O rápido aumento das aplicações relacionadas com a inteligência artificial, a computação em nuvem e a computação de alto desempenho aumenta significativamente a densidade térmica das infraestruturas informáticas. Nos centros de dados modernos, alguns racks podem atingir várias dezenas de quilowatts, tornando o arrefecimento por ar insuficiente para dissipar eficazmente o calor produzido.
O arrefecimento por líquido impõe-se, assim, como uma solução essencial para manter os equipamentos informáticos dentro dos seus intervalos de funcionamento ideais. No centro desta arquitetura, a unidade de distribuição de líquido de arrefecimento, ou CDU (Coolant Distribution Unit), assegura a circulação, a regulação e a supervisão do fluido entre as instalações de arrefecimento e os racks informáticos.
O desempenho de uma CDU de um centro de dados depende diretamente da estabilidade e da precisão do caudal. Uma medição fiável permite equilibrar os diferentes circuitos, garantir o arrefecimento dos racks e melhorar a eficiência energética global da instalação. O medidor de caudal por ultrassons S-Flow FSZ da Fuji Electric responde a estes desafios graças a uma medição precisa, não intrusiva e sem perda de carga.
A generalização da inteligência artificial, da computação em nuvem e da computação de alto desempenho concentra cada vez mais potência informática em espaços reduzidos. Os racks de alta densidade geram agora níveis de calor que o arrefecimento por ar nem sempre consegue dissipar de forma eficaz. Os projetistas e operadores de centros de dados têm, por isso, de adaptar as suas arquiteturas térmicas, a fim de preservar a estabilidade dos equipamentos, a continuidade do serviço e o controlo do consumo energético.
Neste contexto, o arrefecimento por líquido impõe-se como uma solução adequada para infraestruturas de alta densidade. Ao capta o calor o mais próximo possível dos componentes críticos, melhora a eficiência térmica sem aumentar excessivamente o espaço ocupado. A unidade de distribuição de líquido de arrefecimento, ou CDU, desempenha então um papel central, assegurando a interface entre o circuito primário das instalações e o circuito secundário que alimenta os racks. Regula, nomeadamente, a circulação, a temperatura e a pressão do fluido.
O desempenho do CDU depende diretamente da estabilidade do caudal. Um caudal insuficiente pode provocar um sobreaquecimento localizado, enquanto um caudal excessivo aumenta desnecessariamente o consumo das bombas e reduz a eficiência energética global. Uma medição fiável do caudal permite, portanto, ajustar o funcionamento das bombas e dos permutadores de calor, detetar desequilíbrios hidráulicos e limitar o consumo excessivo.
Paralelamente, os operadores têm de aumentar a sua capacidade de computação, reduzir os custos energéticos, limitar as paragens não planeadas e prolongar a vida útil das instalações. A integração dos dados de caudal e temperatura em sistemas BMS ou SCADA facilita a monitorização em tempo real, a automatização dos ajustes e a manutenção preventiva. Num ambiente em que a disponibilidade é fundamental, o controlo do caudal na CDU torna-se, assim, um fator essencial para a fiabilidade, a eficiência energética e o desempenho operacional.
Os fabricantes de CDU têm de conceber sistemas cada vez mais compactos. Esta exigência é particularmente acentuada nas configurações In-Row, em que os equipamentos de refrigeração são instalados diretamente entre os racks informáticos.
O espaço disponível para integrar um medidor de caudal na CDU é, portanto, limitado. Nem sempre é possível respeitar os comprimentos retos de tubagem necessários ao funcionamento de certas tecnologias de medição. O instrumento deve também poder ser montado em tubagens de diferentes diâmetros, sem complicar excessivamente a conceção da CDU.
Cada obstáculo introduzido numa conduta pode provocar uma perda de carga. Esta perda tem, em seguida, de ser compensada pelas bombas, o que aumenta o consumo de energia e pode prejudicar o desempenho hidráulico do circuito.
Numa unidade de distribuição de líquido de arrefecimento, a tecnologia de medição deve, portanto, preservar na íntegra a secção de passagem do fluido. Uma solução intrusiva pode também criar um ponto de fragilidade adicional, nomeadamente no que diz respeito à estanqueidade, ao acúmulo de resíduos ou ao desgaste.
Dependendo das características do local e das necessidades dos equipamentos, uma CDU pode utilizar água, uma mistura de água e glicol ou outros fluidos específicos.
Neste tipo de arquitetura, vários pontos de medição são geralmente distribuídos pelos circuitos de entrada e saída da CDU, bem como o mais próximo possível dos racks. Esta configuração permite monitorizar continuamente a distribuição do fluido em todo o circuito secundário e garantir um equilíbrio ideal do arrefecimento.
A instrumentação deve garantir uma medição fiável, apesar das diferenças de viscosidade, velocidade do som e propriedades térmicas entre os fluidos.
As necessidades de refrigeração não são necessariamente idênticas de um rack para outro. Podem ocorrer situações de fluxo insuficiente ou excessivo, dependendo da carga informática, do ajuste das válvulas ou da configuração hidráulica.
Um caudal insuficiente pode provocar um aumento excessivo da temperatura num armário. Por outro lado, um caudal excessivo pode mobilizar desnecessariamente a capacidade de bombagem e reduzir a eficiência energética global.
Sem uma medida fiável, torna-se difícil:
O medidor de caudal S-Flow FSZ utiliza tecnologia ultrassónica de tempo de trânsito. A velocidade do caudal é determinada a partir da diferença no tempo de propagação dos sinais ultrassónicos na direção do caudal e na direção oposta.
Esta tecnologia permite obter uma medição precisa e contínua, com uma margem de erro declarada de ±2 %, sem introduzir qualquer obstáculo na conduta. O medidor de caudal não gera, portanto, qualquer perda de carga adicional e não perturba o desempenho hidráulico da CDU.
A ausência de contacto direto com o líquido reduz igualmente os riscos de fuga associados à instrumentação. Esta característica é particularmente importante nos centros de dados, onde uma fuga pode afetar a disponibilidade dos equipamentos informáticos e implicar operações de manutenção complexas.
Para além da medição do caudal, o medidor de caudal por ultrassons S-Flow FSZ integra também uma medição de temperatura. O fabricante de CDU pode assim melhorar a monitorização do circuito de arrefecimento e obter uma visão mais precisa do funcionamento térmico da sua instalação.
A combinação dos dados de caudal e temperatura facilita:
Esta dupla medida melhora a compreensão do comportamento da CDU e permite ajustar com maior precisão o funcionamento das bombas, dos permutadores de calor e dos dispositivos de regulação.
O medidor de caudal foi concebido para medir caudais baixos, incluindo em condições próximas do caudal nulo. Esta capacidade facilita a monitorização das fases de arranque, dos períodos de baixa carga e das situações transitórias.
A deteção de um caudal anormalmente baixo pode indicar uma válvula fechada, uma bomba avariada, uma obstrução ou um desequilíbrio hidráulico. A medição contínua contribui, assim, para melhorar a disponibilidade da instalação e para intervir antes do aparecimento de um sobreaquecimento.
O medidor de caudal por ultrassons S-Flow pode ser configurado de acordo com as propriedades do fluido, nomeadamente a sua viscosidade cinemática e a velocidade do som. Estas configurações permitem manter uma medição precisa com diferentes líquidos de arrefecimento, incluindo misturas anticongelantes.
Esta flexibilidade facilita a adaptação do medidor de caudal às diferentes configurações da unidade de distribuição de líquido de arrefecimento e às especificações específicas de cada projeto.
Graças ao seu formato compacto monobloco, o medidor de caudal pode ser integrado em espaços reduzidos. Adapta-se a arquiteturas de CDU de alta densidade e a várias configurações de condutas.
O seu design facilita a instalação direta nas unidades de distribuição de líquido de arrefecimento, juntamente com equipamentos de regulação, tais como variadores de frequência e interfaces de supervisão. Esta integração permite criar uma cadeia completa de medição, regulação e controlo do arrefecimento.
Os dados do medidor de caudal podem ser utilizados para ajustar a velocidade das bombas, monitorizar o desempenho do circuito e transmitir as informações a um sistema BMS ou SCADA.
AplicaçãoDescarregue a ficha de aplicação e descubra como medir o caudal do líquido de arrefecimento para melhorar a fiabilidade e a monitorização das suas CDU.
