Com o advento da era dos grandes dados do 5G, a evolução das redes e o rápido desenvolvimento da indústria de dados, a escala dos grandes centros de dados (DC) vem crescendo cada vez mais, e o consumo de energia desses centros também está aumentando. Segundo estatísticas, o consumo nacional de eletricidade pelos data centers em 2018 foi de 160,889 bilhões de kWh, superando o consumo total de eletricidade de Xangai no mesmo ano e representando 2,35% do consumo total de eletricidade da China. Além disso, prevê-se que atinja 266,792 bilhões de kWh em 2023, com uma taxa média de crescimento anual de 10,64%, o que equivale aproximadamente à capacidade de geração de 2,5 usinas de Três Gargantas.
Mais importante ainda, o consumo de energia tornou-se um gargalo que limita o desenvolvimento dos serviços dos data centers. A tabela a seguir mostra a participação do consumo energético de cada configuração de sistema no data center. A partir da análise dos dados apresentados, verifica-se que, entre os consumos não relacionados à TI, cerca de 63% das perdas são atribuídas ao sistema de resfriamento do data center.
Em resposta ao elevado consumo de energia do sistema de resfriamento dos centros de dados, diversas soluções de economia de energia têm sido testadas na indústria. Como resultado, o Resfriamento Evaporativo Indireto (IEC) é uma das opções de resfriamento mais promissoras.
A figura a seguir apresenta o diagrama de funcionamento e o diagrama da estrutura do produto do sistema de resfriamento evaporativo indireto.
O sistema de resfriamento evaporativo indireto inclui principalmente três componentes essenciais: o trocador de calor de placas, o sistema de pulverização e o sistema de resfriamento complementar por compressor. Durante o processo de resfriamento, o ar a ser tratado dentro do centro de dados passa pelo dispositivo de troca de calor do ar. Primeiramente, o ar externo é utilizado para resfriar o ar interno fechado. Ao mesmo tempo, o sistema de pulverização lança água, aproveitando o calor do ar externo para evaporar no trocador de calor de placas, absorvendo calor e reduzindo a temperatura do ar a ser processado. Dessa forma, o ar circulante dentro do centro de dados é resfriado ao máximo. Ao longo de todo o processo, o ar interno permanece em circuito fechado, enquanto o ar externo opera em sistema aberto; o ar externo não entra diretamente no centro de dados, prevenindo assim a entrada de umidade e poluentes presentes no ar exterior. Como o ar tratado não entra em contato direto com a água, seu teor de umidade permanece inalterado, permitindo um resfriamento isotérmico do ar.
Modo de operação
Dependendo da temperatura externa, o sistema de ar‑condicionado por resfriamento evaporativo pode adotar três modos de operação.
Tomando como exemplo um único conjunto do sistema (selecionando o trocador de calor de placas BXB2000-2200-12.0), o cálculo de seleção mostra que, em comparação com um sistema puramente de refrigeração e ar-condicionado, ao adotar um sistema de resfriamento evaporativo indireto, o trocador de calor de placas sensível ao ar pode recuperar 194 kW por hora. O sistema de pulverização consegue absorver 686 kW de calor, resultando numa recuperação total de 880 kW de calor. Pode-se observar que a utilização de um sistema de resfriamento evaporativo indireto permite economizar 352 kWh de eletricidade por hora em relação ao sistema de resfriamento evaporativo, sendo o efeito de economia de energia significativo.
Apresentação do caso
