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Contamos constantemente com serviços de data center para nos manter trabalhando, conectados e entretidos. No entanto, essas instalações usam quantidades significativas de energia e água, que foram destacadas pelo Lawrence Berkley National Laboratory e pela EPA como uma questão ambiental.
As empresas de data centers têm se empenhado em melhorar as práticas sustentáveis, mas quando se trata de conservação de água e energia, elas devem trabalhar em estreita colaboração com seu fornecedor de tratamento de água para alcançar seus objetivos ambiciosos.
É importante que o fornecedor de tratamento de água tenha a experiência necessária para abordar os sistemas de forma holística e determinar o melhor programa para equilibrar os equipamentos de proteção e, ao mesmo tempo, obter economia de água e energia.
A Parte 1 desta série de três partes sobre eficiência de data center se concentra na prevenção do uso excessivo de água.
Os data centers conscientes da água adotaram a métrica de eficiência do uso de água (WUE) para monitorar e gerenciar seu uso de água. Uma maneira de os data centers melhorarem o WUE é ficar à frente do consumo excessivo de água, procurando parâmetros de controle críticos em seu programa de tratamento de água.
O uso excessivo de água pode vir de várias áreas principais:
O transbordamento descontrolado ou a execução consistente de um programa de torre de resfriamento em ciclos de concentração desnecessariamente baixos pode custar milhões de galões de água a um data center por ano.
Considere um único sistema de 500 toneladas funcionando a uma carga média anual de 65%. Executar o sistema a 2,0 ciclos de concentração em vez de 3,0 ciclos de concentração mais altos consome mais 1,94 milhão de galões de água por ano*.
Uma parte fundamental do tratamento de água do data center é analisar regularmente a água de reposição recebida e definir faixas de controle do programa da torre de resfriamento que minimizem o consumo de água sem colocar o sistema em risco de incrustação.
Os data centers precisam de programas de tratamento de água projetados com a conservação da água em mente, e é importante comunicar parâmetros de controle críticos com parceiros de tratamento de água regularmente para mitigar o uso excessivo de água.
As faixas de controle para métricas de economia de água, como condutividade e ciclos alvo de concentração, podem ser comunicadas aos operadores de data centers por meio de relatórios de serviço regulares. Além disso, controladores de torre de resfriamento e sistemas de gerenciamento de edifícios podem ser programados com alarmes para notificar os operadores se os principais parâmetros de controle, como condutividade, se desviarem da faixa de controle estreita.
É claro que todos os sistemas são diferentes, e a devida diligência é necessária para determinar a viabilidade de utilizar esses métodos. Sempre consulte os manuais e guias dos seus equipamentos.
*Com base em cálculos feitos no configurador e calculador de resfriamento CTVista®+ da ChemTreat
A Parte 1 desta série discutiu os principais fatores para mitigar o uso excessivo de água em data centers. A gestão de energia é outra área de foco para essas instalações, especificamente quando se trata de troca de calor.
Os data centers usam cerca de 2% da energia nos EUA, mas não houve um modelo ideal para avaliar a eficiência energética devido à rápida evolução dos projetos de data centers. As densidades dos racks em instalações de dados modernas podem variar de 40 a 500 W/pés2 e resultar em carga de calor desigual, tornando a modelagem típica de energia de edifícios comerciais um ajuste ruim. Além disso, os equipamentos de TI, refrigeração e HVAC nem sempre estão evoluindo na mesma proporção.
Os operadores medem a eficácia do uso de energia (PUE) como uma maneira de controlar o consumo de energia em suas instalações.
Às vezes, os operadores podem ignorar o impacto que o tratamento inadequado de água pode ter sobre o consumo de energia. A incrustação microbiológica em sistemas de troca de calor no lado da água e água resfriada pode ser o culpado que faz ou quebra as metas de PUE e sustentabilidade de um local.
Em superfícies de troca de calor no lado da água, a incrustação não só resultará em um consumo de energia muito maior devido à baixa eficiência de troca de calor, mas muitas vezes encurtará a vida útil do próprio equipamento de troca de calor.
A incrustação microbiológica também pode ser um grande problema em sistemas de água resfriada, especialmente quando grandes tanques de armazenamento térmico são usados. O controle microbiológico adequado é frequentemente negligenciado nesta área porque a água resfriada é considerada um sistema “fechado”. No entanto, o baixo fluxo no tanque cria uma área madura para sedimentar, promovendo o crescimento de bactérias e biofilme.
Quando o biofilme se espalha e se estabelece nas superfícies de troca de calor, ele inibirá significativamente a eficiência da troca de calor. Considerando que a condutividade térmica de cobre, alumínio e aço inoxidável é de 384,0, 138,5 e 16,3 W/mK, respectivamente, a condutividade térmica do biofilme é em média de 0,65 W/mK1. Uma camada de biofilme que reduz o diâmetro do tubo em 10% reduziria a troca de calor em 55%.
Na linguagem dos custos operacionais, uma camada de biofilme de 0,6 mm de espessura em superfícies de troca de calor de um resfriador de 500 toneladas custaria US$ 15.000 adicionais por ano para operar.
A falha prematura e inesperada do equipamento pode ser uma ameaça ao tempo de atividade e à confiabilidade do data center. A vida útil do tubo do resfriador é drasticamente reduzida por problemas microbiológicos persistentes. Tirar o equipamento de linha para retubagem ou substituição não é barato nem ideal para preservar a redundância. O mesmo resfriador de 500 toneladas custaria quase US$ 125.000 para retubar ou US$ 350.000 para substituir completamente.
Os data centers da geração 5 estão se afastando constantemente dos sistemas tradicionais de resfriamento de instalações de resfriamento, optando por soluções mais modulares projetadas para serem mais eficientes em termos de água e energia.
Essas estratégias de resfriamento de nova geração ainda dependem muito da água para resfriamento e não estão sem seus desafios de tratamento. Os micróbios ainda se proliferam nesses sistemas, e programas de pré-tratamento ou prevenção de água adequados são necessários para preservar a vida útil do equipamento. Não implementar uma estratégia de tratamento apropriada pode levar a riscos à saúde por meio de patógenos transmitidos pela água e substituição desnecessária precoce do meio de resfriamento. Um pouco de manutenção preventiva pode ajudar muito em sistemas de refrigeração de nova geração.
Entre em contato com a ChemTreat hoje mesmo para obter uma consulta sobre manutenção preventiva em seus sistemas de resfriamento. Nossa equipe tem experiência em ajudar os clientes de data centers a resolver seus desafios de tratamento de água.
Lembre-se sempre de que todos os sistemas são diferentes e que é necessário o devido empenho para determinar a viabilidade de utilizar esses métodos. Consulte os manuais e guias do seu equipamento.
Nas partes 1 e 2, discutimos a importância do tratamento de água para manter a eficiência do data center.
No entanto, simplesmente adicionar produtos químicos aos sistemas de água de resfriamento não é suficiente. A criação de um programa de tratamento de água que proteja a eficiência da troca de calor e minimize o uso de água adota uma abordagem holística.
Os data centers dependem de uma equipe enxuta, por isso é fundamental ter um parceiro de tratamento de água para atuar como parte da sua equipe e executar programas para alcançar suas metas de PUE, WUE e sustentabilidade.
Os tratadores de água devem se comunicar com os operadores de data centers regularmente para garantir que os programas de alimentação de produtos químicos estejam alinhados com os cronogramas de circulação de manutenção preventiva.
Os testes regulares de água podem incluir coisas como equilíbrios minerais e análise de bactérias laboratoriais para procurar indicadores de incrustação e formação de biofilm eantes que se tornem desafios insuperáveis.
Um programa de tratamento de água que usa uma estratégia reacional acabará custando mais em mão de obra, química, anos de equipamentos e tempo de inatividade em comparação com um programa que usa uma abordagem consistente e proativa.
A ChemTreat está aqui para ajudá-lo a gerenciar seu programa de tratamento de água com eficiência. Montamos uma equipe altamente experiente, pronta para ajudá-lo a implementar um programa de tratamento de água personalizado para as necessidades exclusivas do seu sistema.
A equipe da ChemTreat pode ajudar suas instalações a desenvolver uma estratégia vencedora de tratamento de água.
Nossos programas podem incluir:
Citações:
Estimativa de custo baseada em um resfriador de 500 toneladas com 3.000 horas operacionais anuais e um custo de eletricidade de US$ 0,09/kWhr.
Fontes adicionais
Quer saber onde você pode causar o maior impacto na melhoria da PUE? A ChemTreat está oferecendo uma avaliação e um relatório gratuitos de sustentabilidade para ajudar você a identificar onde e como está usando água e energia. Também podemos oferecer recomendações importantes para ajudá-lo a alcançar suas metas de economia de água e energia. Solicite sua avaliação gratuita hoje mesmo!
Consultor técnico do setor
Valerie Richter se formou na Rutgers University e começou sua carreira em pesquisa médica. Mudando para o tratamento de água em 2012, ela esteve fortemente envolvida na nova construção e inicialização de sistemas em vários setores. Agora, consultoria em aplicações de águas residuais e brutas, bem como resfriamento e caldeira, ela mantém uma abordagem baseada em pesquisa para a solução de problemas e está envolvida em vários projetos de P&D e esforços de desenvolvimento de treinamento. Ela é apaixonada pela sustentabilidade e por encontrar soluções ecológicas
