Com as densidades dos racks e as cargas térmicas atingindo novos patamares, os operadores de data center estão buscando melhorar as soluções para eficiência do resfriamento além de apenas escolher dentre unidades específicas. Configurações flexíveis e planos gerais para as instalações devem estar alinhados com os layouts das salas, trajetórias do fluxo de ar, metas empresariais e planos de expansão.
O confinamento do data center é uma estratégia que usa barreiras físicas, como portas, forros ou divisórias, para isolar os fluxos de ar quente e de ar frio dentro do ambiente de TI para evitar a mistura. Dependendo da solução de confinamento e da estratégia adaptada ao ambiente, o fluxo de ar é direcionado para as entradas de ar dos equipamentos de TI ou confinado para o retorno controlado às unidades de resfriamento, promovendo a eficiência energética.
Estratégias de confinamento – através da separação do ar quente e do ar frio – envolvem controlar o fluxo de ar. Ao minimizar o fluxo de ar de bypass, a mistura de ar quente e frio aleatoriamente e a recirculação, a sala de TI pode dar suporte a densidades maiores de racks, suportar temperaturas da entrada de ar mais consistentes e permitir a resiliência dos equipamentos.
Por que o confinamento de data centers é importante
O confinamento estabiliza o fluxo de ar em implementações mistas, limita o transbordamento na transferência de calor de racks resfriados a líquido e dá suporte a temperaturas consistentes da entrada de ar. Embora o resfriamento líquido seja fundamental para gerenciar densidades extremas de racks, os sistemas de confinamento de corredor quente (HAC) capturam e isolam o ar quente de exaustão, e os sistemas de confinamento de corredor frio (CAC) enclausuram e direcionam o ar frio de suprimento. Ambas as abordagens continuam sendo essenciais, uma vez que a maioria dos ambientes de alta densidade ainda mistura filas resfriadas a ar ou com resfriamento híbrido.
Fig 1. O Vertiv™ SmartAisle™ é uma solução de confinamento que integra racks, resfriamento, alimentação de energia e monitoramento para otimizar o fluxo de ar, reduzir o uso de energia e melhorar a eficiência do data center.
O confinamento do data center direciona o fluxo de ar através de zonas térmicas e layout dos racks, mantendo as temperaturas estáveis à medida que a densidade e as cargas de computação aumentam. O planejamento precoce das estratégias de confinamento melhora a performance do resfriamento, reduz o uso de energia e otimiza a infraestrutura que pode escalar de forma eficiente com o crescimento das demandas operacionais.
- A demanda por resfriamento está aumentando: A Pesquisa Global sobre Data Centers do Uptime Institute de 2025 mostra que um em cada oito data centers agora implementa racks de 30 a 59 kW, com alguns excedendo 100 kW. Essas densidades são cada vez mais comuns em novas construções e em retrofits, impulsionadas pelas cargas de trabalho da AI e a computação acelerada. À medida que as cargas térmicas aumentam, os operadores precisam de estratégias de resfriamento que escalem com a demanda sem comprometer a eficiência ou a flexibilidade do layout.
- A energia é uma fonte fixa: Com o uso de energia do data center projetado para dobrar até 2030, governos e concessionárias não estão mais concedendo alocações de energia adicionais, exigindo que os data centers operem dentro de limites de energia definidos. As estratégias de confinamento reduzem a energia necessária para o resfriamento, permitindo que a energia seja realocada para funções mais essenciais, como cargas de trabalho de computação, e podem expandir as horas de economização.
- As normas ambientais estão moldando as expectativas do gerenciamento do resfriamento: Os requisitos de eficiência estão evoluindo em todo o mundo, e os operadores precisam de maneiras práticas de trabalhar dentro de suas alocações de energia. As estratégias de confinamento afetam diretamente o consumo de energia das instalações do data center, uma vez que - juntamente com outros métodos e técnicas - a economia operacional e de custos pode ser realocada para outros requisitos da instalação.
Confinamento em ambientes de alta densidade e resfriamento líquido
As técnicas de confinamento não se limitam ao resfriamento a ar tradicional. Em implementações de alta densidade que usam trocadores de calor de porta traseira (RDHX) ou circuitos de resfriamento direto ao chip (DtC), essas técnicas de confinamento podem ajudar a estabilizar a temperatura ambiente separando as zonas quentes e frias. Isso permite que os sistemas de resfriamento líquido operem sem interferência do ar recirculado e ajuda a manter condições consistentes em todo o espaço.
Em configurações de resfriamento híbrido, o confinamento limita o calor residual dos racks resfriados a líquido para a zona mais próxima, reduzindo a carga do lado do ar e mantendo os ambientes mistos estáveis. De acordo com médias estimadas, um design pronto para alta densidade deve ser capaz de dar suporte a:
- 20–30 kW por rack em filas resfriadas a ar
- 35–50 kW com RDHXs, e
- Até 100–130 kW em implementações de IA com resfriamento líquido ou híbrido
O gerenciamento preciso do fluxo de ar é fundamental para isso, evitando o bypass e fornecendo ar condicionado diretamente à carga.
A evolução da inteligência artificial (IA) e do aprendizado de máquina (ML), principalmente por meio de tecnologias como ChatGPT e modelos de linguagem de grande porte (LLM), aumentou a demanda por computação de alta performance (HPC).
Soluções de confinamento de corredor quente e corredor frio
• Confinamento de corredor quente (HAC): Este design usa espaços fechados em torno das áreas de exaustão do servidor para canalizar o ar quente diretamente para os sistemas de resfriamento através de barreiras físicas (por exemplo, portas e forros). Esse isolamento evita a recirculação do ar quente, particularmente eficaz para racks de servidores densos que geram calor substancial.
Fig 2. Corredores quentes são fechados para capturar o ar de exaustão dos servidores, enquanto o ar frio entra do piso elevado para a parte frontal dos servidores. O ar quente é direcionado para dutos de retorno ou resfriamento suspenso para melhorar a eficiência. As setas marcam as trajetórias do fluxo de ar.
• Confinamento de corredor frio (CAC): Este design envolve áreas de entrada de ar dos servidores usando painéis laterais e barreiras aéreas para concentrar o fluxo de ar frio. Ele se integra perfeitamente com ambientes de piso elevado, unindo-se com a distribuição de ar sob o piso para entregar resfriamento com precisão. O CAC separa com mais eficácia os fluxos de ar quente e frio, concentrando-se no direcionamento do ar de fornecimento para as entradas de ar dos servidores, e é considerado benéfico em retrofits de piso elevado.
Fig 3. Os corredores frios são fechados para direcionar o ar frio para a parte frontal dos servidores, enquanto o ar quente de exaustão é liberado no corredor quente e direcionado para fora para melhorar a eficiência. As setas marcam as trajetórias do fluxo de ar.
Estratégias operacionais para o confinamento de data centers de alta densidade
Os sistemas híbridos combinam HAC, CAC e dutos de exaustão vertical para o gerenciamento adaptável do fluxo de ar. Eles são ideais para data centers de hyperscale ou colocation com cargas de trabalho e layouts em constante mudança. Os sistemas híbridos equilibram a flexibilidade e a eficiência do resfriamento ao combinar o ar localizado na fila, trocadores de calor de porta traseira e circuitos de resfriamento direto ao chip para segregar o calor e manter as temperaturas da entrada de ar estáveis.
Combinando a estratégia com as cargas de trabalho necessárias
O HAC se destaca em ambientes de alta densidade com cargas de trabalho que geram muito calor, como a inteligência artificial (IA) e o aprendizado de máquina, onde o isolamento do seu ar quente melhora significativamente a eficiência do resfriamento. A abordagem direcionada do CAC evita hotspots e otimiza a performance do resfriamento, tornando-a ideal para as seguintes aplicações:
- Data centers modernos com densidades de rack variáveis
- Retrofits de piso elevado ou
- Ambientes que exigem controle preciso da temperatura.
A escolha entre os sistemas depende principalmente da densidade dos racks, da infraestrutura de resfriamento existente e das limitações dadas pelo layout da instalação.
Saiba mais:
As cargas de trabalho de alta densidade da IA estão levando os data centers em direção ao resfriamento híbrido adaptativo para atender às demandas de gerenciamento térmico. Veja como a indústria está ficando à frente do calor.
Confinamento que se mantém atualizado
À medida que a demanda por resfriamento para maior densidade de computação aumenta, o confinamento se torna cada vez mais uma escolha central do design. Ele afeta diretamente os custos operacionais, a eficiência energética e a escalabilidade da infraestrutura. A Vertiv projeta estratégias de confinamento adaptadas ao layout do seu site, às suas metas de densidade dos racks e às prioridades para a energia. Entre em contato com a equipe da Vertiv hoje mesmo.
