A renovação de um centro de dados num edifício de escritórios existente de uma empresa pode ser especialmente problemática para os arquitetos de centros de dados. As condições tais como o espaço, altura do solo e disponibilidade de janelas exteriores podem afetar significativamente a renovação. O sistema de refrigeração, que representa quase a metade do consumo de energia do centro de dados, é a chave para um centro de dados verde. Neste caso de estudo, mostramos métodos sofisticados de um sistema de refrigeração para usá-lo ao renovar um centro de dados verde dentro de um edifício de escritórios da empresa.

Histórico
Na sede em Taipé, Delta Electronics, havia dois centros de dados independentes localizados em dois edifícios de escritórios. Para este projeto de renovação do centro de dados, os dois centros de dados se fusionaram num centro novo, para conseguir uma centralização maior de recursos e do sistema. Alta confiabilidade, respeito ao meio ambiente e escalabilidade superior com design modular foram os principais objetivos deste projeto de centro de dados.

Visto que a Delta Electronics é uma empresa multinacional com escritórios de vendas, fábricas e centros de P&D pelo mundo todo, a "informatização" é uma necessidade para as operações globais eficientes. Para resguardar os diversos sistemas e aplicações críticas de TI como Planejamento de Recursos Empresariais (ERP, na sua sigla em inglês), Servidor de Correio, Servidor Web e outros servidores de aplicações, a confiabilidade da infraestrutura do centro de dados é, em última instância, a máxima prioridade.

Por último, mas não menos importante, com uma missão da companhia de "mais inteligente, mais verde, juntos", Delta aspira a construir este novo centro de dados com uma eficácia média anual de uso de energia (PUE, na sua sigla em inglês) inferior a 1,43, que cumpre os critérios da eficiência do centro de dados no nível de ouro definidos por Green Grid.

Visão general
O espaço total do novo centro de dados é de aproximadamente 230 m2 com área A/ B para a contenção do corredor frio e C/ D para a contenção do corredor quente. Há 63 armários com uma capacidade total de TI planejada para atingir 240-280 kW num horizonte temporal de cinco anos. Duas unidades de sistemas de alimentação ininterrupta (UPS) e vários gabinetes de baterias se encontram numa sala separada. Para a visualização optimizada de vigilância do centro de dados, há um muro para tela com painéis de 2x3 LCD que mostra o sistema de gestão de infraestrutura do centro de dados de Delta (InfraSuite Manager), a taxa de utilização dos dispositivos de TI e a vigilância de vídeo em tempo real.

Sistema de esfriamento

Houve vários problemas de refrigeração nos dois centros de dados originais que representam uma grande quantidade de consumo de energia a cada ano. O PUE era 2,01, o que significava que 1 kW de consumo de energia TI requeria o mesmo nível que 1 kW de potência não-TI. Para melhorar significativamente a eficiência energética e atingir um PUE inferior a 1,43, Delta adotou as seis contramedidas seguintes:

1. Isolamento do corredor quente/ frio e Aplicação fila fria
A contenção do corredor quente/ frio evita o ar misturado e aumenta a eficiência do esfriamento. Junto com unidades Delta RowCool que estão perto dos pontos quentes, o calor se pode tirar com eficácia para evitar o sobreaquecimento e a desconexão dos equipamentos informáticos.

2. Sistema de refrigeração por água esfriada
Compared with a traditional air-cooled system, the water-cooled system provides 30% energy savings. Taking a 40RT (Refrigeration Ton) system as an example, the power consumption can be decreased from 1.25kW/RT to 0.89kW/RT.

3. Sistema HVAC de frequência variável
O controle de velocidade do ventilador continuamente variável e o controle do fluxo de água variável do sistema RowCool contribui com uma grande economia energética. Há uma economia estimada de energia de 27% uma vez que a velocidade do ventilador se reduz em 10%. Não são só os ventiladores DC de RowCool desenhados como variáveis em frequência, as unidades exteriores estão também integradas com ventiladores de tecnologia de frequência variável; os ventiladores da torre de refrigeração são de controle de volume de ar variável; e a bomba de esfriadora e a bomba do condensador são de controle de volume de água variável.

4. Esfriamento livre (lado do ar e lado da água)
Para condições climáticas em Taipé, Taiwan, é possível utilizar o esfriamento gratuito em 46% das vezes durante um ano. Uma vez que a temperatura abaixa até menos de 25ºC, o “lado do ar” do esfriamento livre se ativa automaticamente para introduzir ar frio do exterior ao centro de dados. Quando isso ocorre, não é necessário ligar unidades RowCool, bombas, torres de refrigeração e esfriadores. Se a temperatura abaixar até 15ºC, o "lado da água" de esfriamento livre por trocador de calor e a torre de refrigeração se ativam, e as câmaras de refrigeração do centro de dados se desligam para economizar energia.

5. Sincronização inteligente de esfriadores de centros de dados e de edifícios de escritórios
O edifício de escritórios da sede de Delta de Taipé está certificado como “Edifício Verde Grau Diamante” com 58% de economia de energia em comparação com a média de consumo de energia de um edifício normal de escritórios. Há dois sistemas de refrigeração no edifício:

Para utilizar a alta eficiência da construção de refrigeradores durante o dia, os "esfriadores de centros de dados" se desligam e o centro de dados se baseia só em “esfriadores de edifício" para abastecer com água fria. Pela noite, os "esfriadores de centros de dados" estão ligados para atender o requisito de esfriamento continuo do centro de dados. O sistema de esfriamento do centro de dados se sincroniza de forma inteligente com o sistema de refrigeração do edifício para atingir a máxima optimização de economia de energia.

6. Ajuste ótimo de temperatura do centro de dados
Sobre a base das normas internacionais, as temperaturas recomendadas para centros de dados varia de 18 - 27ºC a 20 - 25ºC. Os centros de dados tradicionais costumam estabelecer temperaturas de 18 ~ 20ºC, que entram na faixa de temperatura recomendada, mas ainda há margem para aumentar isto.

De acordo com uma regra general para os centros de dados, um aumento do 1ºC da temperatura do centro de dados conduz a 2 ~ 3% de economia de energia. Por este suposto, se aumentarmos a temperatura do corredor frio de 18 ~ 20ºC até 25ºC, o centro de dados pode obter 10 ~ 14% de economia de energia. Além da temperatura do corredor frio, a temperatura da água de entrada de RowCool também pode ser aumentada para economizar mais energia.

A temperatura da água de entrada também pode ser otimizada. A prática tradicional é estabelecer o esfriamento da temperatura de entrada da água a 7 ºC. Se aumentarmos a temperatura da água de entrada até 13ºC, podemos atingir 20% de economia de energia.

Além das soluções de refrigeração, como fornecedor total de solução de infraestrutura de centros de dados, Delta também aplicou seu sistema de energia de alta eficiência, armários modulares e gestão do meio ambiente a este centro de dados, o qual é completamente "verde" em todos os aspectos.

Sistema de energia

O centro de dados requer uma alta confiabilidade, eficiência e escalabilidade. Satisfazer estas diversas demandas é um desafio para o sistema de alimentação. Na sala de energia deste novo centro de dados, o sistema UPS adoptado - Modulon serie DPH de Delta - é uma nova geração totalmente modular, trocável a quente e um UPS de alta eficiência com eficiência AC-CA de até 96%. Os módulos de energia a quente escaláveis apoiam o crescimento do centro de dados sem fissuras para um horizonte no meio e no longo prazo.

Os PDC e PDU de Delta também foram desenhados com um conceito modular, por exemplo, os interruptores de saída são trocáveis a quente e podem ser ampliados até 42 unidades para cada painel de energia. Os PDC e PDU oferecem proteção de energia superior e monitoramento, e a flexibilidade e escalabilidade para coincidir com as necessidades reais de distribuição de energia.

Armários e Acessórios

A gestão do ar é essencial para um centro de dados com armários de densidade de potência média ou alta. O novo centro de dados de Delta está planejado para atingir 10 a 15 kVA por armário no longo prazo. Os armários modulares de Delta oferecem dissipação de calor através de 70% de perfuração para satisfazer os requisitos das salas de TI de alta densidade. A alta capacidade de carga dos armários suporta 1.420 kg peso ou 1.000 kg de peso não estático e pode economizar um valioso espaço no centro de dados.

Sistema de Gestão Ambiental

InfraSuite Manager, o sistema de Gestão de Infraestrutura do Centro de Dados de Delta (DCIM), integra todas as instalações e domínios de TI numa única plataforma de forma simultânea. O EnviroProbe e EnviroStation trabalham juntos para uma gestão transparente, imediata e completa de energia, sistema de energia, refrigeração, meio ambiente, segurança, ativos, monitoramento de servidor, e mais. Os registros históricos PUE ajudam o administrador de TI na análise e na compreensão da eficácia do consumo de energia do centro de dados.

Resultados benéficos
Depois de adotar várias soluções verdes de refrigeração, energia e armários, é de esperar que este novo centro de dados obtenha os seguintes benefícios:

• Optimização PUE: O PUE melhorou de 2,01-1,44 (A partir de julho a outubro de 2014). Estima-se que atinja seu objetivo de se converter num centro de dados de nível ouro. O PUE, sem dúvida, pode melhorar ainda mais durante as condições de esfriamento livres de inverno.
   
• Economia de energia: O consumo total de energia diminuiu 30%.
• Economia de espaço: Espaço de centro de dados total reduzido de 170 + 130 = 300 m2 a 230 m2 com 23% de economia de espaço.

A unidade de negócios Soluções de Infraestrutura de Missão Crítica de Delta (MCIS) demonstra mais uma vez que suas soluções de infraestrutura de centros de dados InfraSuite são uma opção excelente para a construção altamente confiável e eficiente da energia para os centros de dados que oferecem escalabilidade, modularidade, normalização e facilidade de manutenção.