Calculadora de resfriamento
BTUs para evacuar para um datacenter ou rack baseado no consumo de energia.
Carga térmica (consumo de energia)
Sumário
Guia abrangente de resfriamento de datacenter
O que é o resfriamento do datacenter?
O resfriamento do datacenter é o conjunto de sistemas e práticas usados para remover o calor do equipamento de TI (servidores, armazenamento, engrenagem de rede) e manter níveis seguros de temperatura e umidade. Sem resfriamento adequado, o equipamento superaquece, o desempenho degrada e as taxas de falha aumentam. O dimensionamento correto da capacidade de resfriamento é essencial para a confiabilidade, eficiência e crescimento futuro.
Por que a carga de calor importa
Praticamente toda a energia elétrica consumida pela TI e sistemas de suporte é convertida em calor dentro da sala ou rack. Iluminação, pessoas e ganho solar adicionam uma pequena fração em comparação com a carga de TI. O sistema de arrefecimento deve remover este calor continuamente; caso contrário, a temperatura ambiente aumenta. A carga de calor a ser evacuada está, portanto, diretamente ligada ao consumo total de energia — daí a regra: potência em watts (após a aplicação de uma margem de segurança) é igual à carga de calor para o resfriamento de tamanho.
- Carga térmica: Calor total a remover, em watts ou BTU/h. Para os espaços de TI é essencialmente igual ao total de potência elétrica.
- BTU/h: Unidades Térmicas Britânicas por hora; unidade comum para capacidade de refrigeração na América do Norte.
- Toneladas de refrigeração: 1 ton = 12,000 unidades BTU/h. HVAC e CRAC/CRAH são frequentemente especificadas em toneladas.
- Margem de segurança: Capacidade extra (por exemplo, 10–20%%) para picos, crescimento futuro e redundância.
Benefícios do dimensionamento adequado do resfriamento
- Confiabilidade: O equipamento permanece dentro dos limites de temperatura do fabricante; menos falhas e maior vida útil.
- Eficiência: O arrefecimento de tamanho direito evita o excesso de provisão (resíduos) e a subdistribuição (pontos quentes e risco).
- Planejamento: Conhecer BTU/h ou toneladas ajuda a comparar unidades CRAC, planejar redundância (N+1) e orçamento.
- Cumprimento: Muitos padrões (por exemplo, ASHRAE) recomendam intervalos de temperatura e umidade; resfriamento adequado suporta a conformidade.
Limitações e considerações
- Esta calculadora assume que toda a energia elétrica se torna calor no espaço. Para salas de TI dedicadas isso é preciso; adicionar iluminação e ocupação se na mesma zona.
- As perdas de PDU e UPS (normalmente alguns por cento) também produzem calor dentro da sala – inclua-os em potência total se estiverem no espaço refrigerado.
- O controlo da humidade (umidificação/desumidificação) pode exigir capacidade adicional; consulte as especificações do AVAC.
- O design do fluxo de ar (corredores quentes/frios, contenção) afeta a eficácia; o layout adequado melhora a eficiência de resfriamento.
O resfriamento subdimensionado leva a pontos quentes, estrangulamento térmico e falha do equipamento. Utilizar sempre valores de potência medidos ou conservadores e incluir uma margem de segurança. Para instalações críticas, considere a redundância N+1 ou 2N, assim o resfriamento continua se uma unidade falhar.
O resfriamento de dimensionamento por potência (watts) convertido em BTU/h ou toneladas é a abordagem padrão para datacenters e salas de servidores. Use esta calculadora para obter a capacidade necessária, adicionar uma margem de segurança e planejar redundância onde o tempo de funcionamento é crítico. Combine com um bom design de fluxo de ar e monitoramento para uma estratégia de resfriamento completa.
Por que energia é igual ao calor para evacuar
Pela primeira lei da termodinâmica, a energia é conservada. A energia elétrica fornecida aos servidores, interruptores, armazenamento e PDUs é quase inteiramente convertida em calor: uma pequena parte torna-se leve ou sonora, mas em um datacenter a grande maioria acaba como calor na sala. Os ventiladores dentro do equipamento movem esse calor para o ar da sala; o sistema de refrigeração da sala (CRAC/CRAH, em linha, ou similar) deve então removê-lo.
Então, para um único rack, uma linha de racks, ou um datacenter inteiro: adicionar o consumo de energia de todos os equipamentos de TI (e suporte) na zona refrigerada, aplicar sua margem de segurança, e converter para BTU / h ou toneladas. Essa é a capacidade de refrigeração que você precisa para evacuar. As unidades HVAC e CRAC/CRAH são frequentemente especificadas em toneladas ou BTU/h, razão pela qual esta conversão é essencial para a aquisição e o design.
BTU e toneladas de refrigeração
A Unidade Térmica Britânica (BTU) é a energia necessária para elevar a temperatura de um quilo de água por um grau Fahrenheit. A capacidade de arrefecimento é geralmente expressa em BTU por hora (BTU/h): a taxa de remoção de calor. Na América do Norte, o ar condicionado e o resfriamento do datacenter também são especificados em toneladas de refrigeração.
1 tonelada de refrigeração = 12.000 BTU/h. Historicamente, isso representou o efeito de resfriamento de uma tonelada de gelo durante 24 horas. Uma unidade CRAC de 10 toneladas remove 120 mil BTU/h.
Fórmulas e conversões
BTU/h = Potência (watts) × 3.412
1 watt = 3.412 BTU/h (unidades térmicas britânicas por hora). A calculadora aplica sua margem de segurança ao poder antes de converter.
Toneladas de refrigeração: 1 tonelada = 12,000 BTU/h. Então Toneladas = BTU/h 12.000. Ar condicionado e refrigeração de datacenter são frequentemente classificados em toneladas (por exemplo, uma unidade de 10 toneladas remove 120.000 BTU/h).
Referência rápida:
- 1 kW = 3,412 BTU/h ≈ 0.284 tons
- 1 ton ≈ 3.517 kW (heat removal equivalent)
Tipos de sistemas de arrefecimento
Datacenter e refrigeração da sala do servidor podem ser fornecidos de várias maneiras. A capacidade ainda é expressa em BTU/h ou toneladas; a calculadora se aplica a todas elas.
Nível de sala (CRAC/CRAH)
Computer Room Air Conditioning (CRAC) ou Air Handling (CRAH) unidades esfriar todo o quarto. Capacidade em toneladas ou BTU/h. Comum em centros de dados de médio a grande porte.
Em linha / acoplado
Unidades colocadas dentro ou ao lado de fileiras de rack para resfriamento direcionado. Bom para zonas de alta densidade. Ainda dimensionado pela carga de calor total (BTU/h ou toneladas) para a zona que servem.
Refrigeração líquida
Refrigeração líquida direta ou indireta (por exemplo, trocadores de calor de porta traseira, direto para chip). Remove o calor de forma mais eficiente; a carga de calor total em watts/BTU/h ainda aciona o tamanho do refrigerador ou refrigerador seco.
Nível de rack (ACU)
Pequenas unidades de ar condicionado por rack ou par de racks, muitas vezes usados em pequenas salas de servidores ou sites de borda. Classificado em BTU/h; soma de carga por rack em tamanho.
Valores típicos e tabela de referência
Use esta tabela para cruzar a calculadora ou estimar a capacidade para cenários comuns. Os valores usam a fórmula BTU/h = watts × 3.412 e toneladas = BTU/h = 12.000.
| Carregar | Potência (W) | BTU/h | Toneladas |
|---|---|---|---|
| 1 rack (3 kW) | 3,000 | ~10,236 | ~0.85 |
| 1 suporte (6 kW) | 6,000 | ~20,472 | ~1.7 |
| Sala de 10 kW | 10,000 | ~34,120 | ~2.84 |
| Sala de 50 kW | 50,000 | ~170,600 | ~14.2 |
| Datacenter de 100 kW | 100,000 | ~341,200 | ~28.4 |
Remuneração e margens de segurança
Para instalações críticas, o resfriamento é muitas vezes redundante. N+1 significa uma unidade extra: se você precisar de unidades N para atender a carga, você instala N+1 para que alguém possa falhar ou ser mantido sem perder capacidade. 2N significa duplicação total. Em N+1, cada unidade deve ser capaz de suportar a carga total (ou, pelo menos, a carga com uma unidade para baixo), por isso dimensione cada CRAC para o total BTU/h, não total dividido pelo número de unidades.
Adicionar 10–20% à carga de calor calculada para picos, crescimento futuro e incerteza de medição. Se a sala tiver iluminação ou pessoas no mesmo espaço, adicione mais alguns por cento. A calculadora permite- lhe introduzir uma margem (por exemplo, 110 para 10%%, 120 para 20%%).
Boas práticas
- Use a potência medida ou placa para precisão; somar toda a carga de TI na zona (rack ou sala).
- Adicionar 10–20% margem para picos, crescimento futuro, ou iluminação/humanos se no mesmo espaço.
- Para refrigeração redundante (N+1), dimensione cada unidade para a carga total para que uma possa ser baixada.
- Contar para as perdas de PDU e UPS: alguns por cento da energia total também se torna calor na sala.
- Preferir layout de corredor quente/frio e contenção para melhorar a eficácia e eficiência do resfriamento.
- Monitorizar as temperaturas de ingestão e a humidade; definir alertas para detectar a subcapacidade ou falhas precocemente.