equipamentos de rede superaquecerem, eles podem falhar ou ter uma vida útil reduzida. Os danos causados pelo calor podem não ser imediatamente perceptíveis; Isso pode causar problemas como falhas de nó de rede e falhas de hardware, levando a um tempo de inatividade prolongado. As salas de servidores geralmente são equipadas com sistemas de resfriamento especializados, como condicionadores de ar potentes e sistemas de resfriamento de piso elevado para lidar com altas demandas de resfriamento. No entanto, também é essencial garantir que os gabinetes individuais que abrigam equipamentos de rede tenham ventilação adequada. Mesmo com temperaturas mais baixas do data center, os gabinetes ainda podem superaquecer se a distribuição de ar estiver abaixo do ideal.

A melhor maneira de resfriar gabinetes de servidor

Várias variáveis, como perfurações de portas, tamanho do gabinete e tipos de componentes, influenciam a temperatura dentro de um gabinete. Garantir o fluxo de ar adequado é o método mais simples de resfriar equipamentos de rede. O objetivo é garantir que cada servidor, roteador e switch receba ar de resfriamento adequado, independentemente de sua posição no gabinete. Embora os fabricantes de equipamentos forneçam orientação mínima nessa área, alguns métodos básicos podem ajudar a otimizar a ventilação do gabinete.

1. Melhore o fluxo de ar através da porta do armário

Para garantir um bom fluxo de ar, a maioria dos fabricantes de servidores sugere que a frente e a parte de trás das portas do gabinete tenham pelo menos 63% de área aberta. Isso pode ser conseguido removendo totalmente as portas do armário ou usando armários com portas perfuradas. Como a maioria dos servidores e dispositivos de rede possui ventiladores internos, portas abertas ou perfuradas geralmente fornecem ventilação suficiente, supondo que o data center tenha ar condicionado adequado para lidar com a carga de calor. Além disso, o uso de gabinetes com paredes laterais pode evitar que o ar de um gabinete se misture com o ar quente dos gabinetes vizinhos.

2. Determine o tipo de resfriamento por convecção necessário

2.1 Resfriamento por convecção natural:

Quando a temperatura ambiente ao redor do gabinete é inferior à temperatura interna, o calor é transferido naturalmente do ambiente mais quente para o mais frio. Este método simples baseia-se na liberação natural de calor através das paredes do gabinete. No entanto, muitas vezes é menos eficaz, especialmente quando a diferença de temperatura não é suficiente para resfriar os componentes adequadamente.


2.2 Resfriamento por convecção forçada:

Ventiladores ou sopradores podem melhorar a transferência de calor de áreas mais quentes para áreas mais frias, reduzindo a resistência no limite entre essas áreas. Os ventiladores fornecem uma solução acessível para resfriamento por convecção forçada, ajudando a reduzir as temperaturas internas. No entanto, se o ar externo contiver contaminantes como poeira ou óleo, eles podem se depositar nos componentes elétricos. Nesses casos, recomenda-se o uso de um trocador de calor ar-ar de circuito fechado, embora ainda dependa da temperatura do ar ambiente para resfriamento.


2.3 Resfriamento por convecção ativa:
 

Quando a convecção natural ou forçada não puder resfriar suficientemente os componentes, **ar condicionado** pode ser necessário. O ar condicionado opera em um sistema de controle de circuito fechado, que é essencial quando os componentes precisam de proteção contra fatores ambientais, como sujeira ou líquidos. Gabinetes como o LP4000N-1 da Leipole podem economizar energia resfriando apenas o gabinete, não toda a sala ou data center. Calcular a capacidade de resfriamento é uma etapa crucial na escolha do ar condicionado do tamanho certo. A capacidade de resfriamento dos condicionadores de ar do gabinete varia de 300 a 6.000 watts (1.000 BTU/hora a 20.000 BTU/hora). Cálculos precisos são necessários para selecionar o sistema apropriado para suas necessidades.


3. Posicionamento ideal do equipamento e ventiladores do servidor

Evite sobrecarregar o gabinete; preenchê-lo com cerca de 75% a 80% de sua capacidade geralmente é suficiente. Mantenha pelo menos 1U de espaço entre as fileiras de servidores para garantir a ventilação adequada de frente para trás. Deixe pelo menos 4 cm entre o equipamento e a parte frontal e traseira do gabinete. Use painéis cegos para fechar espaços não utilizados no gabinete para evitar que o ar quente e frio se misturem. Melhore a ventilação instalando ventiladores para circular ativamente o ar pelo gabinete. O tipo mais comum de ventilador de gabinete é um painel de ventilador montado na parte superior do gabinete, que puxa o ar de baixo ou o sopra para fora através de uma porta. Para resfriamento direcionado de áreas específicas, use ventiladores ou painéis de ventiladores montados dentro do gabinete.


4. Temperatura de monitoramento
 

Para garantir que seus componentes operem dentro de faixas de temperatura seguras, monitore as condições dentro do gabinete. Aqui estão alguns métodos:

Termômetro simples:Coloque um termômetro no gabinete e faça leituras regulares de temperatura. Este método é barato, mas requer controle manual se as temperaturas subirem muito.

Termostatos: Os termostatos podem ativar automaticamente um ventilador quando a temperatura do gabinete excede um limite predefinido, mantendo as temperaturas dentro de limites seguros sem intervenção manual.

Sensores SNMP e sensores acessíveis por IP: Os dispositivos de rede M1any possuem sensores SNMP ou acessíveis por IP integrados que indicam as temperaturas internas. Este método é preferido, pois esses sensores estão localizados onde a temperatura é mais importante e permitemEstratégias avançadas de resfriamento e insights de tecnologiaAlém das técnicas básicas e intermediárias de resfriamento, estratégias e tecnologias avançadas podem otimizar ainda mais o controle climático dos gabinetes de servidores. Aqui estão alguns métodos e inovações adicionais a serem considerados:
 

5. Soluções de refrigeração líquida

Resfriamento líquido direto ao chip:
O resfriamento líquido direto ao chip envolve a circulação de um refrigerante diretamente para os componentes mais quentes de um servidor, como CPUs e GPUs. Este método é altamente eficiente porque remove diretamente o calor da fonte, permitindo maior desempenho e confiabilidade.

Resfriamento por imersão:
O resfriamento por imersão envolve a submersão de servidores em um líquido termicamente condutor, mas eletricamente isolante. Este método fornece excelente eficiência de resfriamento e pode reduzir significativamente a necessidade de ar condicionado. O resfriamento por imersão é particularmente eficaz para data centers de alta densidade, onde os métodos tradicionais de resfriamento a ar podem ser insuficientes.

6. Contenção de corredor quente/corredor frio


Contenção de corredor quente:
Em um sistema de contenção de corredor quente, o ar quente exaurido dos gabinetes do servidor é contido e direcionado para longe das entradas de resfriamento de outros servidores. Essa abordagem evita que o ar quente e frio se misturem, melhorando a eficiência do sistema de ar condicionado.

Contenção do corredor frio:
A contenção do corredor frio envolve conter o ar frio dentro de um corredor específico e direcioná-lo para as entradas do servidor. Isso garante que apenas o ar frio chegue aos servidores, maximizando a eficiência do resfriamento e reduzindo a carga de trabalho no sistema de ar condicionado.

7. Resfriamento Livre


Economizadores do lado do ar:
Os economizadores do lado do ar trazem ar externo frio para reduzir a necessidade de resfriamento mecânico. Quando a temperatura externa é menor do que a temperatura dentro do data center, esses sistemas podem reduzir significativamente os custos de energia, aproveitando o resfriamento natural.

Economizadores do lado da água:
Os economizadores do lado da água usam fontes de água externas frias, como rios ou lagos, para reduzir a temperatura da água usada no sistema de resfriamento. Este método pode ser particularmente eficaz em regiões com climas mais frios.

8. Sistemas avançados de monitoramento e gerenciamento


Ferramentas DCIM (Gerenciamento de Infraestrutura de Data Center):
As ferramentas DCIM fornecem monitoramento e gerenciamento abrangentes da infraestrutura do data center, incluindo energia, resfriamento e condições ambientais. Essas ferramentas ajudam a otimizar o desempenho e a eficiência dos sistemas de resfriamento por meio de dados e análises em tempo real.

IA e aprendizado de máquina:
A inteligência artificial e o aprendizado de máquina podem ser usados para prever os requisitos de resfriamento e otimizar os sistemas de controle climático. Ao analisar dados históricos e condições atuais, os algoritmos de IA podem fazer ajustes em tempo real para melhorar a eficiência do resfriamento e reduzir o consumo de energia.

Implementação de práticas de eficiência energética

Para aumentar ainda mais a eficácia de seus sistemas de climatização e ar condicionado, considere implementar as seguintes práticas de eficiência energética:

Manutenção regular:
A manutenção regular de suas unidades de ar condicionado e sistemas de refrigeração é crucial para garantir que eles operem com eficiência máxima. Isso inclui limpar filtros, verificar vazamentos e garantir que todos os componentes estejam funcionando corretamente.

Equipamentos com eficiência energética:
Invista em condicionadores de ar e equipamentos de refrigeração com eficiência energética. Procure unidades com altas classificações SEER (Índice de Eficiência Energética Sazonal) e outros recursos de economia de energia.

Gerenciamento otimizado do fluxo de ar:
Certifique-se de que não haja obstruções ao fluxo de ar nos gabinetes do servidor e no data center. Use painéis cegos para preencher espaços vazios do rack e evitar que o ar quente e frio se misturem.

Pontos de ajuste de temperatura:
Evite definir a temperatura do seu data center abaixo do necessário. A ASHRAE (Sociedade Americana de Engenheiros de Aquecimento, Refrigeração e Ar Condicionado) fornece diretrizes sobre faixas de temperatura ideais para data centers que equilibram a eficiência de resfriamento e a segurança do equipamento.
 

Leipole explicado

* Gabinetes de servidor com ar condicionado:
Quando você precisa abrigar servidores ou equipamentos de TI fora do seu data center, especialmente em ambientes hostis onde não há infraestrutura de resfriamento, os gabinetes Leipole IP54 / 4000N-1 são a solução certa. O aparelho de ar condicionado controlado por CNC (tamanhos que variam de 1.705 a 13.650 BTU ou 500 a 4.000 watts) garante que o equipamento permaneça frio, mesmo em temperaturas de até 55°C. A unidade foi projetada para ser usada em uma ampla variedade de ambientes. Também elimina o acúmulo de calor graças a um circuito de resfriamento fechado. As entradas de cabos seladas evitam a troca de ar com o ar ambiente quente. Basta instalar seu equipamento, conectar o aparelho de ar condicionado e você terá um micro data center completo, autônomo e autônomo. Nenhum trabalho de instalação é necessário, pois o evaporador interno elimina a condensação.