"Resfriamento" tornou-se um tópico quente na indústria de data centers, com métodos eficientes de resfriamento desempenhando um papel técnico importante na sustentabilidade.
Quando os data centers são adequadamente resfriados, isso estende drasticamente a vida útil dos componentes de computação e armazenamento. As classificações de distribuição elétrica e fiação incluem temperatura, portanto, quando coisas como barramentos elétricos, barras de bus e fios elétricos não são resfriados e operam em temperaturas mais altas, eles devem ser desclassificados. Isso pode significar que componentes maiores ou adicionais são necessários, e os processos de transporte e instalação dessas adições adicionam ainda mais emissões de carbono, o que pode afetar os objetivos de sustentabilidade.
Resfriamento e consumo de água
A maioria das tecnologias de resfriamento de data centers impacta o meio ambiente por meio de emissões de carbono e consumo de água. Com os métodos tradicionais amplamente utilizados, é possível reduzir o uso eficiente de energia (PUE) e, assim, o carbono emitido pela produção tradicional de eletricidade por meio da evaporação da água para resfriamento.
Uma vez que a água tem um preço único para fins de resfriamento, essa solução se torna uma escolha econômica para muitos na indústria. No entanto, o resfriamento evaporativo retira milhões de galões de água da bacia hidrográfica e descarrega águas residuais com contaminantes altamente concentrados no sistema de tratamento local.
O consumo excessivo de água, especialmente em regiões afetadas pela seca, pode ter um impacto ambiental mais significativo do que as emissões de carbono, pois as mudanças climáticas estão reduzindo a disponibilidade de água em muitos lugares. A água escassa deve ser conservada para comunidades locais, agricultura e vida selvagem que não podem sobreviver sem ela. Com o aumento da disponibilidade de energia renovável e o uso de resfriamento sem água, é possível resfriar os data centers de maneira mais sustentável e eficiente, de modo que não contribua para as mudanças climáticas ou a escassez de água nos próximos anos.
Definindo eficiência
Se você quer saber qual é a tecnologia de resfriamento mais eficiente (e, portanto, sustentável), é preciso primeiro definir o termo "eficiência".
Geralmente, o termo se refere à eficiência energética (por meio do PUE), o que por si só é bom, mas a eficiência energética muitas vezes é alcançada por meio do consumo de água com impactos adicionais no tratamento da água e no esgoto.
A água se torna "invisível" para o cálculo da eficiência energética, tornando métodos como resfriamento por evaporação extremamente ineficientes em termos de consumo de água, apesar de serem tremendamente eficientes em termos de redução do PUE. Para ter uma visão holística da sustentabilidade no resfriamento de data centers, é preciso considerar todos os impactos ambientais.
Em muitas situações, economizadores, também conhecidos como "resfriamento gratuito", parecem ser uma tecnologia eficiente, pois aproveitam o ar externo frio para remover o calor das salas de dados, exigindo muito pouca energia e sem consumo de água. Mas esse método só funciona quando as temperaturas externas estão suficientemente baixas. Consequentemente, isso não pode ser a única fonte de resfriamento, criando limitações apesar de seus impactos positivos na sustentabilidade.
Tecnologia de resfriamento: O que está disponível?
Uma tecnologia de resfriamento eficaz é um sistema de água gelada em circuito fechado que utiliza chillers energeticamente eficientes. Através de modelagem extensiva, esse sistema fornece resfriamento suficiente com o menor consumo de eletricidade possível e usa apenas uma quantidade inicial de água para inicializar o sistema. Nos meses mais frios, todo ou parte do resfriamento pode ser fornecido sem acionar os compressores de refrigerante. Quando combinado com eletricidade renovável, esse sistema produz emissões de carbono insignificantes, com apenas pequenas quantidades provenientes do uso ocasional de geradores de backup e perda de refrigerante. Ele não consome água adicional e usa uma pequena quantidade de eletricidade. Assim, é eficiente em termos de carbono, energia E água.
Além disso, existem vários métodos de resfriamento que podem ser implementados no nível dos racks, dependendo da aplicação.
O resfriamento por imersão, frequentemente utilizado em ambientes com alta densidade, é muito eficiente, mas geralmente possui um alto custo, além de exigir componentes elétricos especializados. O uso de ar por meio de um piso elevado pressurizado é o método mais flexível e pode atender a aplicações de baixa, média e alta densidade. O resfriamento por inundação de sala, geralmente utilizado em ambientes sem piso elevado, pode suportar uma densidade um pouco maior do que seu equivalente com piso pressurizado, sem a preocupação de carga no piso. No entanto, ele possui limitações de layout. O resfriamento não é uma abordagem de tamanho único para todos, portanto, escolher o método correto pode maximizar a eficiência do data center.
Em equilíbrio, chillers refrigerados a ar em um circuito fechado oferecem eficiência e flexibilidade máximas sem sobrecarregar a água ou o esgoto, criando assim uma pegada mais sustentável. Essa solução permanece flexível o suficiente para acomodar a futura transição para o resfriamento por imersão ou resfriamento líquido-chip.
Ajuste correto do projeto do Data Center
Além dos diversos métodos de resfriamento, os data centers também podem alcançar eficiência e sustentabilidade por meio do ajuste correto do projeto do data center. O ajuste correto, juntamente com uma distribuição adequada de resfriamento, leva ao maior nível de eficiência. É uma área em que os operadores de data center e os sistemas de gerenciamento predial evitam e resolvem desequilíbrios nos níveis de temperatura do ar e da água de suprimento e retorno. Os operadores monitoram constantemente os sistemas do data center, trabalhando para fornecer um ambiente mais eficiente sem comprometer a confiabilidade. É por isso que o ajuste correto e a distribuição adequada de resfriamento representam outra estratégia na busca pela eficiência.
Melhoria na resiliência e economia de custos
Além das melhorias gerais na sustentabilidade, dois outros benefícios principais para os data centers que investem em tecnologia de resfriamento eficiente são a melhoria na resiliência e a economia de custos. Os benefícios de economia de custos são evidentes. A eletricidade é cara, portanto, quanto menos você usar, mais economizará. No entanto, isso não pode ser feito à custa do uso excessivo de água.
Do ponto de vista de riscos, uma escassez de água poderia interromper completamente uma instalação que depende da evaporação da água para resfriamento. Como o tempo de atividade é crucial para qualquer provedor de data center, é importante priorizar a resiliência em relação à economia de custos. Ao trabalhar para eliminar o resfriamento evaporativo ineficiente em termos de água em favor de chillers refrigerados a ar, especialmente em regiões com alta demanda de água, é possível melhorar a resiliência às mudanças climáticas e às interrupções relacionadas ao clima.
Como desenvolvedores e operadores de data center, devemos considerar o futuro ao tomar decisões sobre a construção e o resfriamento de nossos data centers. Os data centers são construídos para operar por décadas, e está ficando claro que as condições ambientais, econômicas e regulatórias que existem hoje irão mudar.
A água pode ser barata e abundante hoje, mas isso não nos protege de escassez daqui a uma década. A eletricidade renovável pode não estar na agenda de todos, mas um imposto sobre o carbono poderia fazer com que os preços da eletricidade subissem, e os acordos de longo prazo de energia renovável de hoje poderiam economizar milhões no futuro. Nossas melhores oportunidades estão em analisar as tendências e encontrar maneiras de nos preparar para resultados prováveis que melhorarão a resiliência e tornarão nossos data centers à prova do futuro.
Com o tempo, mais operadores de data centers irão se voltar para tecnologias de resfriamento eficientes, que protegem suas operações contra falhas de equipamentos e também contra ameaças futuras relacionadas às mudanças climáticas. Devemos planejar para o futuro e continuar implementando tecnologias de resfriamento eficientes nos data centers que operamos.
