În ultima perioadă se acordă o importanță tot mai mare a reducerii consumului de energie electrică. Multe companii doresc să se alinieze la directivele de mediu sau să fie certificate ca fiind companii verzi, dar cele mai multe companii doresc să reducă costurile de operare. Centrele de date sunt mari consumatoare de energie electrică iar consumul pentru răcirea acestora a reprezentat până acum aproximativ 40% din consumul total al unui Centru de Date.
Pentru a clasifica sau compara Centrele de Date din punct de vedere al eficienței energetice se foloseşte coeficientul PUE (Power Usage Effectiveness). Acest coeficient se calculează ca un raport între energia consumată de întreg centrul de date şi energia consumată de echipamentele IT. Energia consumată de Centrul de Date este de fapt suma dintre energia consumată de echipamentele IT și energia consumată de utilităţile care asigură funcţionarea echipamentelor IT. Cea mai parte parte din energia consumată de utilităţi o reprezintă consumul echipamentelor de climatizare. Coeficientul PUE este un raport supraunitar şi se doreşte scăderea acestuia cat mai aproape de 1. Acest lucru a determinat găsirea unor soluţii care să aducă economie de energie în climatizarea centrelor de date. Putem vorbi aici despre provocarea producătorilor de echipamente de climatizare pentru a dezvolta echipamente din ce în ce mai eficiente sau despre găsirea unor soluţii care să optimizeze funcționarea unui centru de date (arhitectura sălii, circulaţia de aer).
Marii producătorii de echipamente de climatizare investesc continuu în Cercetare şi Dezvoltare şi lansează echipamente noi având performanțe tehnice superioare faţă de cele de generație anterioară. Acestea folosesc componente de nouă generaţie, inteligenţa artificială (AI – Artificial Intelligence) sau inovarea unor soluţii de răcire sau de construire a echipamentelor. În anumite situaţii se dezvoltă echipamente de climatizare urmare nevoii de răcire a unor echipamente IT de ultimă generaţie. La nivel mondial există parteneriate între producătorii de hardware şi producătorii de echipamente de climatizare.
Referitor la inteligenţa artificială putem aminti de lucrul în echipă al mai multor echipamente care îşi împart senzorii şi sarcina termică, putem continua cu folosirea algoritmilor care optimizează funcţionarea componentelor echipamentelor sau care pot calcula cu o precizie de ±5% energia consumată. Controlerele echipamentelor au devenit din ce în ce mai inteligente atât pentru a acoperi nevoia de control al funcţionării componentelor, al replicării pe web cât și pentru a monitoriza eficienţa energetică a echipamentelor.
Am constatat cu mare bucurie că atunci când se primeşte o temă pentru echipamente de climatizare destinate unui centru de date este prezentă cerinţa de răcire liberă. S-a însuşit deja această opţiune a unui echipament de climatizare profesional atunci când se doreşte economie de energie. Ce înseamnă această opţiune de răcire liberă (Free Cooling – FC)? – Înseamnă climatizare fără costuri, de fapt fără costuri semnificative – nu mai este nevoie de funcţionare de compresoare (compresorul fiind consumatorul major dintr-un echipament de climatizare) dar este totuşi nevoie de funcţionare de ventilator/ventilatoare şi/sau pompe care să recircule agentul de răcire. Producătorii de astfel de echipamente oferă mai multe alternative la răcirea liberă. Atunci când este posibil se foloseşte răcirea liberă directă adică răcirea cu ajutorul aerului din exterior. Dacă răcirea liberă directă nu este posibilă atunci se utilizează răcirea liberă indirectă când se foloseşte un agent de răcire intermediar (de obicei un amestec de apă cu glicol). Agentul de răcire este răcit în exterior într-un chiller sau drycooler şi mai apoi preia căldura din Centru de Date prin intermediul unui schimbător de căldură. În anumite echipamente răcirea liberă este combinată cu răcirea adiabată sau răcirea evaporativă.
Atunci când se proiectează un Centru de Date este aleasă tot mai des soluţia de închidere de culoar (air containment) care are un rol important în creşterea eficienţei energetice. Se poate alege închiderea culoarului rece sau închiderea culoarului cald, fiecare variantă având o serie de avantaje și dezavantaje in raport cu cealaltă. Prin închiderea de culoar se face o separare a zonelor calde şi a zonelor reci din Centrul de Date ducând la o circulaţie mai bună şi mai eficientă a aerului. Echipamentele de climatizare vor aspira aerul din zonele calde iar refularea aerului răcit se va face în zonele reci. Astfel se evită amestecarea aerului cald cu aerul rece, nu se mai răceşte mai întîi sala şi mai apoi echipamentele IT ci se răcesc direct echipamentele IT.
O practică în zona de operare a unui centru de date existent sau în proiectarea unui centru nou de date este relaxarea intervalului de control pentru temperatura şi umiditate. Noile recomandări ASHRAE (American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers) permit mărirea intervalului de control umiditate şi temperatură, în primul rând datorită evoluţiei echipamentelor IT care nu mai sunt aşa de sensibile la temperaturi mari sau umiditate scăzută cât şi din dorinţa de a eficientiza consumul electric al echipamentelor. Menţinerea unui interval strâns faţă de set point-ul de temperatură şi umiditate înseamnă necesitatea de funcționare mai mult timp a compresorului sau a umidificatorului, acest lucru fiind tradus automat în consum mai mare de energie electrică. În cazul soluțiilor cu apă răcită, un set point de temperatură mai ridicat permite temperaturi mai mari alei apei răcite ceea ce înseamnă economie de energie prin folosirea răcirii libere mai mult timp de-a lungul unui an.
O tendinţă sau mai degrabă o necesitate în centrele de date este asigurarea continuităţii funcţionării acestora. Asigurarea unei funcţionări continue a climatizării într-un centru de date este asigurată în primul rând din faza de proiectare (folosirea rezervelor la nivel de echipamente sau chiar de sisteme independente de climatizare; alimentarea electrică a echipamentelor de climatizare din mai multe surse de energie electrică, folosirea climatizării cu apă răcită şi prevederea unor rezerve de apă răcită) sau alegerea unor echipamente cu fiabilitate crescută care să asigure la nivel de echipament o cât mai bună continuitate de funcţionare (două sau chiar trei metode de răcire în acelaşi echipament, funcţionare când controlerul se restartează, componente redundante, funcţionarea unor componente chiar dacă o componentă este defectă).
Atunci când se proiectează sau se reface un centru de date este bine să se aibă în vedere cu precădere siguranţa şi eficienţa energetică a acestuia. În acest domeniu există specialişti şi organisme care au recomandări pentru proiectarea și execuția unui centru de date.
Autor: Iulian Banu, Cooling Product Manager în cadrul Datacor.