Os data centers modernos dependem de sistemas de refrigeração estáveis para manter o desempenho e a disponibilidade dos equipamentos. Com o aumento da computação de alta densidade, o resfriamento líquido está se tornando uma solução importante para remover o calor de servidores e outras cargas de trabalho exigentes. No entanto, manter a qualidade do fluido refrigerante é igualmente importante. Alterações no pH, na condutividade, no ORP ou na turbidez podem indicar problemas em desenvolvimento no circuito de refrigeração.
Para um centro de dados Tier IV operado por um provedor europeu de colocation na Baviera, Alemanha, a Rika Sensor implementou uma solução de monitoramento da qualidade da água de refrigeração líquida integrada ao Sistema de Gerenciamento Predial (BMS) existente nas instalações.
O projeto foi concebido para um sistema de refrigeração líquida com placa fria, utilizando uma mistura de água e glicol como fluido refrigerante. Ele proporcionou monitoramento contínuo em 12 racks, além de gerar dados que auxiliam na gestão operacional e na elaboração de relatórios de conformidade.
Contexto do projeto
O cliente opera um ambiente de data center de alta disponibilidade que suporta cargas de trabalho da Indústria 4.0 . Essas aplicações podem exigir infraestrutura de computação confiável e condições ambientais estáveis, tornando o desempenho do sistema de refrigeração uma parte importante da operação geral da instalação.
O sistema de refrigeração utiliza uma mistura de água e glicol para dissipar o calor de equipamentos de alta densidade. Embora os fluidos refrigerantes à base de glicol possam ser adequados para aplicações de refrigeração líquida, a manutenção de condições apropriadas do fluido é essencial para a confiabilidade do sistema a longo prazo.
As instalações também estavam sujeitas a auditorias de conformidade da UE , o que aumentava a importância de registros de monitoramento confiáveis. Portanto, o cliente exigia mais do que medições manuais ocasionais. Precisava de um sistema de monitoramento capaz de registrar continuamente os parâmetros relevantes da qualidade da água e fornecer dados históricos úteis.
Desafio
O cliente já havia enfrentado problemas relacionados à condutividade e à variação do pH , que contribuíram para a corrosão da tubulação. Essas alterações demonstraram a importância de detectar tendências na qualidade do fluido refrigerante antes que elas se transformem em problemas de infraestrutura mais significativos.
No entanto, a abordagem de monitoramento existente dependia em grande parte de testes laboratoriais mensais . A análise laboratorial pode fornecer informações detalhadas sobre uma amostra, mas os testes mensais deixam lacunas significativas entre as medições. Mudanças graduais ou desvios de curto prazo podem ocorrer sem serem detectados imediatamente.
Outro requisito era a geração de relatórios automatizados. Como o centro de dados opera em um ambiente regulamentado, a compilação manual de informações sobre a qualidade da água aumentaria a carga de trabalho da equipe de operações e dificultaria a geração de relatórios consistentes.
A nova solução precisava, portanto, fornecer medição contínua, integrar-se de forma confiável com o BMS existente e criar registros que pudessem ser usados para documentação de conformidade.
Requisito de monitoramento
O cliente necessitava de um sistema de sensores de qualidade da água de refrigeração para data center capaz de monitorar quatro parâmetros principais:
● pH: Para identificar alterações na acidez ou alcalinidade do líquido refrigerante que possam afetar o circuito de refrigeração.
● Condutividade: Para monitorar alterações nas características iônicas do fluido refrigerante e identificar possíveis mudanças em suas condições.
● ORP: Para fornecer informações adicionais sobre as condições de oxidação-redução dentro do circuito de refrigeração.
● Turbidez: Para detectar partículas em suspensão e alterações na transparência do líquido refrigerante.
Essas medições foram necessárias em vários locais para proporcionar melhor visibilidade da condição das linhas de abastecimento e retorno. O sistema também precisava se comunicar com o sistema de gestão predial (BMS) existente sem gerar conflitos de comunicação com outros equipamentos de gerenciamento do edifício.
Solução – Implantação e Comissionamento
A Rika Sensor instalou 24 unidades de monitoramento na infraestrutura de refrigeração que atende a 12 racks. As unidades mediam pH, condutividade, ORP e turbidez e foram posicionadas nas linhas de suprimento e retorno.
O monitoramento de ambos os lados do circuito de refrigeração proporcionou ao cliente uma visão mais completa das mudanças que ocorrem à medida que o fluido refrigerante circula pelo sistema. Essa abordagem pode ajudar os operadores a comparar as condições do fluido de entrada e de retorno e a identificar tendências emergentes.
Para a integração do sistema, as unidades de monitoramento utilizaram sinais com fio de 4–20 mA para se conectarem diretamente ao BMS existente. Essa escolha foi feita especificamente para evitar possíveis conflitos de barramento e proporcionar uma conexão direta com a arquitetura de monitoramento já estabelecida da instalação.
Durante o comissionamento, dois pontos de monitoramento apresentaram leituras anormais. A investigação técnica constatou que esses sensores estavam posicionados muito próximos aos pontos de injeção de produtos químicos. Alterações localizadas na composição do fluido refrigerante ao redor dos pontos de injeção podem afetar temporariamente as medições e podem não representar com precisão a condição geral do circuito de refrigeração.
Os dois pontos de monitoramento afetados foram, portanto, realocados para posições mais adequadas. Após a realocação, o sistema de monitoramento proporcionou condições de medição mais representativas.
O sistema de alarme foi configurado como somente de notificação (push-only), o que significa que o sistema de monitoramento podia gerar alertas, mas não iniciava automaticamente ações de controle. Isso permitiu que o sistema de gestão predial (BMS) recebesse informações sobre a qualidade da água, mantendo as decisões operacionais sob o controle da equipe da instalação.
Os registros de monitoramento diário também foram configurados para exportação automática em CSV . Os clientes podiam usar esses arquivos para analisar tendências históricas e gerar a documentação necessária para relatórios de conformidade.
Produtos avaliados
O sistema pode incorporar produtos Rika Sensor específicos para aplicações de refrigeração líquida, incluindo sensores de condutividade para monitoramento do fluido refrigerante, sensores de pH do fluido refrigerante, sensores ORP e sensores de turbidez.
Esses dispositivos de monitoramento dedicados fornecem medições individuais que podem ser combinadas em uma solução mais abrangente de sensores de qualidade da água de refrigeração . A configuração apropriada pode ser selecionada de acordo com o sistema de refrigeração, os pontos de instalação e a arquitetura de comunicação necessária.
Resultados
O projeto proporcionou ao centro de dados da Baviera visibilidade contínua de importantes parâmetros de qualidade do fluido refrigerante em 12 racks. Em vez de depender principalmente de testes laboratoriais mensais, a instalação pôde monitorar as alterações de pH, condutividade, ORP e turbidez durante a operação normal.
A integração por meio de sinais de 4 a 20 mA também permitiu que o sistema de monitoramento funcionasse com o BMS existente sem introduzir conflitos de barramento. Após os ajustes de comissionamento, os sensores realocados forneceram medições mais representativas, evitando os efeitos localizados dos pontos de injeção de produtos químicos.
Os registros diários automatizados em formato CSV simplificaram ainda mais a coleta de informações históricas sobre a qualidade da água. Esses registros podem ser usados pelo cliente para analisar as condições do fluido refrigerante, identificar tendências e preparar a documentação de conformidade.
O projeto demonstra como um sensor de qualidade da água para unidades de refrigeração e uma estratégia mais abrangente de monitoramento da qualidade do fluido refrigerante podem auxiliar na manutenção preventiva, na integração com sistemas de gerenciamento predial (BMS) e na documentação operacional em data centers de alta disponibilidade. Para instalações que utilizam refrigeração com água e glicol, o monitoramento contínuo pode fornecer informações valiosas sobre a condição do fluido refrigerante, reduzindo a dependência de testes manuais ou laboratoriais pouco frequentes.
