Por que os condensadores resfriados a ar continuam entrando nas especificações dos data centers

A função de um condensador resfriado a ar é simples. Ele recebe vapor refrigerante quente e de alta pressão da descarga do compressor, condensa-o em líquido e rejeita o calor para o ar ambiente. Não há torre de resfriamento, circuito de água de resfriamento e dosagem de produtos químicos. Em operação normal, o lado de rejeição de calor da planta não consome água. Este simples facto muda a conversa com reguladores, credores e equipas de sustentabilidade.

A compensação da engenharia é tão real quanto a economia de água. O resfriamento do ar responde à temperatura de bulbo seco, portanto, em uma tarde de 40°C, a pressão de condensação aumenta e a potência do compressor segue. Uma torre resfriada a água rastreia as condições de bulbo úmido e geralmente fornece uma elevação mais baixa naquele momento, mas a comparação raramente é tão unilateral quanto sugere um único horário de pico. Em dias quentes e úmidos, a torre também se degrada, e quando o ano inteiro é contado – noites, invernos e muitas horas abaixo da temperatura ambiente projetada – a planta resfriada a ar diminui consideravelmente a lacuna. Adicione tratamento de água, permissão de descarga e manutenção de torre ao livro-razão, e o resfriamento a ar frequentemente proporciona o melhor custo total de propriedade durante uma longa vida útil do ativo.

Decisões de design que definem o desempenho no mundo real

Uma vez selecionada a rota refrigerada a ar, o desempenho real é definido por algumas decisões. A primeira é a divisão do condensador – a diferença de temperatura entre a condensação e o bulbo seco ambiente. Uma divisão mais estreita reduz a potência do compressor, mas requer uma bobina maior e mais fluxo de ar do ventilador; uma divisão mais ampla reduz o hardware e aumenta a conta de energia durante a vida útil do ativo. Bons projetos avaliam ambos em relação ao perfil de temperatura real do local.

Como os data centers raramente funcionam com carga total, a arquitetura dos ventiladores é a segunda decisão. Um condensador com ventiladores comutados eletronicamente ou acionamentos de velocidade variável modula o fluxo de ar hora a hora. Nos meses frios, a mesma capacidade de controle permite estratégias de resfriamento livre e termossifão que permitem que o resfriador descanse quando o ar ambiente faz o trabalho.

Projetar para o pior 1% do ano significa pagar por isso nos outros noventa e nove. Um condensador de data center deve ser selecionado a partir do perfil de temperatura anual, e não de uma tarde de pico.

A terceira decisão é a colocação. A recirculação de ar quente prejudica o desempenho: quando o ar de admissão vem da exaustão de uma unidade vizinha, a temperatura ambiente efetiva aumenta, a capacidade cai e o condensador trabalha mais para conseguir menos. A separação generosa, a orientação correta em relação aos ventos predominantes e a atenção às paredes e parapeitos são medidas de desempenho e não detalhes cosméticos.

Dimensionamento e seleção: onde os projetos são bem-sucedidos ou estagnados

Erros de seleção aparecem na primeira estação quente e permanecem visíveis em todos os relatórios energéticos posteriores. Um processo disciplinado normalmente segue seis etapas:

1. Construa o perfil anual de temperatura de bulbo seco. O máximo do projeto é importante, mas as horas de carga parcial dominam o resultado energético.
2. Combine a temperatura de condensação projetada com o fornecedor do chiller, pois cada escolha de condensador interage com a elevação do compressor.
3. Verifique a área da face da bobina e o fluxo de ar do ventilador tanto na carga de projeto quanto na carga parcial. A capacidade de abertura é tão importante quanto a capacidade de pico.
4. Combine o espaçamento das aletas com a qualidade do ar local. As aletas densas parecem eficientes no papel, mas obstruem mais rapidamente em ambientes empoeirados.
5. Verifique os limites acústicos antecipadamente. O diâmetro do ventilador e a velocidade da ponta, e não apenas a potência do motor, definem o perfil de ruído.
6. Modele o fluxo de ar ao redor do banco do condensador para evitar a recirculação e manter as temperaturas de entrada iguais ou inferiores ao valor projetado.

Para plantas compactas na faixa de capacidade mais baixa, a maior parte desta lógica já está incorporada na unidade. Uma unidade de condensação resfriada a ar combina compressor, serpentina e conjunto de ventiladores em uma única estrutura, o que reduz o projeto e a instalação para instalações de borda e salas modulares de TI.

Unidade de condensação refrigerada a ar do compressor semi-hermético (3HP-25HP) Esta unidade condensadora refrigerada a ar é adequada para instalações de ponta e salas modulares de TI na faixa de capacidade mais baixa, oferecendo um design compacto e protegido com diversas opções de refrigerante e componentes de segurança integrados para manutenção simplificada. Ver Produto →

Confiabilidade, manutenção e custo de propriedade

A história da manutenção é onde os sistemas refrigerados a ar vencem silenciosamente. Não existe regime de tratamento de água, limpeza de bacias, inspeção de eliminador de deriva, gestão de legionela e proteção contra congelamento para linhas de água. A rotina muda para disciplinas mais simples:

• Limpe ou inspecione as aletas da bobina de acordo com a taxa de incrustação local; escovação suave ou lavagem a baixa pressão protegem as bordas das barbatanas.
• Verifique os rolamentos do ventilador, a tensão da correia e as correntes do motor dentro do cronograma; vibração inesperada é sempre um sinal precoce.
• Monitore a carga de refrigerante através do subresfriamento e do desempenho do condensador; um sistema sujo ou levemente carregado fica à deriva muito antes de falhar.
• Audite as configurações de controle e os sensores para que os modos de velocidade variável e free-cooling permaneçam ativos em vez de reverter silenciosamente para velocidade constante.

As vantagens operacionais aumentam com o tempo. Uma planta sem tambores químicos, linhas de purga e hidrômetros é mais simples de operar, mais segura para os técnicos e mais fácil de ampliar quando o data center cresce.

Uma vez instalado, a confiabilidade a longo prazo é decidida pela disciplina de rotina. Seguindo consistente práticas de manutenção de condensador resfriado a ar — limpeza de bobinas, verificações de ventiladores e verificação de controle — proporciona mais tempo de atividade do que qualquer esquema de redundância adicionado posteriormente.

Combinando o condensador com toda a planta de resfriamento

Um condensador resfriado a ar não funciona isoladamente. Sua capacidade, estágio e lógica de controle devem estar alinhados com o mapa operacional do chiller, a carga de refrigerante e o perfil de carga da instalação. Em bancos multicondensadores, o controlador de sequência deve distribuir o tempo de execução uniformemente e utilizar apenas as bobinas necessárias em carga parcial, para que cada unidade funcione perto do seu ideal, em vez de cada unidade circular contra uma carga pequena.

Para projetos que vão além do pacote, os mesmos princípios são ampliados. As unidades condensadoras de parafuso levam a filosofia empacotada para capacidades mais altas, agrupando compressor e rejeição de calor refrigerado a ar para instalações que consolidam várias salas de TI em uma planta central.

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