A procura de arrefecimento em centros de dados está a aumentar e os operadores de centros de dados estão a desempenhar um ato de equilíbrio. À medida que o bastidor e as cargas de trabalho aumentam com o aumento das funções e serviços de inteligência artificial (IA), os objetivos comerciais expandem-se e a transição dos centros de dados para tecnologias escaláveis, os operadores de instalações estão a encontrar técnicas e métodos para maximizar a utilização da água.
O que é a eficácia da utilização de água (WUE)?
À medida que os operadores encontram designs e inovações de arrefecimento eficientes, uma métrica e abordagem testadas envolve monitorizar a eficácia da utilização de água (WUE). A WUE mede a eficiência com que um centro de dados utiliza água para arrefecimento. Introduzida pela The Green Grid, tornou-se uma métrica chave, uma vez que a IA impulsiona densidades de bastidor até 130 kW. O Relatório de Utilização de Energia de Centros de Dados dos EUA de 2024 da Berkeley Lab avançou este aumento à medida que os dados mostraram que a WUE média nos centros de dados dos EUA aumentou de 0,36 kW para 0,45 kW – 0,48 kW à medida que os locais de hiperescala e colocation se expandiram.
Figura 1. Centro médio anual WUE nos centros de dados dos EUA (Fonte: Relatório de Utilização de Energia do Centro de Dados dos EUA Berkeley Lab 2024)
A monitorização WUE ajuda as equipas a identificar oportunidades para melhorar a utilização da água, otimizar estratégias de arrefecimento e tomar decisões informadas sobre atualizações de infraestruturas. Para as organizações, monitorizar a utilização e controlá-la pode traduzir-se em gastos de energia mais baixos da infraestrutura, menos dores de cabeça regulamentares e resiliência mais forte a longo prazo.
A equação abaixo calcula a quantidade de água que um centro de dados utiliza para suportar cada quilowatt-hora de energia de TI. Regra geral, um resultado mais baixo indica uma utilização mais eficiente da água.
O rastreio WUE define a linha de base. A melhoria começa frequentemente com a forma como os sistemas de arrefecimento gerem a reutilização da água, especialmente através do ciclo de concentração.
Ciclo de concentração: Uma alavanca para um melhor WUE
Equilibrar o ciclo de concentração (CoC) – a proporção de impurezas sólidas em água reutilizada e recirculada em comparação com água de maquilhagem descarregada e concentrada por evaporação – pode reduzir as necessidades de água de maquilhagem em até 20%, contribuindo para a poupança de custos. Alcançar um CoC equilibrado requer tratamento químico para controlar a incrustação e bio incrustação, que também protege os permutadores de calor a jusante. Os variadores de frequência (VFD) em ventiladores e bombas de torre podem reduzir o consumo de energia, fazendo corresponder a saída à procura, reduzindo indiretamente o consumo de água, reduzindo as taxas de evaporação. Estas medidas podem melhorar o WUE sem exigir alterações grossistas ao ciclo de arrefecimento.
Estratégias chave para otimizar a utilização de água do centro de dados
Embora o arrefecimento líquido permaneça eficaz, o seu papel deve ser ponderado em relação a alternativas emergentes.
- Sistemas de arrefecimento líquido de circuito fechado: Os sistemas de circuito fechado recirculam a água através de permutadores de calor, reduzindo a retirada de água em 50% a 70%, dependendo do clima e da carga. Este design reduz o tratamento químico, simplifica a monitorização e mantém a qualidade consistente da água. Mas também requer um planeamento cuidadoso para lidar com a rejeição de calor em ambientes de alta densidade, especialmente em áreas com restrições de disponibilidade de água.
- Sistemas de arrefecimento híbridos: Os sistemas híbridos combinam o arrefecimento de ar e líquido para melhorar o desempenho térmico, reduzindo a utilização de água. Estes sistemas funcionam frequentemente no modo seco durante a maior parte do ano, utilizando ar ambiente para rejeitar o calor e mantendo WUE próximo de zero. Funcionam bem em climas moderados, mas podem ter dificuldade em manter a eficiência em condições extremas ou durante cargas de pico.
- Líquidos de refrigeração de baixo GWP como alternativa prática: Para instalações que enfrentam restrições de água, os líquidos de refrigeração de baixo potencial de aquecimento global (GWP) proporcionam desempenho otimizado e tempo de atividade protegido, cumprindo novos regulamentos.
Monitorização e otimização em tempo real
A eficiência de arrefecimento depende mais do que do hardware, requer um control ode monitorização rigoroso e visibilidade em tempo real. Os sensores monitorizam as alterações de temperatura, a humidade e os dados de alimentação de fluxo em plataformas que ajustam os pontos de ajuste automaticamente com base na carga e nas condições climáticas. Sistemas como o Vertiv™ Liebert® iCOM™-S analisam centenas de pontos de dados para ajustar as temperaturas da água, as velocidades da ventoinha e a saída de arrefecimento. Isto pode reduzir as oscilações no WUE, sinaliza anomalias antecipadamente e suporta a manutenção preditiva. Para os operadores, isto também significa menos surpresas, melhor utilização de recursos e desempenho mais estável em cargas de trabalho em mudança.
Arrefecimento de escala sem necessidade de água de escala
A aplicação de estratégias focadas em WUE, como sistemas de circuito fechado, arrefecimento híbrido e controlos automatizados, pode suportar volumes de trabalho de alta densidade, mantendo o consumo de água estável. Esta abordagem ajuda os operadores a gerir a utilização de recursos de forma mais precisa, a reduzir os custos operacionais e a manterem-se alinhados com as normas ambientais.
Saiba como a Vertiv aplica estas estratégias em centros de dados reais. Explore o Relatório de Negócio Responsável 2024 da Vertiv para obter mais informações sobre a eficiência da água.
