Introdução
A refrigeração líquida está se tornando uma solução cada vez mais necessária em data centers modernos. Com o aumento significativo da potência dos equipamentos de TI, a refrigeração a ar tradicional está se tornando insuficiente para manter a eficiência e a operação segura desses ambientes críticos. Este artigo explora os principais pontos sobre a refrigeração líquida em data centers, e inclui resultados de pesquisas recentes sobre os benefícios e barreiras dessa tecnologia.
Objetivo da Refrigeração Líquida
A principal razão para considerar a refrigeração líquida é o aumento contínuo da potência dos equipamentos de TI. Nos últimos anos, a indústria de TI experimentou um crescimento significativo na potência dos servidores, memória e subsistemas de armazenamento. Esse aumento de potência resulta em maiores desafios para os data centers, especialmente aqueles com ciclos de atualização curtos. A refrigeração líquida surge como uma solução eficaz para esses desafios.
Necessidade de Refrigeração Líquida
Tendências de Potência dos Equipamentos
Os equipamentos de TI estão se tornando mais potentes a cada nova geração. Estudos mostram que a potência dos equipamentos está crescendo a uma taxa composta anual significativa, especialmente em categorias como servidores científicos e de análise, que frequentemente utilizam GPUs. Esses aumentos de potência tornam a refrigeração líquida uma necessidade iminente para manter a eficiência e a segurança operacional.
Eficiência Energética
A refrigeração líquida oferece uma eficiência energética superior em comparação com a refrigeração a ar. Em regiões com altos custos de energia, como alguns países da Europa, projetar data centers com máxima eficiência energética e baixo Power Usage Effectiveness (PUE) é extremamente benéfico. A captura de calor residual para aquecer edifícios, jardins e piscinas, ou a geração de água fria usando chillers de adsorção, são exemplos de como a refrigeração líquida pode melhorar ainda mais a eficiência energética.
Benefícios da Refrigeração Líquida
De acordo com uma pesquisa recente, os principais benefícios que convenceriam as organizações a aumentar o uso da refrigeração líquida direta em seus data centers incluem, em ordem decrescente de importância:
- Necessidade de lidar com racks de TI de alta densidade
- Necessidade de lidar com servidores de alta potência
- Economia de custos com a redução do consumo de energia
- Melhor sustentabilidade ambiental
- Uso mais eficiente da energia disponível
- Economia de custos com a redução do espaço físico
Considerações Adicionais
Desafios de Implementação
A implementação da refrigeração líquida pode encontrar desafios, especialmente em data centers mais antigos que não possuem a infraestrutura adequada. A introdução de sistemas de refrigeração líquida pode exigir uma reconfiguração significativa da infraestrutura existente, incluindo a instalação de chillers, bombas e trocadores de calor.
Classes W da ASHRAE
As classes W da ASHRAE são classificações de temperatura para sistemas de refrigeração líquida. Essas classes ajudam a definir as faixas de temperatura que os sistemas de refrigeração líquida devem suportar para garantir o desempenho adequado dos equipamentos de TI. As classes W foram renomeadas para incorporar os limites superiores de temperatura diretamente em seus nomes, facilitando a identificação e a aplicação prática:
- W17: Até 17°C
- W27: Até 27°C
- W32: Até 32°C
- W40: Até 40°C
- W45: Até 45°C
- W+: Acima de 45°C
No Water to the Rack
Em alguns data centers, especialmente em instalações de colocation, pode haver uma resistência em trazer água próxima aos racks devido a preocupações com vazamentos. Nesses casos, a refrigeração dielétrica pode ser considerada como uma alternativa. A refrigeração dielétrica utiliza fluidos não condutores para resfriar os equipamentos, eliminando o risco de danos causados por vazamentos de água.
Métodos de Refrigeração Líquida
Existem dois principais métodos de refrigeração líquida:
- Refrigeração Direta ao Chip (Direct to Chip): Utiliza placas frias para remover o calor diretamente dos chips. Pode ser de fase única (single-phase) ou de duas fases (two-phase).
- Imersão (Immersive Cooling): Os equipamentos de TI são submersos em fluidos refrigerantes. Pode ser realizada em chassis ou em “banheiras”, e também pode ser de fase única ou de duas fases.
Barreiras à Implementação
Apesar dos benefícios, existem barreiras significativas para a adoção da refrigeração líquida, conforme identificado em uma pesquisa recente, em ordem decrescente de importância:
- Maior custo
- Escolhas limitadas de equipamentos ou fornecedores
- Preocupações com a confiabilidade
- Questões de manutenção
- Vazamentos de fluido refrigerante
- Dificuldades na cadeia de suprimentos
Adoção Atual da Refrigeração Líquida
De acordo com uma pesquisa de 2024, a adoção da tecnologia de refrigeração líquida direta (DLC) em data centers é a seguinte:
- Atualmente utiliza DLC: 22%
- Não utiliza DLC, mas consideraria utilizá-la: 61%
- Não utiliza DLC e não consideraria utilizá-la: 17%
Conclusão
A refrigeração líquida está se tornando uma necessidade para data centers modernos devido ao aumento da potência dos equipamentos de TI e à demanda por maior eficiência energética. Com a correta implementação e manutenção, essa tecnologia pode proporcionar significativas economias de energia e melhorar a eficiência operacional dos data centers.
