Entendendo o Cooling Efficiency Ratio (CER) em Data Centers

O Cooling Efficiency Ratio (CER) é uma métrica essencial para avaliar a eficiência dos sistemas de resfriamento em data centers. É fundamental para profissionais de TI e de facilities que buscam otimizar o consumo energético e reduzir os custos operacionais. Vamos explorar os principais aspectos do CER, desde sua introdução até sua aplicação prática.

Introdução ao CER

O CER mede a eficiência com que a energia é utilizada pelos sistemas de resfriamento de um data center. Ele é uma parte crucial das estratégias de gerenciamento de energia, ajudando a identificar áreas de melhoria na infraestrutura de resfriamento.

Norma e Base de Sustentação

O CER é baseado em normas internacionais, como a ISO/IEC 30134-7, que define diretrizes para medir a eficiência do resfriamento, proporcionando um padrão global a ser seguido. Essa padronização é importante para garantir a aplicação consistente da métrica em diferentes instalações. A comissão de estudos CE-021:001.039 – Comissão de Estudo de Data Centers, da ABNT, está trabalhando para nacionalizar a série de normas ISO/IEC 30134. Esta é a mesma comissão responsável pela nacionalização da série ISO/IEC 22237.

Importância do CER

• Eficiência Energética: O CER permite que os operadores dos data centers compreendam quanta energia é efetivamente utilizada para resfriar os equipamentos em relação ao calor total removido do data center.
• Custos Operacionais: A melhora do CER resulta em reduções significativas nos custos operacionais, devido ao menor desperdício de energia no processo de resfriamento.
• Sustentabilidade: Frente à pressão para reduzir a pegada de carbono, o CER oferece uma maneira de avaliar e melhorar a eficiência energética, promovendo práticas mais sustentáveis.

Como o CER é Calculado

O CER é calculado dividindo-se o total de calor removido do data center em um ano, em kWh, pelo total de energia consumido pelo sistema de resfriamento no mesmo período. A fórmula básica é:

Exemplo de Cálculo

Suponha que um data center remove 1.000.000 kWh de calor em um ano e consome 200.000 kWh de energia para o resfriamento nesse período. O CER seria calculado da seguinte forma:

Esse valor indica que para cada unidade de energia consumida no resfriamento, cinco unidades de calor são removidas, refletindo a eficiência do sistema.

Para calcular corretamente o Cooling Efficiency Ratio (CER) em um data center, é essencial monitorar o consumo de energia dos sistemas de resfriamento. Isso geralmente requer a instalação de medidores de energia nos quadros elétricos que alimentam esses equipamentos, permitindo uma medição precisa da energia consumida ao longo do tempo.

Além disso, é necessário estimar a quantidade de calor removida do data center e converter esse valor para a unidade de kWh. Essa conversão é crucial para calcular o CER, já que ele é definido como a razão entre o calor removido e a energia consumida pelo sistema de resfriamento, ambos medidos em kWh.

Implicações para o Consumo Elétrico e Custo Operacional

• Redução de Custos: Um CER otimizado significa menor energia gasta em resfriamento desnecessário, resultando em contas de eletricidade mais baixas.
• Alocação Eficiente de Recursos: Compreender a eficiência energética através do CER permite decisões informadas sobre investimentos em tecnologias de resfriamento mais eficientes.

Desafios na Medição do CER

• Variabilidade das Condições Ambientais: Cada data center opera em um ambiente único, com diferentes condições climáticas, configurações de layout e densidades de carga térmica. Essas variáveis podem afetar significativamente a eficiência do sistema de resfriamento, tornando difícil a comparação direta entre CERs de diferentes locais.
• Diferenças nos Equipamentos: Os sistemas de resfriamento podem variar amplamente em termos de tecnologia e eficiência. Por exemplo, um sistema baseado em resfriamento líquido pode ter um desempenho muito diferente em comparação com um sistema de ar condicionado convencional. Isso significa que o mesmo tipo de sistema pode apresentar CERs distintos dependendo do ambiente em que está instalado.
• Carga Térmica Dinâmica: As cargas térmicas em um data center não são constantes; elas podem variar ao longo do tempo devido a mudanças na utilização dos servidores e na quantidade de equipamentos ativos. Essa dinâmica torna desafiador medir o CER de forma precisa, pois as leituras podem ser influenciadas por picos ou quedas temporárias na demanda.
• Falta de Padrões Consistentes: Embora o CER tenha sido definido como parte da norma DIN EN 50600, a aplicação prática e a interpretação dessa métrica ainda podem variar entre as organizações. A falta de um padrão universal para a medição e relatórios pode levar a discrepâncias nos dados apresentados.
• Complexidade na Coleta de Dados: A medição precisa do calor removido (Q(removed)) e do consumo energético (E(cooling)) requer sistemas de monitoramento sofisticados e integrados. Em muitos casos, os data centers podem não ter a infraestrutura necessária para coletar esses dados com precisão, resultando em medições imprecisas.
• Interdependência com Outros KPIs: O CER não deve ser analisado isoladamente. Ele interage com outras métricas, como Power Usage Effectiveness (PUE) e Rack Cooling Index (RCI). A complexidade dessa interdependência pode dificultar uma avaliação clara da eficiência do resfriamento em um ambiente específico.

Considerações Adicionais

• Gestão de Fluxo de Ar: Técnicas como o confinamento de corredores garantem que o ar frio e quente não se misturem, aumentando a eficiência do resfriamento. O confinamento pode ser feito através de barreiras físicas que isolam o corredor frio ou quente, permitindo que o sistema de resfriamento funcione de forma mais eficaz.
• Tecnologia Avançada: Adoção de tecnologias de resfriamento modernas, como free cooling e resfriamento adiabático, pode melhorar significativamente o CER.
• Manutenção Preventiva: Práticas regulares de manutenção nos sistemas de resfriamento previnem perdas de eficiência e aumentam o desempenho geral.
• Monitoramento Contínuo: Ferramentas de monitoramento em tempo real ajudam a rastrear o desempenho do CER e identificar rapidamente quaisquer desvios da eficiência esperada.

Com um foco crescente em eficiência energética, o CER se torna uma métrica essencial não apenas para otimização de custos, mas também para alinhar operações de data centers com objetivos de sustentabilidade. Entender e aplicar o CER pode levar a melhorias significativas na operação e no impacto ambiental dos data centers.