Como funciona projeto de climatização de sala técnica: passo a passo

Resumo

• O ar de sala técnica trabalha sem parar e precisa retirar calor seco, o que muda a forma de ler a capacidade do aparelho.
• A fase mais longa é o mapa de temperatura, porque os registradores precisam pegar a tarde mais quente e o pico de uso.
• O dado do sensor de temperatura percorre controlador, monitoramento e celular, e cada elo desse caminho é testado.
• A empresa recebe o mapa de temperatura de antes e de depois, a memória de cálculo e o relatório do teste com um aparelho parado.

O que acontece dentro do ar-condicionado de uma sala técnica

O aparelho não cria frio: ele recolhe o calor do ar da sala e o leva para fora por um gás que circula entre a unidade interna e a externa. Numa sala técnica, esse ciclo roda dia e noite, sem as pausas de um escritório.

Sala técnica é o cômodo fechado onde ficam switches, servidores, nobreak e a chegada da internet. A Táquion Tech faz o projeto de climatização de sala técnica partindo desse funcionamento, porque cada peça do ciclo tem um ponto em que falha.

• Evaporador: a serpentina da unidade interna, onde o gás frio absorve o calor do ar que passa pelos racks.
• Compressor: fica na unidade externa e aperta o gás aquecido, para que ele consiga soltar o calor lá fora.
• Condensador: a serpentina externa com ventilador, que joga esse calor no ar da rua ou do telhado.
• Válvula de expansão: alivia a pressão do gás, que volta frio para a unidade interna e reinicia o ciclo.

Projeto de climatização de sala técnica exige olhar o ciclo inteiro, e não só a unidade interna. Uma unidade externa sob sol direto ou encaixada num vão sem ventilação perde rendimento justamente na tarde em que a sala mais precisa dela.

Por que o split de escritório rende menos numa sala de equipamentos?

Porque servidores e switches soltam calor seco, que só esquenta o ar, enquanto pessoas também soltam umidade. O aparelho de conforto gasta parte da capacidade tirando água do ar, trabalho de que a sala técnica quase não precisa.

Na ficha técnica, essa diferença aparece como capacidade sensível, a parte que de fato baixa a temperatura, menor que a capacidade total impressa na caixa [CONFIRMAR na ficha do fabricante]. O cálculo compara a carga da sala com a capacidade sensível, e não com o número grande da propaganda.

Como funciona projeto de climatização de sala técnica, fase a fase

São seis fases, e nenhum aparelho é escolhido antes da terceira. As duas primeiras só observam a sala, sem mexer em nada que esteja ligado.

1. Inventário e consumo: lista de cada equipamento da sala com a corrente medida, que vira a base da conta de calor.
2. Mapa de temperatura: registradores na frente e atrás dos racks, no alto e embaixo, gravando por alguns dias seguidos.
3. Cálculo: carga térmica, folga para crescer, quantos aparelhos ficam de reserva e quanto tempo a sala aguenta sem ar.
4. Desenho e especificação: posição dos aparelhos, sentido dos racks, dreno, controlador de revezamento e sensores.
5. Instalação acompanhada: a empresa de refrigeração instala, e o projeto confere tubulação, dreno, religamento e controlador.
6. Teste com um aparelho parado: um aparelho é desligado e a temperatura na entrada dos racks é registrada até estabilizar.

O mapa de temperatura é o que diferencia um projeto medido de um projeto estimado. Ele mostra onde o ar quente volta para a frente dos equipamentos, qual rack recebe menos ar e em que horário a sala chega perto do limite.

Quanto tempo cada fase ocupa?

O mapa de temperatura ocupa a maior parte do calendário, porque precisa de dias de registro, e não de horas. Cálculo e desenho vêm em seguida; inventário e teste costumam caber numa visita cada [PREENCHER prazos da Táquion Tech por fase].

A instalação não entra nessa conta, porque depende do instalador e da entrega dos aparelhos. Numa sala que já esquenta, vale combinar medidas provisórias enquanto o projeto anda, como fechar vãos do rack e afastar o que bloqueia a saída do ar.

O caminho do dado de temperatura, do sensor ao celular

A leitura sai do sensor na entrada do rack, passa pelo controlador que decide qual aparelho liga e chega ao monitoramento, que avisa uma pessoa. O projeto define o limite de cada elo e testa o caminho inteiro.

1. 1 · Leitura

   Sensor na entrada do rack

   Mede o ar que entra nos equipamentos, e não o ar perto do teto ou do controle remoto.

2. 2 · Decisão local

   Controlador de revezamento

   Alterna os aparelhos por tempo e liga o reserva quando a temperatura passa do primeiro limite.

3. 3 · Registro

   Sistema de monitoramento

   Guarda a curva de cada sensor e compara com o segundo limite, mais alto que o do controlador.

4. 4 · Aviso

   Alerta para uma pessoa

   Mensagem para o responsável e para um substituto, com o nome da sala e a leitura atual.

5. 5 · Ação

   Alguém vai até a sala

   Com o histórico em mãos, a pessoa sabe se foi um aparelho, a energia ou uma porta aberta.

Os dois limites existem para separar o problema que o controlador resolve sozinho do problema que precisa de gente. Se o reserva ligou e a temperatura caiu, o aviso serve de registro; se continuou subindo, é chamado.

A referência para o limite é o ar que entra no equipamento. A ASHRAE recomenda uma faixa para essa entrada, e o projeto ajusta os dois limites dentro dela conforme a reserva disponível [CONFIRMAR na norma]. O registro pode ir para a implantação de Zabbix que a empresa já tenha ou para um painel novo.

A curva que avisa antes da falha

Uma temperatura que sobe meio grau por semana costuma indicar filtro sujo ou gás baixo, bem antes de o aparelho parar. O guia de análise preditiva de falhas mostra como ler essas tendências.

O que a empresa separa antes e o que fica com ela no fim

Antes, a empresa separa informações sobre os equipamentos, o aparelho atual e o prédio. No fim, fica com as medições, os cálculos e a prova de que a reserva funciona.

As duas listas abaixo cabem numa conversa de meia hora com quem cuida da TI e da manutenção predial. O que faltar vira pergunta na primeira visita.

Antes da medição

Quanto mais a empresa souber sobre o aparelho que já existe, menos tempo a visita gasta descobrindo. Use a lista para conferir.

No fim do projeto

O que a empresa recebe serve para a instalação de agora e para a próxima ampliação da sala. Cada documento responde a uma pergunta que alguém vai fazer no futuro.

• Mapa de temperatura de antes e de depois: mostra, por rack e por altura, o efeito do que foi feito.
• Memória de cálculo: consumo medido, carga térmica, capacidade sensível exigida e folga adotada.
• Especificação dos aparelhos: capacidade, religamento, controlador e sensores, para cotar com qualquer instalador.
• Planta da sala: posição dos aparelhos, sentido dos racks, caminho do dreno e lugar de cada sensor.
• Relatório do teste: curva da temperatura com um aparelho parado e prova de que os avisos chegaram.

Erros de cada fase e o sintoma que denuncia

Cada fase tem um erro que se repete em salas técnicas, e quase todos aparecem como sintoma meses depois. Reconhecer o sintoma ajuda a voltar à fase em que o problema nasceu.

• Medição de um dia só: a sala é medida numa manhã fresca; o sintoma é equipamento reiniciando na primeira tarde de verão.
• Sensor no lugar errado: o termômetro fica perto do aparelho; a parede mostra sala fria enquanto o switch do alto do rack esquenta.
• Conta pela capacidade total: a carga é comparada ao número da caixa; a sala aguenta no inverno e não no verão.
• Dreno sobre o rack: a mangueira passa pelo caminho mais curto; o sintoma é água pingando depois de uma obstrução.
• Controlador esquecido: dois aparelhos sem revezamento; um gasta sozinho e o outro não liga quando precisa.
• Teste pulado: a entrega acontece sem desligar nenhum aparelho; a reserva só é posta à prova numa falha real.

O sintoma quase nunca aponta a causa diretamente. Um switch quente pode ser falta de capacidade, ar quente voltando pela frente ou um sensor mal posicionado, e por isso o mapa de temperatura vale mais que a troca apressada de aparelho.

Quando vale estender a medição por mais dias?

Vale quando a sala muda muito de carga ao longo da semana, como num laboratório com máquinas que rodam em lote, ou quando a parede recebe sol só em parte do dia. Também vale se o problema relatado acontece em datas irregulares.

Numa sala com carga estável e sem sol, alguns dias de registro costumam bastar. Estender a medição sem motivo só atrasa o projeto.

Na prática: como funciona projeto de climatização de sala técnica num laboratório

Um laboratório de análises com dois racks e um split antigo mostra como as fases se encadeiam. O caso é ilustrativo e não traz números de capacidade.

O laboratório reclamava de um servidor que reiniciava no meio da tarde, sempre nos dias mais quentes. O primeiro palpite era trocar o servidor; o inventário mostrou que ele estava no alto do rack, logo acima do nobreak.

O mapa de temperatura, gravado por uma semana, mostrou que o ar frio entrava pela frente do primeiro rack e saía quente direto na entrada do segundo, virado para o lado oposto. A carga total cabia no aparelho existente; o problema era o caminho do ar e a parede oeste, que esquentava depois do almoço.

O desenho virou o segundo rack, fechou os vãos com tampas, acrescentou um aparelho de reserva com controlador e colocou sensores na entrada de cada rack. Na entrega, com o aparelho antigo desligado, o novo segurou a sala, e o aviso de teste chegou ao responsável e ao substituto.

A empresa ficou com o mapa de antes e de depois e com uma memória de cálculo que diz quanto calor ainda cabe na sala. Para entender por que propostas para a mesma sala variam tanto, o guia sobre quanto custa projeto de climatização de sala técnica explica os fatores. Se a sala inteira ainda vai ser desenhada, veja como funciona projeto de sala de servidores.

Perguntas frequentes

Fontes

1. Vapor-compression refrigeration (Wikipédia em inglês): ciclo de refrigeração com evaporador, compressor, condensador e válvula de expansão
2. Computer room air conditioner (Wikipédia em inglês): aparelhos para salas de computadores e a diferença em relação ao ar de conforto
3. Data center (Wikipédia em inglês): referências de temperatura do ar na entrada dos equipamentos