Os data centers são instalações físicas que abrigam infraestruturas de Tecnologia da Informação necessários para armazenar, processar e gerenciar dados.
São verdadeiros sistemas de armazenamentos e equipamentos de rede de alta capacidade, os quais executam serviços e operações de negócios em geral.
Visto as tecnologias dispostas nessas instalações, é de se esperar que sejam verdadeiras consumidoras de energia elétrica.
E, com a expansão da inteligência artificial e a consequente demanda crescente no armazenamento e processamento de dados, estima-se que o consumo global até 2030 seja de 945 TWh.
Mas, o problema não acaba por aí. Além de altos custos com consumo de energia elétrica, os Data Centers requerem monitoramento e resfriamento contínuo, a fim de que os equipamentos presentes no local funcionem com alta performance e suas vidas úteis não sejam prejudicadas por isso.
É neste contexto que sensores e válvulas tornam-se indispensáveis para a refrigeração e climatização ambiente, sendo este o assunto do nosso texto de hoje.
Quer aprender um pouco sobre como esses elementos impactam em Data Centers? Se sim, aproveite este texto rico em informação em troca de alguns minutos do seu tempo.
Por que o controle térmico é tão importante?
Por que o controle térmico em Data Centers? Não seria melhor direcionar todo o esforço para reduzir o consumo energético?
Sabe, essa dúvida é mais comum do que parece, mas saiba que se você compartilha desse ponto de vista, ele está prestes a mudar.
Acontece que a energia consumida pelo servidor tem relação direta com o calor gerado. Sim, cada servidor converte praticamente toda a energia elétrica consumida em calor.
Para que você tenha ideia, em data centers de médio e grande porte, a carga térmica resultante pode chegar a centenas de quilowatts ou até megawatts.
Claramente, caso não resfriamos um ambiente cheio de eletrônicos com tamanha capacidade térmica, algo de ruim pode acontecer.
Neste contexto, o resfriamento garante condições operacionais estáveis, evitando pontos quentes (hot spots), excesso de umidade ou condensação, fatores que comprometem a confiabilidade dos equipamentos.
Por outro lado, a climatização também aumenta o consumo de energia de Data Centers, representando inclusive uma das maiores parcelas do consumo energético desta instalação.
Sensores: qual o seu papel em data centers
Com a informação acima compartilhada, conclui-se que pequenos ganhos de eficiência podem gerar economias significativas ao longo do tempo.
Mas, para que você tenha noção do que realmente está acontecendo em um Data Center, você precisa de sensores.
Por meio desses dispositivos, são fornecidas informações necessárias para que o sistema de automação tome decisões em tempo real.
Caso a medição não seja confiável, é praticamente impossível manter um controle eficiente da climatização.
E quais sensores são utilizados?
Sensores de temperatura
De longe, os sensores de temperatura são os dispositivos mais importantes do sistema.
Era algo até mesmo óbvio, não é? Já que a temperatura é justamente um ponto crítico para o funcionamento dos equipamentos, além de ter grande impacto no consumo de energia.
Os sensores de temperatura podem ser instalados em diversos pontos, como:
- Entrada de ar dos racks;
- Saída de ar dos servidores;
- Corredores quente e frio;
- Tubulações de água gelada;
- Evaporadores e condensadores;
- Salas técnicas.
Esses sensores são fundamentais para o controle térmico conforme a demanda do ambiente.
Conforme a variável temperatura é medida e enviada para o controlador, este último compara os valores com o quanto eles deveriam ser.
Espere aí, ficou confuso?
Então vamos facilitar com um exemplo envolvendo números:
- Os sensores, localizados em diferentes pontos da instalação de Data Center, entregaram para o controlador que temperatura de 38 graus em um ponto específico;
- O controlador recebe essa informação e a compara com a temperatura que deveria constar em qualquer ponto da sala: 23 graus;
- Visto que a temperatura da sala está superior a temperatura exigida, o controlador envia um sinal ao atuador, para que este permita o resfriamento do ambiente.
Estes sensores permitem ajustar continuamente a capacidade de resfriamento conforme a carga térmica existente.
Sensores de pressão
Muitos questionam como pode um sensor de pressão ter influência no resfriamento de Data Centers.
Para essa resposta, devemos considerar que, nesses locais, os sistemas de resfriamento e climatização não são os tradicionais: aqueles que encontramos em ar condicionado residencial ou em muitos daqueles refrigeradores convencionais de chão.
Para garantir o resfriamento eficiente de todos os equipamentos dos sistemas armazenados, requer-se equipamentos mais robustos, com sensores que auxiliam no esforço realizado para a climatização do ambiente.
Esses sensores são utilizados, por exemplo, para checar a:
● Pressão da água gelada;
● Pressão do refrigerante;
● Pressão diferencial em filtros;
● Pressão em dutos de ventilação.
Pressão diferencial
Outra medida importante para o resfriamento de ambientes como este é a da pressão diferencial.
A pressão diferencial, utilizada para garantir o correto balanceamento entre corredores frios e quentes, é medida por sensores de pressão posicionados antes e depois de determinado ponto de uma linha de fluido.
Assim, garante-se o correto balanceamento entre corredores frios e quentes, evitando mistura do ar refrigerado com o ar aquecido.
Sensores de vazão
Muitos data centers contam com sistemas hidrônicos para o resfriamento e climatização de suas estruturas.
Assim, torna-se necessário medir o fluxo de água fria que está em circulação, a fim de realizar uma troca de calor eficiente com o ambiente.
Caso contrário, uma vazão inadequada vai reduzir a eficiência dos trocadores de calor e aumentar o consumo das bombas.
Sensores de umidade
Estamos falando de um ambiente dotado de aparelhos eletrônicos. Por isso, a umidade relativa do ar é uma variável tão importante quanto as demais e deve permanecer dentro de uma faixa adequada.
Em que baixa umidade resulta?
- Aumenta o risco de descargas eletrostáticas (ESD), enquanto umidade elevada favorece a condensação e corrosão dos componentes eletrônicos;
Com isso, os sistemas de de climatização podem umidificar ou desumidificar o ambiente apenas quando necessário.
Sensores de qualidade do ar
Por fim, não poderíamos deixar de comentar sobre a qualidade do ar, já que o controle de partículas ajuda a proteger equipamentos sensíveis.
O papel das válvulas no controle da climatização
Se temos os dispositivos que funcionam como “olhos” da operação (os sensores), precisamos também daqueles dispositivos que são os membros e atuam diretamente na operação.
É este papel exercido pelas válvulas, as quais são responsáveis por controlar o fluxo dos fluidos utilizados na refrigeração.
Por meio da atuação precisa das válvulas, garante-se que a quantidade necessária de água ou refrigerante seja direcionada para cada equipamento.
Válvulas de controle
Circuitos de água gelada, por exemplo, utilizam válvulas de controle para realizar suas operações.
Por meio de comandos do sistema de automação, as válvulas de controle regulam a vazão de água que passa pelos fan coils, unidades CRAC (Computer Room Air Conditioner), unidades CRAH (Computer Room Air Handler) ou trocadores de calor.
Todo controle é exercido continuamente, para evitar desperdício e variações de processo, sim, mas também para garantir a estabilidade térmica.
Válvulas de expansão
Os chamados sistemas de refrigeração por expansão direta (DX) utilizam a válvula de expansão para controlar a quantidade de fluido refrigerante que entra no evaporador.
O refrigerante, que precisa passar por um superaquecimento controlado, funciona adequadamente com essa válvula.
Como ganhos, obtém-se mitigação ou redução de problemas relacionados tanto à alimentação insuficiente quanto ao retorno de líquido ao compressor, situação que pode causar sérios danos ao equipamento.
Válvulas de balanceamento
Em instalações com diversos circuitos hidráulicos, essas válvulas de balanceamento asseguram que cada ramal receba exatamente a vazão projetada.
Isso evita que determinadas áreas recebam água em excesso enquanto outras fiquem com refrigeração insuficiente.
Válvulas de bloqueio e segurança
Exercem papel fundamental na infraestrutura do sistema, ganhando destaque em manutenção, isolamento de equipamentos, proteção contra sobrepressões e garantia da segurança operacional.
O que ocorre quando sensores e válvulas estão integrados
Nos sistemas de climatização e resfriamento de Data Centers modernos, a integração entre sensores, válvulas e sistemas de automação predial ganha o nome de BMS – Building Management System.
Aqui, as informações coletadas são processadas continuamente, permitindo:
- ajuste automático da capacidade de refrigeração;
- controle da velocidade de ventiladores e bombas por inversores de frequência;
- abertura ou fechamento das válvulas conforme a demanda;
- geração de alarmes em caso de anomalias;
- registro histórico para análises de desempenho;
- manutenção preditiva baseada em dados.
Conclusão
Quando falamos de climatização, imaginamos apenas um ambiente frio, ou ainda que de fato está controlado.
Mas, em um data center, a climatização vem de um sistema complexo que precisa responder rapidamente às variações de carga térmica.
E essa premissa só se cumpre quando no sistema se tem a integração entre sensores de temperatura, pressão, umidade e vazão com válvulas de controle, expansão e balanceamento.
Desta forma, as informações continuamente enviadas pelos sensores são convertidas em ações precisas por parte das válvulas, obtendo ajuste preciso do fluxo de fluido.
