Opções de refrigeração para equipamento de bastidor com fluxo de ar lateral

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1 Opções de refrigeração para equipamento de bastidor com fluxo de ar lateral Por Neil Rasmussen Aplicação técnica nº 50

2 Sumário Executivo O equipamento com fluxo de ar lateral apresenta desafios de refrigeração especiais aos centros de dados actuais. As montagens e as disposições de bastidores comuns são essencialmente incompatíveis com a refrigeração lateral, o que provoca temperaturas excessivas e em última análise reduz a fiabilidade do equipamento. Esta nota descreve estes desafios bem como diversos efeitos colaterais que normalmente são considerados negativos. São descritas diversas opções de refrigeração, bem como os seus custos e benefícios relativos. 2

3 Introdução Os centros de dados e salas de rede que foram concebidas para padrões de fluxo de ar do tipo ala quente / ala fria são mais eficazes quando o equipamento do bastidor é sujeito a um fluxo de ar frontal, tal como é demonstrado na Figura 1. A grande maioria dos servidores e dispositivos de armazenamento montados em bastidor utilizam o fluxo de ar frontal. No entanto, muitos tipos de comutadores e routers encontram-se limitados pela sua concepção básica e necessitam de um fluxo de ar lateral. Figura 1 Método de refrigeração em alas quentes / alas frias Ala fria Frontal Posterior Ala quente Fornecimento de ar frio Esta situação representa um problema para a tendência de convergência actual de redes de dados / voz / vídeo. No passado, os sistemas telefónicos encontravam-se localizados em pequenas salas seguras e independentes, mas com o surgimento da estratégia de convergência, todo o equipamento de dados, voz e vídeo passou a ser colocado em bastidores normalizados. Outra tendência que influenciou a estratégia de convergência foi o surgimento das redes de armazenamento (SAN) em que o equipamento de armazenamento passou a ser utilizado com dispositivos de comutação, como por exemplo, routers. À medida que estas tendências conquistaram adeptos, os gestores de TI descobriram que era necessário combinar equipamento com fluxos de ar lateral com equipamento que utilizava o tradicional fluxo de ar frontal. 3

4 Quer o equipamento tenha sido concebido com refrigeração frontal, quer com refrigeração lateral, torna-se essencial a existência de um fornecimento de ar fresco adequado. Se este fornecimento não existir, a disponibilidade do equipamento e dos processos de negócio que estão a ser suportados por este vai ser extremamente prejudicada, uma vez que a duração da vida útil de um dispositivo electrónico se encontra directamente relacionada com a sua temperatura de funcionamento. De acordo com o MIL-HNBK 338, por cada subida de 10 C (18 F) de temperatura acima do valor nominal, a vida útil do equipamento é reduzida para metade. Na Figura 2 é apresentado um exemplo do efeito da temperatura sobre os componentes electrónicos. A vida útil e fiabilidade dos condensadores de película diminuem significativamente à medida que a temperatura aumenta. Figura 2 Efeito da temperatura sobre a fiabilidade do condensador de película Algumas das soluções mais comuns que os utilizadores implementaram para resolver o problema do fluxo de ar lateral não resolvem de forma eficaz a situação e apresentam custos invisíveis. Estas s oluções são analisadas mais pormenorizadamente ao longo desta nota, mas para que seja possível compreender o efeito das soluções mais eficazes e efectuar o diagnóstico dos problemas, os utilizadores dos centros de dados devem familiarizar-se com os princípios de refrigeração básicos descritos na secção seguinte. Requisitos básicos de fluxo de ar O fluxo de ar existente em qualquer bastidor e em redor deste é essencial para o desempenho de refrigeração. O factor determinante para a compreensão do fluxo de ar no bastidor é o reconhecimento de dois princípios fundamentais: O sistema de ar condicionado mais adequado encontra-se na entrada de ar do equipamento O fluxo de ar para o interior e para o exterior do equipamento não deve ser limitado 4

5 No caso do equipamento com refrigeração frontal, as montagens de bastidores podem facilitar uma função extremamente importante para o sistema de fluxo de ar (quando utilizado de forma adequada), uma vez que evitam que o ar quente regresse à entrada de ar do equipamento. O ar viciado do equipamento encontra-se ligeiramente pressurizado e este facto combinado com o efeito de aspiração verificado na entrada do equipamento que conduz a uma situação em que o ar viciado é induzido a regressar à entrada de ar do equipamento, tal como é ilustrado pela Figura 3A. A magnitude deste efeito é muito superior à influência do efeito de flutuabilidade do ar quente viciado, o qual se acreditava provocar o afastamento natural do ar viciado quente do equipamento. No caso do fluxo de ar da parte frontal para a parte posterior, o bastidor, o equipamento e os painéis de obturação proporcionam uma barreira natural, a qual aumenta significativamente o comprimento do caminho de recirculação do ar e consequentemente reduz a entrada de ar viciado quente no equipamento, tal como é ilustrado pela Figura 3B. No entanto, estas importantes funções não são válidas para o equipamento com fluxo de ar lateral. Figura 3 Recirculação de ar através de um painel de obturação inexistente (fluxo de ar frontal) 3A Sem painéis de obturação 3B Com painéis de obturação É um ponto assente que todo o equipamento nos modernos centros de dados beneficia muito mais com o fluxo de ar frontal. Infelizmente, a função de alguns equipamentos não permite pura e simplesmente a sua implementação. Por exemplo, na Figura 4, muita da superfície frontal deste router encontra-se ocupado com diversas portas e cabos de dados, os quais não permitem a passagem de ar refrigerado através da parte frontal do comutador. A colocação de portas na zona lateral do router permitiria a entrada de ar através da zona frontal mas não seria muito prática para as necessidades de acesso do pessoal de TI. Por essa razão, o actual método de refrigeração lateral utilizado em dispositivos como routers é uma estratégia menos eficaz mas muito mais prática. 5

6 Figura 4 Router com fluxo de ar lateral Questões relativas ao fluxo de ar aquando da utilização de refrigeração lateral Na secção anterior explicou-se que o ar viciado do equipamento montado em bastidor é naturalmente aspirado novamente pela entrada de ar e que os painéis de obturação evitam a circulação deste tipo de fluxo de ar quando é utilizada uma estratégia de refrigeração frontal. No entanto, sempre que é utilizado o fluxo de ar lateral, existem três problemas graves que permitem que o ar viciado quente regresse à entrada de ar e provoque um aumento da temperatura do ar de entrada no equipamento. São eles: 1) Equipamento adjacente 2) Impossibilidade de separar o ar de entrada do ar viciado 3) Montagem num bastidor Estes problemas tornam-se mais graves à medida que a densidade de potência do bastidor ou montagem (a potência total de consumo de todo o equipamento existente em cada bastidor) aumenta. Equipamento adjacente Normalmente, o equipamento com fluxo de ar lateral encontra-se montado em bastidores de armação aberta para facilitar o arrefecimento. No entanto, este facto apresenta consequências muito sérias quando os bastidores são colocados numa fila com equipamento instalado em bastidores adjacentes. Se tal acontecer, pode existir equipamento com a sua entrada de ar alinhada directamente com a saída de ar do equipamento adjacente. A entrada de ar do equipamento pode apresentar um valor 10 C (18 F) superior à temperatura ambiente, o que é normalmente uma condição aceitável. Além disso, se um conjunto desses bastidores se encontrar montado em fila, a temperatura de entrada de cada bastidor seguinte torna-se maior à medida que o ar progride de um bastidor para outro, provocando um aumento significativo das temperaturas de entrada, tal como é indicado pela alteração das cores das setas da Figura 5. O sobreaquecimento devido à saída de ar viciado de equipamento adjacente, tal como é aqui descrito, é uma ocorrência bastante comum. A resolução de questões de refrigeração com bastidores de armação aberta torna-se muito complicada porque os padrões do fluxo de ar são difíceis de prever. 6

7 Figura 5 Equipamento com fluxo de ar lateral em bastidores de armação aberta Ar quente Ar frio Impossibilidade de separar o ar de entrada do ar viciado Na grande maioria das instalações de equipamento com fluxo de ar lateral, não se encontra previsto o bloqueio ou separação do ar viciado de modo a evitar que este regresse à entrada de ar do equipamento. O fluxo de ar pode simplesmente sair, rodear a zona posterior do equipamento e regressar à entrada existente no outro lado, tal como acontece no caso do equipamento refrigerado frontal e cujo procedimento é descrito na Figura 3A. Além disso, o equipamento com fluxo de ar lateral é normalmente montado verticalmente no interior de um bastidor. Quer isto dizer que o ar viciado dispõe da possibilidade adicional de subir ou descer em relação ao equipamento e regressar à entrada de ar existente no outro lado; este caminho é normalmente mais curto do que o caminho que rodeia a zona posterior do equipamento. De qualquer forma, sempre que o ar viciado regressa e se mistura com o ar fresco, a temperatura na entrada do equipamento sofre um aumento que não é de forma alguma desejável. 7

8 Montagem num bastidor Tal como já foi indicado na introdução, é preferível montar num bastidor equipamento que utilize um fluxo de ar lateral. No entanto, ao contrário do fluxo de ar frontal, em que a presença do bastidor melhora a refrigeração, essa mesma situação prejudica o efeito da refrigeração lateral. A zona lateral do bastidor oferece uma ligeira resistência adicional à entrada de ar fresco, funcionando igualmente como uma barreira à saída do ar viciado quente. Quando esta resistência adicional se combina com a tendência natural do ar viciado para regressar à entrada de ar do equipamento, o seu efeito é devastador. Uma parte substancial do ar viciado regressa à entrada de ar. Esta situação torna-se ainda mais negativa caso seja colocado equipamento adjacente em filas de bastidores sem que seja colocada uma barreira de ar entre os bastidores. A utilização de bastidores com equipamento que utiliza o fluxo de ar lateral aumenta significativamente os efeitos negativos descritos nas secções anteriores. No entanto, existe uma grande diversidade de soluções que permitem utilizar bastidores com equipamento onde se verifica fluxo de ar lateral; estas soluções são descritas posteriormente nesta nota. A pretensão de eliminar o sobreaquecimento faz com que os utilizadores implementem diversas alterações com o objectivo de reduzir a temperatura do equipamento com fluxo de ar lateral. Apesar de ser possível reduzir a temperatura do equipamento, as soluções convencionais apresentam frequentemente outros custos invisíveis. Alguns métodos que permitem reduzir a temperatura do equipamento provocam o funcionamento ineficaz do sistema de refrigeração e podem pôr em causa a redundância da refrigeração. Para compreender estes custos torna-se importante ter em consideração os factores que influenciam os custos de refrigeração. Factores que influenciam os custos de refrigeração O custo da refrigeração é um custo significativo. Em muitas instalações, a electricidade consumida pelo sistema de refrigeração representa quase metade do valor total de consumo do centro de dados. O gasto operacional da electricidade apenas para o sistema de refrigeração é frequentemente um dos factores que mais contribui para o custo total da exploração ao contrário do investimento inicial de capital nos sistemas de refrigeração e alimentação. Por esta razão, torna-se importante evitar o desperdício de energia no sistema de refrigeração. A quantidade de potência ou carga de refrigeração exigida por um centro de dados não é afectada pela recirculação; no entanto, a eficácia dos sistemas de refrigeração é significativamente e adversamente afectada. A razão subjacente a este facto é que um sistema com uma recirculação significativa apresenta as seguintes características: A) Requer ar fresco com uma menor temperatura para fazer face à mistura de ar viciado quente B) Permite o regresso de ar mais fresco à unidade de ar condicionado devido à mistura de ar fresco no ar viciado quente C) A temperatura de regresso do ar condicionado mais fresco provoca uma desumidificação que deve ser compensada através de uma desumidificação suplementar 8

9 A recirculação e as respectivas zonas mais quentes podem provocar um aumento superior a 10% em custos de electricidade da unidade de ar condicionado e requerer a instalação de unidades adicionais, cujos custos de investimento e funcionamento devem igualmente ser suportados. Além disso, pode não ser possível corresponder às expectativas relativas à capacidade do sistema para funcionar apenas com uma unidade em caso de manutenção. Estas questões são analisadas mais pormenorizadamente na Aplicação técnica nº 49 da APC, Avoidable Mistakes that Compromise Cooling Performance in Data Centers and Network Rooms (só disponível em inglês). Métodos de refrigeração eficazes para fluxo de ar lateral Podem ser utilizados diversos métodos para refrigerar sistemas com fluxo de ar lateral. Nesta secção descrevem-se esses métodos, bem como os seus principais atributos. As alternativas existentes são sintetizadas e comparadas na tabela 1 que se encontra no final desta secção e que pode ajudar na selecção do método mais adequado. Bastidores de armação aberta com mais espaço entre bastidores Os bastidores de armação aberta são normalmente utilizados para equipamento com fluxo de ar lateral. No entanto, estes bastidores não impedem que o fluxo de ar proveniente de equipamento adjacente penetre nas entradas de ar e não proporcionam igualmente qualquer separação significativa entre o ar viciado e o ar de entrada. Numa aplicação normal, os bastidores não se encontram completamente equipados com equipamento de alta densidade e o equipamento é alternado verticalmente de bastidor para bastidor de modo a evitar qualquer alinhamento entre saídas de ar viciado quente adjacentes e entradas de ar fresco. No entanto, esta estratégia é apenas relativamente eficaz devido à dispersão do ar à medida que este abandona a saída e penetra na entrada de equipamento adjacente, tal como é indicado na Figura 6. Entre as desvantagens deste método contam-se que o equipamento deve ser instalado a baixa densidade e que ocorre uma significativa recirculação de ar, reduzindo-se assim a eficácia do sistema de refrigeração, tal como já tinha sido referido anteriormente. Uma vez que os bastidores se encontram bastante distribuídos, este método consome igualmente mais espaço, o que pode revelar-se dispendioso em determinados mercados. No entanto, trata-se de um método bastante comum porque é muito fácil de implementar. 9

10 Figura 6 Efeito da dispersão do ar em equipamento alternado montado em bastidores de armação aberta Bastidor de armação aberta Bastidor de armação aberta Alimentação de ar frio Entrada Vista frontal do comutador Vista frontal do comutador Saída Ar viciado quente Bastidor de baixa densidade Tal como acontece com os bastidores de armação aberta, o equipamento com fluxo de ar lateral montado em bastidores fechados não preenche completamente o bastidor devido a limitações de alimentação ou refrigeração. Normalmente, o equipamento é distribuído verticalmente num bastidor e não são instalados painéis de obturação no espaço em U não utilizado. Esta distribuição reduz de forma eficaz a densidade de potência do bastidor e, consequentemente, a probabilidade de que venham a surgir pontos quentes. No entanto, os bastidores continuam a encorajar a recirculação, a qual é inevitável que venha a ocorrer com este método. Este método não é recomendado para mercados em que o valor imobiliário seja muito elevado, uma vez que a redução da densidade de potência do bastidor distribui a carga de calor ao longo de uma área de maior dimensão. Ventoinhas suplementares As ventoinhas suplementares são uma resposta normal ao sobreaquecimento. Estas ventoinhas podem ser montadas em bastidores de armação aberta ou bastidores fechados, mas não é invulgar ver ventoinhas autónomas em funcionamento. O conceito subjacente é simplesmente o de soprar ou aspirar o ar quente do equipamento. As ventoinhas funcionam essencialmente como uma misturadora, misturando o ar de saída do equipamento com o ar fresco da unidade de ar condicionado de modo a criar uma temperatura ambiente que seja mais elevada do que a que é fornecida pela unidade, mas mais baixa do que a que é expulsa do equipamento. As ventoinhas permitem ainda aumentar o fluxo de ar que atravessa o equipamento. Apesar de uma ventoinha não diminuir a temperatura de funcionamento do equipamento, nem os locais mais quentes, o seu custo é bastante significativo. A eficácia do sistema de ar condicionado diminui em função da redução da temperatura do ar de retorno da unidade, provocando os efeitos descritos anteriormente e que incluem: aumento da desumidificação / humidificação, menor capacidade da unidade de ar condicionado e possível perda de redundância. 10

11 Distribuição lateral de ar 1 A distribuição lateral de ar no bastidor pode ser utilizada para fornecer ar fresco directamente e previsivelmente à entrada de ar do equipamento, evitando deste modo a recirculação de ar viciado e o seu regresso à entrada de ar. O ar fresco entra através da porta frontal e penetra através de um dispositivo especial de orientação do ar que se encontra localizado por cima e / ou por baixo do equipamento que se pretende refrigerar. (É necessário reservar algum espaço no painel frontal do bastidor para este efeito). As ventoinhas activas redireccionam em seguida o ar para as condutas que transportam o ar fresco até ao lado onde este é utilizado pelo equipamento com fluxo de ar lateral. O ar viciado do equipamento sai em seguida através da zona traseira do bastidor, sem grande possibilidade de regressar à entrada de ar do equipamento. Basicamente este procedimento permite que o padrão de refrigeração do equipamento com fluxo de ar lateral se transforme no padrão utilizado pelo equipamento com fluxo de ar frontal, permitindo a sua integração perfeita com outro tipo de equipamento montado em bastidores, desde que este se encontre em conformidade com a norma EIA-310D. Este método permite utilizar a mais elevada densidade de potência e o mais eficaz desempenho de refrigeração, podendo ser reajustado em função dos bastidores para servidor já existentes. As economias de custo são possíveis graças à diminuição do número de bastidores necessários e ao aumento da eficácia de refrigeração. Na Figura 7 é apresentado um exemplo de um sistema de distribuição lateral de ar activo que fornece ar fresco a equipamento com fluxo de ar lateral. 1 A concepção de bastidores e acessórios para bastidores que implementam limitações e o redireccionamento do fluxo de ar encontra-se sujeita à aprovação de patentes da APC Corp 11

12 Figura 7 Perspectiva frontal superior de fluxo de ar lateral utilizado num bastidor simples que usa este método Entrada de ar fresco Saída de ar quente A distribuição lateral de ar permite a colocação de bastidores lado a lado e a manutenção de um fluxo de ar adequado, consumindo deste modo menos espaço. No entanto, é imperativo que a temperatura do ar direccionada para o equipamento com fluxo de ar lateral respeite as normas ANSI 2 e ASHREA 3 relativas a equipamento de refrigeração electrónico. 12

13 Para garantir que este método de refrigeração é eficaz, foi efectuado um estudo sobre os valores de funcionamento estável. O bastidor de teste foi o modelo NetShelter VX, 42U da APC. O equipamento montado no bastidor era composto por um comutador Cisco 6500 Series ao centro e diversas cargas de calor 1U colocadas acima e abaixo do comutador de modo a simular a carga de calor de equipamento adicional. A temperatura foi em seguida medida na entrada de ar do comutador Cisco com diversas cargas de calor. As medições foram efectuadas com e sem a assistência do dispositivo de distribuição lateral de ar e os resultados obtidos permitiram detectar uma diferença média de 8,3 C entre os dois testes. Os resultados deste teste encontram-se ilustrados na Figura Figura 8 Temperatura na entrada do equipamento vs. Carga do bastido Temperatura de entrada de router de gama alta sem unidade de distribuição lateral de ar no bastidor Temperatura de entrada de router de gama alta com unidade de distribuição lateral de ar no bastidor 77 +Gama ANSI inaceitável Normas de concepção +ANSI Gama ^ASHRAE recomendada 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 Carga total do bastidor - kw *Todos os testes foram efectuados num bastidor APC Netshelter VX +ANSI American National Standards Institute ^ASHRAE American Society of Heating, Refrigeration, & Air-Conditioning Engineers Temperatura de entrada do equipamento lado a lado - ºC 2 A norma T da ANSI (American National Standards Institute) indica que as condições de funcionamento ideais para equipamento de telecomunicações variam entre 5 e 40 C. 3 ª A norma TC9 da ASHRAE (American Society of Heating, Refrigeration, and Air-Conditioning Engineers) recomenda que as temperaturas de entrada para equipamento electrónico se situem entre 20 e 25 C 13

14 Tabela 1 Métodos de refrigeração com fluxo de ar lateral Variáveis do fluxo de ar lateral Densidade de potência Optimização do espaço Eficácia do sistema de refrigeração Custo total da exploração (TCO) Fornecimento estimado de ar fresco na entrada Fiabilidade do equipamento com refrigeração lateral Bastidores de armação aberta com mais espaço entre bastidores 0-1kW por bastidor A carga de calor é distribuída ao longo de uma área de maior dimensão Métodos de refrigeração com fluxo de ar lateral Bastidor de baixa densidade 0-1kW por bastidor A carga de calor é distribuída ao longo de uma área de maior dimensão 0-2kW Ventoinha suplementar Consume mais espaço Consume mais espaço Melhor utilização do espaço através do aumento da densidade de potência por bastidor A mistura dos fluxos de ar frio e quente produz uma menor eficácia Redução na tolerância de falhas da refrigeração Custos de refrigeração mais elevados Redução do custo por bastidor A redução do equipamento por bastidor permite utilizar menos bastidores O fluxo de ar não é bloqueado, mas torna-se inconstante e difícil de gerir devido ao calor produzido pelos sistemas adjacentes Diminui a fiabilidade do equipamento Graças ao direccionamento do ar viciado quente para a ala quente, os fluxos de ar frios e quentes são separados, o que provoca uma maior eficácia Custos de refrigeração mais baixos Custo elevado por bastidor A redução do equipamento por bastidor permite utilizar menos bastidores O calor do equipamento montado no mesmo bastidor torna o fluxo de ar inconstante e difícil de gerir Diminui a fiabilidade do equipamento É possível conseguir uma maior eficácia se a ventoinha de tecto for utilizada no interior de um bastidor A eficácia é menor se for utilizada uma ventoinha autónoma, verificando-se igualmente uma redução na tolerância de falhas da refrigeração Custos de refrigeração mais elevados aquando da utilização de bastidores de armação aberta É possível orientar as ventoinhas directamente para a entrada de ar do equipamento se for utilizado um bastidor de armação aberta, mas este procedimento torna-se inconstante sempre que for utilizada uma ventoinha montada no tecto de um bastidor Potencial para condições nominais, mas imprevisível Distribuição lateral 0-6kW por bastidor Requer espaço vertical no bastidor para o dispositivo de orientação do ar Optimização do espaço através do aumento da densidade de potência por bastidor A separação de fluxos de ar frio e quente permite conseguir uma maior eficácia Custos de refrigeração mais baixos A utilização de um menor número de bastidores permite economizar em termos de custos Redução do espaço necessário Fornecimento constante e previsível para a entrada de ar do equipamento Permite obter condições nominais previsíveis, de modo a manter a fiabilidade estimada 14

15 Planeamento de centros de dados Segurança física ao nível do bastidor Aplicação recomendada O planeamento torna-se difícil uma vez que os bastidores de armação aberta devem ser distribuídos de forma adequada Sem segurança física ao nível do bastidor Bastidores isolados num ambiente de baixa densidade Simplifica o planeamento futuro permitindo a colocação de bastidores normalizados em qualquer ponto do centro de dados Segurança física ao nível do bastidor Bastidores isolados num ambiente de baixa densidade Centro de dados concebido com alas quentes / alas frias e ambientes com fluxo de ar frontal Nota: O sombreado indica o melhor desempenho para a variável No caso dos bastidores, simplifica o planeamento futuro permitindo a colocação de bastidores normalizados em qualquer ponto do centro de dados Segurança física ao nível do bastidor apenas com bastidores fechados Ambiente de maior densidade Disposição em alas quentes / alas frias (apenas para bastidores fechados) Simplifica o planeamento futuro permitindo a colocação de bastidores normalizados em qualquer ponto do centro de dados Segurança física ao nível do bastidor Ambiente de elevada densidade Disposição em alas quentes / alas frias Convergência de redes de voz / dados / vídeo Limitações ao equipamento com fluxo de ar lateral Os fornecedores de equipamento publicam frequentemente directrizes referentes à instalação e ao ambiente ideal para os seus produtos. No caso do equipamento com fluxo de ar lateral, estas directrizes podem tornar-se obrigatórias devido à propensão para o surgimento de deficiências ao nível da refrigeração à medida que as densidades de potência aumentam. Tal como acontece com a maioria do equipamento de TI, o sistema electrónico existente no equipamento com fluxo de ar lateral monitoriza a temperatura interna. Se a temperatura de funcionamento na entrada ultrapassar a temperatura máxima recomendada (normalmente da ordem dos 40 C), o equipamento pode desligar-se automaticamente de modo a evitar quaisquer danos, o que provoca tempos de paragem nos sistemas críticos. Em seguida são apresentadas directrizes específicas para procedimentos de refrigeração que foram recolhidas de diversos fornecedores de routers e comutadores: Deve existir uma distância mínima de 15 cm entre as paredes e os orifícios de ventilação do chassis. Deve existir um intervalo horizontal mínimo de 30 cm entre dois chassis. Evite colocar o chassis num bastidor demasiado congestionado. Não coloque equipamento próximo da zona inferior do bastidor porque este procedimento pode gerar calor excessivo que é recolhido pelas portas de entrada do equipamento situado num nível superior, provocando situações de calor excessivo no chassis localizado na zona superior ou próximo da zona superior do bastidor. Nunca instale o chassis num bastidor fechado que não apresente uma refrigeração adequada. Apenas deve instalar o chassis num bastidor fechado se este possuir ventilação adequada ou uma ventoinha de saída de ar viciado; utilize um bastidor aberto sempre que possível. Monte deflector no interior do bastidor fechado para ajudar a refrigerar o chassis. 15

16 O planeamento do local e disposição adequados para o bastidor é um procedimento crucial para o bom funcionamento do sistema. A unidade foi concebida para ser instalada em zonas de acesso limitado. A zona de acesso limitado pode ser criada através da utilização de uma ferramenta especial, tranca e chave ou outro meio de segurança. Estas restrições limitam a flexibilidade do gestor de TI no que diz respeito ao planeamento da disposição do centro de dados. Com o advento de soluções viáveis de bastidores fechados para equipamento com fluxo de ar lateral, os gestores de TI podem adaptar-se mais facilmente às alterações constantes que se verificam nos centros de dados actuais. Em particular, a distribuição lateral de ar permite utilizar densidades de potência mais elevadas num bastidor, bem como conseguir uma eficácia de refrigeração melhorada e mais previsível. Além disso, o método de distribuição lateral de ar facilita a convergência de redes de dados e voz num ambiente comum com alas quentes e alas frias. Apesar de esse facto não ser mencionado nas directrizes, um bastidor fechado proporciona também um aumento da segurança física, eliminando dessa forma a necessidade de um sistema de segurança autónomo. Conclusão A refrigeração de equipamento montado em bastidor com fluxo de ar lateral requer um planeamento especial de modo a evitar ineficácias e avarias, especialmente quando utilizado em ambientes de centros de dados com fluxo de ar frontal. O principal problema com a refrigeração lateral reside no facto de a entrada de ar do equipamento ser frequentemente alimentada com ar viciado produzido pela própria unidade ou por equipamento adjacente. As soluções convencionais, como por exemplo, espalhar o equipamento ou utilizar ventoinhas suplementares podem ajudar a controlar os pontos quentes, mas reduzem a eficácia de funcionamento do sistema de refrigeração. Nestes sistemas, é possível que ocorra alguma mistura do ar viciado e do ar fresco, o que impede que a temperatura de entrada no equipamento atinja os valores ideais obtidos com a refrigeração convencional dos sistemas com fluxo de ar frontal. 16

17 Existe uma crença generalizada de que não é possível utilizar bastidores fechados em conjunto com o fluxo de ar lateral e de que nesses casos se deve recorrer aos bastidores de armação aberta. No entanto, e se forem utilizados os métodos adequados, torna-se possível refrigerar de uma forma bastante eficaz bastidores de elevada densidade nos quais se encontra montado equipamento com fluxo de ar lateral. Entre estes métodos conta-se a aspiração de ar da zona posterior do bastidor, direccionando-o para a entrada de ar existente na zona lateral da unidade e, em seguida, fazendo-o sair pela zona traseira do bastidor. Este sistema permite reduzir a temperatura de funcionamento do equipamento para níveis de segurança e maximizar a eficácia de refrigeração do sistema através da separação do ar viciado quente do ar fresco. A conversão do fluxo de ar lateral em fluxo de ar frontal permite a integração perfeita em sistemas de refrigeração de bastidores de centros de dados de elevada densidade que utilizem a concepção de alas quentes / alas frias tão em voga. A vantagem de converter este tipo de equipamento reside no facto de ser possível prever o desempenho do equipamento em qualquer data futura sem que seja necessário planear atempadamente qual o local em que o equipamento deve ser montado. Um gestor de TI pode implementar equipamento com fluxo de ar lateral em qualquer altura e em qualquer local, sabendo que este será integrado de uma forma fiável num ambiente de bastidores. Elimina-se assim a necessidade de planear zonas especiais de baixa densidade no centro de dados, especialmente concebidas para equipamento com fluxo de ar lateral. Acerca do autor: Neil Rasmussen foi um dos fundadores da American Power Conversion. Actualmente ele é o Director Técnico. Na APC, Neil administra o maior orçamento do mundo para pesquisa e desenvolvimento, nas áreas de alimentação, arrefecimento, infra-estrutura de bastidores para redes críticas. Com os principais centros de desenvolvimento distribuídos em Massachusetts, Missouri, Dinamarca, Rhode Island, Formosa, e Irlanda, Neil, dirige hoje, os esforços da APC para desenvolver soluções em escala modular para os centros de dados. Antes de fundar a APC em 1981, Neil concluiu o seu bacharelato e mestrado no MIT em engenharia eléctrica, onde apresentou a sua tese na análise de uma fonte de alimentação de 200MW para o reactor de fusão em Tokmak. De 1979 a 1981 ele trabalhou no MIT Lincoln Laboratories em sistemas de armazenamento de energia de volante e sistemas de energia eléctrica solar. 17