O crescimento exponencial dos centros de dados, impulsionado pela nuvem, pela inteligência artificial (IA) e pelos grandes volumes de dados, está a provocar um aumento contínuo das densidades de potência e das necessidades de refrigeração. Neste contexto, o controlo dos caudais dos fluidos caloportadores torna-se estratégico. Tanto mais que os sistemas de refrigeração líquida são cada vez mais utilizados na maioria dos centros de dados em todo o mundo.
Os medidores de vazão ultrassônicos são hoje uma solução de medição confiável e não intrusiva para otimizar os sistemas de refrigeração dos centros de dados, sejam eles de água gelada ou de refrigeração líquida direta (DLC).
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A principal função de um sistema de refrigeração de data center é extrair o calor produzido pelos equipamentos informáticos (servidores, racks de rede, armazenamento) para manter condições de funcionamento seguras e estáveis. O princípio é simples: cada quilowatt consumido pela TI é convertido quase integralmente em calor, que deve ser evacuado continuamente.
Para melhorar o desempenho, muitos centros de dados utilizam sistemas hidráulicos de água gelada. O calor é transferido do ar para a água através de permutadores de calor e, em seguida, evacuado através de:
Essas arquiteturas hidráulicas permitem um melhor controlo térmico, maior eficiência energética e uma distribuição otimizada do frio em grande escala.
Com o avanço da IA, da computação de alto desempenho (HPC) e dos racks de alta densidade, o arrefecimento líquido tornou-se indispensável. Existem duas abordagens principais:
Nestas arquiteturas, o controlo dos caudais de fluidos é essencial para garantir um desempenho térmico constante e proteger os equipamentos.
Os dados numéricos ilustram até que ponto o arrefecimento é um desafio energético, económico e ambiental para os centros de dados modernos.
Estes números mostram claramente que o desempenho de um centro de dados já não depende apenas dos servidores, mas também da precisão das medições, do controlo dos debidos e da otimização dos sistemas de refrigeração.
Um centro de dados moderno transforma quase toda a energia elétrica consumida em calor residual. No entanto, os centros de dados precisam equilibrar cargas de trabalho muito densas com ambições de desenvolvimento sustentável.
Os sistemas de refrigeração devem, portanto:
Neste contexto, uma medição precisa e contínua dos caudais é indispensável para controlar eficazmente as instalações.
Os medidores de vazão ultrassônicos têm várias aplicações em centros de dados, em todos os locais onde o controle dos fluxos hidráulicos é essencial para o desempenho, a segurança e a eficiência energética das instalações.
Nos sistemas de refrigeração com água gelada, os medidores de vazão ultrassônicos são utilizados para:
Eles permitem garantir uma distribuição homogénea do frio e evitar desperdícios de energia relacionados com caudais excessivos.
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Com o desenvolvimento do circuito de refrigeração líquida, a precisão da medição é essencial. Os medidores de vazão ultrassônicos são utilizados para:
As unidades de refrigeração asseguram a interface entre os circuitos de refrigeração de TI e os circuitos hidráulicos do edifício. Os medidores de caudal ultrassónicos desempenham um papel fundamental para:
Ao fornecer dados fiáveis e contínuos, os medidores de caudal ultrassónicos contribuem diretamente para:
Integrados aos sistemas de gestão energética, os medidores de vazão ultrassônicos permitem:
Graças à sua versatilidade, os medidores de vazão ultrassônicos estão se tornando instrumentos essenciais para acompanhar a evolução dos data centers rumo a infraestruturas mais eficientes, econômicas e resilientes.
Os medidores de vazão ultrassônicos apresentam características particularmente adequadas às restrições dos sistemas de refrigeração dos centros de dados, onde a confiabilidade, a precisão e a continuidade do serviço são requisitos essenciais.
As suas principais vantagens para o arrefecimento dos centros de dados são as seguintes:
Graças a esse conjunto de vantagens, os medidores de vazão ultrassônicos são uma ferramenta essencial para garantir a segurança dos sistemas de refrigeração e melhorar de forma sustentável o desempenho energético dos centros de dados.
Medição não intrusiva
Manutenção reduzida
Exatidão da medição
Compatibilidade
Alta fiabilidade
A medição do caudal permite garantir que a quantidade de fluido de refrigeração que circula nos circuitos hidráulicos é adequada à carga IT real. Uma medição precisa evita riscos de sobreaquecimento, limita o sobre-arrefecimento e contribui diretamente para a otimização energética e a redução do PUE.
Os medidores de vazão ultrassônicos são não intrusivos, sem peças móveis e sem perda de carga. Eles oferecem excelente confiabilidade, requerem pouca manutenção e são particularmente adequados para infraestruturas de centros de dados, onde a continuidade do serviço é essencial.
Sim. Os medidores de caudal ultrassónicos são perfeitamente adequados para circuitos de refrigeração líquida direta (DLC), nomeadamente para o controlo dos caudais que alimentam as placas frias dos processadores CPU e GPU, bem como para o controlo das CDU.
Sim. Graças à sua tecnologia não intrusiva, os medidores de caudal ultrassónicos podem ser instalados em redes existentes, incluindo tubagens de grande diâmetro, sem grandes interrupções no serviço nem modificações significativas nas instalações.
Ao fornecer dados de caudal fiáveis e em tempo real, os medidores de caudal ultrassónicos permitem otimizar o funcionamento das bombas, equilibrar os circuitos hidráulicos e reduzir o consumo de energia relacionado com o arrefecimento.
Os sistemas de refrigeração desempenham um papel determinante no impacto ambiental dos centros de dados. Uma parte significativa da energia consumida está relacionada com a produção de frio e a gestão térmica das instalações. As soluções de refrigeração líquida e de free cooling, quando corretamente concebidas e implementadas, permitem reduzir significativamente o consumo energético global.
A eficiência energética de um centro de dados é geralmente avaliada através do PUE (Power Usage Effectiveness), que mede a relação entre a energia total consumida e a energia dedicada aos equipamentos de TI e refrigeração. Uma gestão térmica inadequada pode prejudicar significativamente essa relação, levar ao consumo excessivo de energia, aumentar a demanda por água e ter um impacto significativo na confiabilidade dos equipamentos e da infraestrutura.
A melhoria do desempenho ambiental passa por soluções de refrigeração mais económicas, um melhor controlo das temperaturas, dos caudais e dos recursos, bem como pela adoção de métodos, ferramentas e inovações adaptados às restrições dos centros de dados. Estes elementos são essenciais para acompanhar a tomada de decisões das empresas e conceber infraestruturas mais sustentáveis, com melhores indicadores, como o PUE e o CUE.
Aurélien BARRA
Gestor Técnico - Sistemas de medição de caudal e de caudalimetria
