Fonte:JASE-W Tecnologias e Produtos Energéticos Inteligentes Japoneses, 2015
http://www.jase-w.eccj.or.jp/technologies-p/index.html
O-06
Palavra-chave
Y3
equipamento ou instalação
Z4
eletricidade
E29
máquinas elétricas
Hitachi, Ltd.
Sistema de refrigeração local voltado para Centros de Processamento de Dados
Features
Características
O sistema de refrigeração localizada “Ref Assist” destinado ao Centro de Dados, em comparação com os
sistemas convencionais CRAC (saída de ar condicionado sob o pavimento), é um sistema de ar condicionado
que permite atingir uma significativa eficiência energética, expandir a instalação dos servidores e minimizar o
espaço sob o piso, instalando a unidade de resfriamento na parte superior dos gabinetes dos servidores.
Basic Concept
orPrincípios
Summary
Descrição
Geral ou
do Sistema
O método convencional da saída de ar condicionado sob o piso (Figura: 1) instala os equipamentos de ar
condicionado em ambos os lados do servidor para recolher o calor residual da parte superior dos
condicionadores de ar e fornecer ar frio por debaixo do piso para a refrigeração total do servidor, exigindo
grande energia para impulsionar a circulação do ar.
Frente ao método convencional, o sistema de refrigeração local “Ref Assist” (Figura: 2) conta com as
seguintes características com a instalação da unidade de resfriamento local suspenso na parte superior do
servidor.
Pela redução da perda de pressão causada pela circulação de ar, permite reduzir grande quantidade
de energia de ventilação.
Permite aumentar a quantidade de gabinetes do servidor, instalando no local dos ar condicionadores
antes instalados no piso.
Permite diminuir a altura do piso por não necessitar a ventilação no piso como era realizada no
método de ar condicionado convencional.
E, o sistema de refrigeração local “Ref Assist” adota o sistema de resfriamento utilizando a circulação
natural de refrigerante (Figura: 3).
Com a circulação natural do refrigerante, o fluido refrigerante dentro da unidade de resfriamento é
aquecido e evaporado através do calor emitido pelo servidor. Após a evaporação, a densidade relativa do
refrigerante se torna leve, o refrigerante sobe dentro do tubo sólido e alcança até o transformador de calor
de água fria e refrigerante. Pelo transformador de calor de água fria e refrigerante, ela transforma em
fluido pela água fria. A densidade relativa do fluido refrigerante torna pesada e o fluido refrigerante retorna
dentro da unidade através da gravidade. Assim, sem nenhuma energia propulsora, é possível fazer o
refrigerante circular naturalmente.
Além disso, combinando fontes de energia de alta eficiência como máquinas de refrigeração de INV tabo e
free cooling para o sistema de refrigeração local (Figura: 4), é possível economizar até 60% de energia se
comparado com o método convencional.
Unidade de resfriamento
localizado tipo suspenso no teto
Ar condicionador
colocado no
pavimento
Gabinete do
servidor
Espaço para ventilar
o ar condicionador
600-800mm
Figura 1: Método convencional
(Método de ar condicionado para expelir o ar do pavimento)
Aumento de gabinetes
do servidor
Espaço de cabo de
potência 300mm
Figura 2: Método de unidade de resfriamento
localizado tipo suspenso no teto
Torre de resfriamento p/FC
Descer pelo
próprio peso.
Transformador de calor
de água fria e refrigerante
Transformador de calor
de água fria e refrigerante
Através da
gravidade eleva.
17˚C
25˚C
Fluido
refrigerante
Altura da unidade do
transformador
Necessário mais de
3,7mm
Água fria
Água fria=12˚C
“Ref. Assist”
Tipo suspenso no teto
Refrigerante=20˚C
Máquina de
refrigeração
Gas refrigerante
Ventilação Cremalheria
do servidor
Rack
Rack
Rack
Rack
Rack
Unidade de
resfriamento
Figura3: Princípio da circulação natural de refrigerante
Cremalheria do servidor
Figura4: Combinação de alta eficiência de fonte de energia
Efeitos de Economia de Energia e Itens Específicos
O-06
Eficiência do sistema de refrigeração localizada: 60% de economia de energia
[Detalhe de 60 % de economia de energia]
(Estimativa, comparado com o método convencional)
• Redução de energia de transmissão do ar através da refrigeração localizada
• Redução de energia de transmissão do fluído refrigerante através da circulação natural do
refrigerante
• Redução de energia de fonte de energia através de fontes de alta eficiência e free cooling
35%
5%
20%
Economia energética através da alta eficiência de fonte e energia natural (20%)
“Ref Assist”
Transformador de calor de
água fria e refrigerante
Água fria (17ºC)
Água fria (12ºC)
Refrigerante (22ºC)
Refrigerante (18ºC)
Redução da energia de
transmissão do ar através
do ar condicionador local
(35%)
Torre de resfriamento p/ FC Torre de resfriamento
Máquina de
refrigeração INV tabo
Unidade suspensa no teto para
resfriar localmente pela
circulação natural de refrigerante
Cabo de comunicação
Cermalheria
Cermalheria
Cermalheria
Cermalheria
Cermalheria
Cermalheria
Consumo de
eletricidade de
ar condicionado
Cabo de potência
Redução da energia de transmissão
do refrigerante através da circulação
natural de refrigerante (5%)
Comparação com pacotes do sistema convercional de computação de 2004
O sistema de refrigeração local foi publicado na Best Practice da ITU (União Internacional de
Telecomunicação)*1
[Detalhe sobre o “Método de refrigeração local” publicado na Best Practice da ITU]
1. Considerando a “Eficiência de espaço”, recomendamos selecionar “Refrigeração local tipo suspenso no teto”
para Centros de Dados onde os gabinetes dos servidores integram grandes volumes (Ex. Acima de 5~8 kW/rack)
de alta densidade.
2. Considerando a “Eficiência energética”, recomendamos selecionar “Refrigeração local tipo suspenso no teto”
para o local do Centro de Dados situado em regiões de ambiente de temperatura alta de bulbo úmido (Ex. Acima
de 15°C).
Para o local do Centro de Dados situado em regiões de ambiente de temperatura baixa de bulbo úmido (Ex.
Abaixo de 15°C), recomendamos selecionar o “Refrigeração pelo ar” ou “Refrigeração a vapor”.
3. Considerando ambos, “Eficiência de espaço” e “Eficiência energética”, recomendamos selecionar “Refrigeração
local tipo suspenso no teto” para o local do Centro de Dados situado em regiões de clima ameno (Ex. 15°C de
bulbo úmido).
(Clik “ITU-T Recommendations” da http://www.itu.int/ITU-T/ da HP da ITU-T)
*1 ITU: União Internacional de Telecomunicação (International Telecommunication Union)
É uma organização específica de Nações Unidas com o objetivo de promover a padronização da área de
telecomunicações e comunicações sem fio, desenvolver tecnologia de comunicação elétrica, administrar frequência
de comunicação, etc. Rede em Genebra na Suiça.
Implementações Realizadas ou Previstas
JAPÃO
2012: Introdução do sistema de refrigeração local por um empreendedor do setor de comunicação
Tipo suspenso no teto, de emissão dupla, 30 kW x 89 unidades
2012: Introdução do sistema de refrigeração local por um empreendedor do setor de comunicação
Tipo suspenso no teto, de emissão simples, 15 kW x 244 unidades
2013: Introdução do sistema de refrigeração local por um empreendedor de Central de Dados
Tipo suspenso no teto, de emissão simples, 15 kW x 58 unidades
Tipo suspenso no teto, de emissão dupla, 30 kW x 25 unidades
2014: Introdução do sistema de refrigeração local por um empreendedor de Central de Dados
Tipo suspenso no teto, de emissão simples, 15 kW x 186 unidades
EXTERIOR
2010: Introdução do sistema de refrigeração local pela Inglaterra
Tipo In-Row, 22kW x 4 unidades
Tipo porta: 10 kW x 11 unidades
2010: Introdução do sistema de refrigeração local pela Holanda
Tipo In-Row, 14 kW x 4 unidades
Tipo porta: 10 kW x 4 unidades
2012: Introdução do sistema de refrigeração local por Cingapura Tipo In-Row, 22 kW x 14 unidades
2014: Introdução do sistema de refrigeração local por um empreendedor do setor financeiro da China
Tipo suspenso no teto, de emissão simples, 15 kW x 16 unidades
Contacto: Hitachi, Ltd., Infrastructure Systems Company, Planning & Technical Engineering Department,
Facility Design ＆ Engineering Division, Industrial Plant Solutions Division
Tel: +81-3-5928-8573
Fax: +81-3-5928-8756
www.hitachi.co.jp