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Cooling Solutions

Schneider Electric - Product Marketing - Certificação de Revendas 2

Agenda

• Conceitos de refrigeração

• Calor sensível e latente

• Cálculos de carga térmica

• Tipos de sistemas de refrigeração

• Ambiente controlado de TI

• Diferenças entre sistemas de conforto e precisão

• Soluções para Small IT

• Ar condicionado de precisão

• Sistemas de distribuição de ar

• Portfólio de soluções de resfriamento Schneider

Conceitos Básicos de Refrigeração


TérmicaMecânica

Elétrica

Magnética

Química

Nuclear

Tipos de energia

CONCEITOS BÁSICOS DE REFRIGERAÇÃO

Termodinâmica

Estudo do movimento da energia e como essa energia pode ser transformada em movimento

O Calor é representado por Q e sua unidade usual é o Joule [J]

ENERGIA TÉRMICA = CALOR = Q [J]



Termodinâmica

1ª Lei da Termodinâmica

2ª Lei da Termodinâmica

A energia não pode ser criada ou destruída mas apenas transformada

Total Entra Sai= +

Mais Menos

O sentido natural da energia é sempre de quem tem mais para quem tem menos energia, até o equilíbrio

Termodinâmica

http://wiki.sj.ifsc.edu.br/wiki/images/4/4a/Troca_calor2.swf



Calor Sensível

Calor Latente

Energia necessária para mudar a temperatura de uma substância à pressão constante sem mudança de fase

Energia necessária para mudar a fase de uma substância à pressão contante sem mudança de temperatura

Recebe calor

Recebe calor

Recebe calor

Recebe calor

Recebe calor

Sensível Sensível SensívelLatente Latente

125kJ 418kJ 83,6kJ333kJ 2.256kJ

COLINHA PARA PROVA

AC Precisão

AC Conforto

Maior fator calor sensível

Maior fator calor latente

1L água



Por que é importante um sistema de refrigeração ter alto fator de calor sensível?

Para garantir um sistema com alta eficiência energética. Entenda melhor:

Calor Latente vai consumir muita energia para retirarumidade do sistema sem alterar a temperatura doambiente

Calor Sensível vai usar a energia consumidaproticamente somente alterar a temperatura doambiente



Princípios da Transferência de Calor

Estuda os fluxos de energia térmica

Valor dado em Multiplique por E terá

BTU/hora 0,293 Watts

Watts 3,41 BTU/hora

Tons (TR) 3.530 Watts

Watts 0,000283 Tons (TR)

Tons (TR) 12.000 BTU/hora

Outras unidades usuais de capacidade de transferência de calos:



Carga Térmica

Todo equipamento eletrônico, quando em funcionamento, produz calor. O calor gerado deve ser removido a fim de garantir o correto funcionamento do sistema. Em ambientes de TI os cuidados devem ser redobrados, para atender as normas estabelecidas pela ASHRAE.

Como Medir a Carga Térmica:

Independente da unidade de medida da carga térmica, seja na unidade SI (W ou

kW), ou nas unidades imperiais (BTU/h, ou TR), devemos entender como calcular a carga térmica gerados pelos equipamentos de TI.Para fins de simplificação, considera-se para os equipamentos de TI, toda a energiaconsumida será convertida em calor. Logo:



Carga Térmica Total

A carga térmica total de um Data Center está representada pela soma abaixo:


Item Informação solicitada Cálculo de calor Subtotais Calor

Equipamento

de TI

Carga total dos equipamentos de

TI

(em kWatts)

Mesma carga total dos equipamentos

de TI

(em kWatts)

+_________kWatts

Nobreak com

bateria

Sistema de alimentação de

potência nominal

(em kWatts)

(0,04 x Alimentação nominal de

potência) + (0,05 x Carga total dos

equipamentos de TI )

+_________kWatts

Distribuição de

energia


potência nominal

(em kWatts)




+_________kWatts

Iluminação Área em m2 21,53 x área em m2/ 1.000 +_________kWatts

PessoasNúmero máximo de pessoas no

Data Center

100 x número máximo de pessoas /

1.000+_________kWatts

Total Subtotais acima Soma das cargas subtotais =_________kWatts


Carga Térmica Total

O cálculo da carga térmica total de um Data Center, para fins de referência, pode ser feito usando a tabela abaixo:


Item Informação solicitada Cálculo de calor Subtotais Calor

Equipamento

de TI

Carga total dos equipamentos de

TI

(em kWatts)

Mesma carga total dos equipamentos

de TI

(em kWatts)

+_________kWatts

Nobreak com

bateria


potência nominal

(em kWatts)




+_________kWatts

Distribuição de

energia


potência nominal

(em kWatts)




+_________kWatts

Iluminação Área em m2 21,53 x área em m2/ 1.000 +_________kWatts

PessoasNúmero máximo de pessoas no

Data Center

100 x número máximo de pessoas /

1.000+_________kWatts

Total Subtotais acima Soma das cargas subtotais =_________kWatts


Exercício

Calcule a carga a ser refrigerada em um novo Data Center com 465m2 com carga nominal de 250kW com 150 racks e um número máximo de 20 pessoas. Este Data Center está carregado com 30% de sua capacidade.

75

14

4

10

2

105

Logo, a carga a ser considerada no projeto de refrigeração é de 105 kWatts



Sistemas de Refrigeração

Métodos Tradicionais

Expansão Direta / Direct Expansion (DX)Água Gelada / Chilled Water (CW)

Métodos Ecológicos

Refrigeração EvaporativaEvaporação IndiretaFree Cooling



Expansão Direta / Direct Expansion (DX)

Ciclo Basico de Refrigeracao

http://wiki.sj.ifsc.edu.br/wiki/images/2/2e/Ciclo_refrigera%C3%A7%C3%A3o2.swf



Água Gelada / Chilled Water (CW)

Ambiente deSmall IT


O que é ambiente missão crítica?

Missão crítica é o termo utilizado no que diz

respeito a disponibilidade de aplicações,

serviços e processos, dos quais a paralisação ou

perda de dados importantes poderiam gerar

transtornos, não apenas financeiros, mas

também sociais. Normalmente para isso, uma

série de equipamentos e tecnologias são

aplicadas ao ambiente, visando inclusive a

tolerância a falhas e alta disponibilidade.


Controlar as condições do ambiente de TI?

Danos

definitivos

Danos

latentes

Degradação

de

performance

Descarga

eletroestatica

Redução de

vida útil dos

equipamentos

de TI

Corrosão dos

componentes

Dilatação /

Contração de

componentes

metálicos

Micro

Condensação

Degradação

localizada por

ação de

partículas em

supensão


Condições do

Ambiente

Temperatura *

Fluxo de ar

Qualidade do ar

Disponibilidade

Umidade

Dilatação

Contração Condutividade elétrica e condutividade térmica

Homogeinização de temperatura

Homogeinização de umidade

Garantia da filtragem do ar

Ativador de descarga eletrostática

Potencializa danos localizados

Baixa - aumenta o potencial de carga

estática

Alta -potencializa a corrosão devido

a condensação

Altera as propriedades

físicas dos componentes

Garante que os demais fatores sempre serão

atendidos

Partículas em suspensão


Diferenças entre conforto e precisão

Critério Ideal Precisão Conforto

Fator de calor sensível(controle de temperatura)

1 0,95 – 0,99 0,65 – 0,70

Fator de calor latente(extração umidade)

0 0,01 – 0,05 0,30 – 0,05

Variação de temperatura Quanto ↓ melhor 0,56°CDepende da condição de

aplicação

Variação de umidaderelativa

Quanto ↓ melhor 3-5% NA

Taxa de circulação de ar (por kW)

Quanto ↑ melhor 271m3/h 144m3/h


Diferenças entre conforto e precisão

Critério Ideal Precisão Conforto

Sensor de temperaturaNa entrada do

servidorNa entrada do

servidor

Controle remoto ou na entrada do

ar de retorno

InstalaçãoQuanto mais

simples melhorPlug and Play

(ARSC)Tubulação ciclo

frigorígeno

Qualidade do arQuanto menos partículas em

suspensão melhor

Filtro de altas pregas e alta

eficiênciaFiltro simples

Horas de funcionamento de projeto

7 x 24 x 3658.760 horas

7 x 24 x 3658.760 horas

5 x 8 x 2401.200 horas

Estética do equipamento Variável

Assemelha-se aorack criando um

visual clean e planejado

Ë possívelperceber um

sistema paralelo sendo da

climatização

Soluções para Small IT


Solução para Small IT

Especialmente desenvolvido para ambientes de

Small IT o InRow SC é um equipamento de fácil

instalação e manutenção que atende as

necessidades de ambiente como sala de

servidores, wiring closets, ambientes indústriais

que requerem alta filtragem do ar e pode ser ser

facilmente instalado em ambientes não

planejados de TI.


InRow SC Aplicações

Salas de Servidores• Design plug and play

facilmente implementável• Resfriamente complementar

para sistema de corforto sobrecarregados

Espaços convertidos

• Não desenhados para equipamentos de TI

• Proporciona resfriamento dedicado para ambientes sem layout específico

Ambientes fabris de temperatura controlada

Data Center Hot Spots• Elimina a necessidade de

sobrecarga do sistema• Pontos isolados de carga


InRow® SC Benefícios

Arquitetura InRow

Proporciona maior previsibilidade de desempenho de refrigeração

Ventiladores de velocidade variável

Ventiladores de velocidade variável reduzem o consumo de energia durante períodos fora do pico de refrigeração

Notificação de falhas

Indica previamente a necessidade futura de substituição de filtros ou ventiladores otimizando a disponibilidade do sistema

Monitoramento em tempo real

Mede qual a carga de TI está sendo refrigerada em tempo real

Disponibilidade de configuração redundante

O sistema pode ser configurado de tal forma a incluir refrigeração redundante N+1 ou 2N

Confinamento frontal ou posterior opcional

Garante o abastecimento de ar frio e não permite que o ar de exaustão dos servidores se misture ao ar frio do ambiente

Confinamento de ruído

Tanto o confinamento frontal quanto posterior reduz o nível de ruído do equipamento

Controles de resposta ativa

Monitora e ajusta ativamente a capacidade de refrigeração para garantir uma temperatura apropriada de entrada nos servidores


InRow® SC Benefícios

Proteção a alta pressão

Modula os ventiladores para previnir uma sobrecarga da máquina em situações de alta demanda

Fácil instalação

Design plug and play permite uma rápida instalação sem linhas de fluido refrigerante ou necessidade de condensador remoto

Proteção bloqueamento de aletado

O sitema de gás quente garante que não haverá formação de gelo durante os período de baixa carga

Bomba de condensado

Bomba instalada de fábrica recolhe e remove a água do equipamento, garantindo um funcionamento contínuo

Ventiladores de troca a quente

Permite que o sistema se mantenha em operação durante as trocas de ventiladores

Controle de temperatura na entrada do rack

Sensor remoto garante a temperatura de entrada do ar nos equipamentos de TIRede gerenciável

Permite o acesso a interface do usuario atraves de um navegador. Permite acesso em qualquer local atraves de acesso de rede.


Principais componentes

Condensador

Ventiladores do condensador

Compressor

Bandeja de condensado

Ventiladores do evaporador

Evaporador

Filtro secador

Válvula de gás quente

2

3

4

5

6

7

8

1


Alimentação de energia

Bomba de condensado

Caixa elétrica

Filtros

Caixa de interface de usuário

Principais componentes

9

10

11

12

13


InRow® SC FuncionamentoO ar externo é sugado

para troca de temperatura com a condensadora pelo

ventiladores dela

Ar frio é enviado para o corredor ou

diretamente ao rack

O ar externo absorve o calor da

condensadora

Troca de calor com o meio acontece na

condensadora

O ar externo aquecido é enviado

novamente para fora da sala

O evaporador absorve o calor do ar de entrada

O ar quente da exaustão do rack de TI é sugado

para dentro do ar condicionado pelos

ventiladores do evaporador


InRow® SC Dados técnicos – 60 Hz

● Capacidade Total - 5.3 kW (at 85 F db, 65 F wb)

● Fluxo de ar máximo do evaporador – 1.200 CFM (2.038 m3/h)

● Fluxo de ar máximo do condensador - 850 CFM (1.440 m3/h)

● Alimentação de energia 200-240V, 1Ø, 60Hz

● Single corded – NEMA L6-20P LCDI

● Máxima carga consumida 2.940 Watts

● Fluido refrigerante R-410a – 52 oz (1.47 kg)

● Nível de ruído – 80 dBA (ventiladores a 100%)


Modos operacionais

● Spot

Quando a operação é de uma máquina individual – controla com base na temperatura do ar de retorno

● InRow

Controla com base nos sensores remotos

● RACS

Utilizado em aplicações de confinamento de ar - Rack Air Containment System

Modos de controle de capacidade

●Discrete

Ciclo On/off. Só está disponível no controle operacional Spot

● Proportional

Ventiladores de velocidade variável e válvula de bypass de gás quente

Operação e Controle


Display Powerview

•LCD Display 4x20 caracteres•Controle e configurações locais

Gerenciamento Remoto

•StruxureWare Expert•Web, Telnet, SNMP

Interface BMS

•RS485 connection•Modbus protocol

Interface e Gerenciamento


Check Log Status Light

Acende amarelo para notificar o usuário de pelo menos uma nova condição de alarme

Iluminação de atenção

Acende amarelo para notificar o usuário de uma condição de alarme secundário

Iluminação de status crítico

Acende vermelho quando alcança condiçoes

inorpostunas de trabalho

Display alfa-numérico

Facilidade de compreensão de leitura

sobre o status do sistema

Interface

Controles comuns a todos os produtos APC

para uma operação intuitiva

Iluminação de funcionamento

Acende verde quando o sistema está em funcionamento

Informações disponíveis

Condições do ar, set-points de alarme, condições dos alarmes, modos de operação

Controle de funções

Set-points de temperatura, set-points de alarme, definições de entrada e saída customizados

InRow® SC Interface do usuário


Notificação de falhas futuras Maximiza a disponibilidade do sistema através de avisos antecipados de necessidade de substituição de ventiladores ou filtros.

Controle de resposta ativa Monitora e ativamente ajusta a capacidade para garantir a temperatura de entrada nos servidores.

Monitoramento de carga em tempo real Mede qual a carga está sendo resfriada em tempo real.



Equipamento único, instalação plug-and-play, e design maximizam a agilidade da instalaçãoAgilidade

Controle ativo de resposta, gerenciamento de rede, e ventiladores de substituição a quente aumentam consideravelmente a disponibilidade do sistema

Disponibilidade

• O confinamento de rack permite que a carga a ser resfriada esteja muito próxima ao equipamento de ar condicionado aumentando assim a previsibilidade do sistema

Previsibilidade

Confinamento frontal e posterior aumentam a eficiencia do sistema

Eficiencia

InRow ® SC Resumo


InRow® Água Gelada InRow® Expansão Direta

Sistema de refrigeração para médios e

grandes Data Centers

Expansão direta refrigerada a ar, água e soluções de glicol

para ambientes de Small IT, Sala de servidores e Data

Centers

InRow RC InRow RP InRow SC InRow RD InRow RP

300 mm 600 mm 300 mm 600 mm

Até 30kW Até 60kW Até 5kW Até 10kW Até 36kW

Água Gelada Self-containedRefrigerado a

Ar/ Água/ GlicolRefrigerado a Ar

Ventiladores com

troca em

operação

Controle de

Umidade

Ventiladores com troca em

operação

Controle de

Umidade

Controle de Resposta Ativa


Controle da capacidade em tempo real

Solução Refrigeração InRow ® SC


Sistemas de Distribuição de Ar

Vídeo

Sistemas que minimizam a mistura entre o ar frio de alimentação

com o ar quente da exaustão dos servidores, melhoram a

distribuição do ar frio dentro do rack e desta forma maximizam a

eficiência do sistema de refrigeração.

Podem ser divididos em :

• Sistemas de confinamento de rack

• Distribuição de ar no rack

http://www.apc.com/tours/netsheltersxtour/


Soluções de Confinamento

InRow SC

NetShelter SX

Configuração 1: InRow SC + NetShelter com

confinamento frontal e posterior

Configuração 2: Dois InRow SC + NetShelter with

confinamento posterior

Rack AirContainment

Referencia APC Application Notes-114

Configuração 3: InRow SC + NetShelter with

confinamento posterior

(RACSC112/RACSC112E)




Soluções de Confinamento

InRow SC

NetShelter SX

Rack AirContainment

Referencia APC Application Notes-114


Benefícios da Distribuição de Ar

Pode aumentar a capacidade de resfriamento do sistema em até 100%

Reduz o consumo de energia pelos ventiladores em até 50%

Aumenta a vida útil dos equipamentos de refrigeração

Elimina concentrações de calor que não podem ser solucionadas em sistemas convencionais de resfriamento

Elimina a mistura do fluxo de ar aumentando a previsibilidade do sistema

Adaptável a qualquer sistema de refrigeração em Data Center, seja ele de conforto ou precisão



Dois ventiladores – aumentam o fluxo de ar permitindo que circule de cima até embaixo

Dupla alimentação de energia

Controle independente de ventiladores – permite variar a quantidade de ar insulfado para o rack

Descarga de ar da direita ou da esquerda, de cima para baixo ou o contrário, de acordo com a necessidade



ACF202BLK

Unidade de distribuição lateral do ar 2U 208/230 50/60HZ

Unidade de distribuição lateral do ar 2U 115V 60HZ

ACF201BLK


PN Alimentação Largura do RackTipo de Conexão de

EntradaCompatibilidade

ACF501Exaustor 120V

50/60HZ600mm Tomada NEMA 5-15P

Compatível para AR3100 e AR3104

ACF502Exaustor 208/230V

50/60HZ 600mm Tomada IEC C14

Compatível para AR3100 e AR3104

ACF503Exaustor 120V

50/60HZ 750mm NEMA 5-15P

Compatível para AR3105

ACF504Exaustor 208/230V

50/60HZ 750mm

British BS1363A IEC-320 C14 Schuko CEE 7/7P

Compatível para AR3105



AR8136BLK

Painel cego (10 unidades) – 1U

Encaixe sem necessidade de ferramentas

Sempre use painéis cegos para fechar todos os espaços U vazios do painel frontal do rack. Isso assegura a ventilação adequada. Usar o rack sem painéis cegos pode resultar

em resfriamento inadequado, podendo provocar dano térmico.



AR8429

Painel cego com cerdas – 1U

Previne refluxo de ar e permite a passagem de cabos

Sempre use painéis cegos para fechar todos os espaços U vazios do painel frontal do rack. Isso assegura a ventilação adequada. Usar o rack sem painéis cegos pode resultar

em resfriamento inadequado, podendo provocar dano térmico.


Soluções para Data Center


SOLUÇÕES DE RESFRIAMENTO EM DATA CENTER

AC Perimetral

• Range: 6-175kW

• Controle temperatura e umidade

na sala

• Resfriamento flexivel com

utilizacao de piso elevado

EcoBreeze

(Air Economizers)

• Range: 50kW a 400kW

• Controle temperatura e

umidade na sala InRow / InRack

• Range: 5-40kW

• Controle temperatura no rack

• Sistemas de alta densidade

Distribuicao de ar

• Active floor

• Aumento de eficiencia

• Aumento da densidade

de carga

Chillers e Condensadores

• Range: 6-1200kW

• Projetados junto a AC para

maximizar eficiencia

• Sistema economizer para

aumentar a eficiencia energetica

Gerenciamento

• Monitoramento completo

• Simultaneo controle de AC

e Chillers/Condensadores

Sistemas de

Confinamento

• Corredor

frio e quente


Quer saber mais?

• Online Product Demo

http://testdrive.apc.com

• White Papers

www.apc.com

• Product Data Sheets

•http://tv.schneider-electric.com

http://testdrive.apc.com/

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