O termo em inglês free cooling na tradução literal significaria refrigeração livre, e, aí, a interpretação de livre mais correta seria livre de sistema mecânico de compressão de gás refrigerante, pois, não podemos afirmar que seria livre do consumo e dos custos de energia para o processo de refrigeração, uma vez que os consumos de circulação do ar não só permanecem, como serão ainda maiores.  Feito este esclarecimento, vamos às suas aplicações.

A aplicação mais antiga e comum é a refrigeração de equipamentos de telecomunicações, em que as estações externas utilizam equipamentos de ar-condicionado do tipo wall mounted com sistemas de free cooling incorporados que até poderíamos classificar como ciclo economizador e, dependendo das condições entálpicas do ar exterior, o equipamento opera com refrigeração mecânica por ciclo de compressão de gás refrigerante, ou não, apenas insufla nestes ambientes o ar externo e expurga o ar interno aquecido pela dissipação de calor dos equipamentos de comunicação instalados nessas estações.

Hoje em dia, esta aplicação se estendeu para data centers, por conta da atualização ocorrida no envelope operacional de temperaturas e umidades tanto recomendável como aceito do ar de entrada dos servidores de TI, publicadas no ASHRAE TC 9.9 – Thermal Guideliness for Data Processing Environments, em que a temperatura recomendável no ar de entrada nos servidores pode ser de até 27ºC e a aceita para servidores classe A1 (a mais restritiva) de até 32ºC.

É por este motivo que já existem diversos data center no mundo operando sem sistemas de refrigeração por compressão de gás refrigerante; inclusive no Brasil, mais especificamente no estado de São Paulo, onde estão em fase final de construção dois data centers com este conceito que por questões contratuais de confidencialidade não posso declarar o nome nem a localização exata.

Importante deixar claro que para que isto seja possível se faz necessário que os racks de servidores estejam dispostos em configuração de corredores quentes e corredores frios, e que seja adotado um bom sistema de confinamento destes corredores, atualmente com predominância do confinamento dos corredores quentes.

Como as temperaturas externas podem passar tanto dos 27ºC (máximo recomendado), como dos 32ºC (máximo aceito) estes data centers utilizam sistema complementar de refrigeração adiabática nas horas mais quentes.

É importante analisar as temperaturas e umidades das 8.760 horas do ano dos locais da instalação para verificar se este sistema pode ou não ser adotado. A título de exemplo, se consideramos a região de Campinas, no estado de São Paulo, que em um raio de 100 km temos uma quantidade significativa e grandes data center, podemos utilizar os dados climáticos do aeroporto de Viracopos como base, observamos mais de 80% das horas por ano com temperaturas de até 27ºC, ou seja, somente em 20% das horas precisaríamos do resfriamento adiabático complementar.

Uma outra forma de aplicar o free cooling em data centers foi a utilizada no projeto do Data Center do Banco Santander, em Campinas, que também pode ser interpretada como um ciclo economizador. Neste caso, o sistema de automação pode comparar a entalpia do ar externo com a entalpia do ar de descarga dos servidores de TI (corredores quentes) e, quando a entalpia do ar externo for inferior à do ar de retorno, acionar exaustores para expurgo deste ar e promover a abertura e fechamento de dampers para que os equipamentos de ar-condicionado ( CRAH – Computer Room Air Handlers ) captem o ar externo ao invés do ar de retorno e, assim, consumam menos energia para refrigerar o ambiente.

Marcos Santamaria Alves Corrêa, é engenheiro de aplicação na Indústrias Tosi

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