No coração de cada centro de dados moderno, um componente discreto mas essencial garante que os servidores mantenham a temperatura sob controle: a unidade de distribuição de refrigerante, conhecida pela sigla CDU. Este equipamento funciona como guardião silencioso, permitindo a transferência de calor entre dois circuitos completamente independentes, sem jamais misturar os líquidos que circulam por cada um deles.
A separação entre o sistema de água da instalação e o sistema de refrigeração dos equipamentos não é acidental. O primeiro utiliza água industrial comum ou misturas de água com glicol, projetado para suportar a química convencional dos sistemas prediais. Já o segundo opera em um ambiente extremamente controlado e limpo, conduzindo refrigerante especializado diretamente até as prateleiras de servidores e atravessando as placas de resfriamento dos processadores e unidades de processamento gráfico.
Quando o olhar se aproxima das válvulas dentro desse circuito, sua importância se torna cristalina. No nível das prateleiras, elas representam a última camada de controle e proteção, permitindo isolar rapidamente cada rack caso algum problema seja detectado. Riccardo De Danieli, gerente global de aplicações de sistemas para centros de dados da Belimo, detalha: "No sistema de refrigeração técnica, muitas prateleiras possuem uma válvula de controle para balancear o fluxo. Depois, existem mais duas válvulas de acionamento rápido, que fecham a prateleira em caso de problemas como vazamentos. Há também um sensor de vazamento."
O problema da escassez de energia nunca foi tão premente. A inteligência artificial, a computação em nuvem e as aplicações de alto desempenho exercem uma pressão sem precedentes sobre a capacidade das redes elétricas em todo o mundo, enquanto a infraestrutura necessária para atender essa demanda simplesmente não está sendo construída com velocidade suficiente. "A refrigeração líquida é um dos sistemas mais exigentes em termos de consumo de energia dentro de um centro de dados", afirma De Danieli.
No entanto, a refrigeração líquida também se destaca como uma das formas mais eficazes de permitir maior desempenho dos chips. De acordo com o especialista, o primeiro passo para melhorar a eficiência dos centros de dados voltados à inteligência artificial é implementar a refrigeração líquida, para então otimizar o próprio sistema.
Temperatura de alimentação, pressão diferencial e porcentagem de abertura das válvulas são indicadores fundamentais do desempenho das prateleiras e, consequentemente, de seu retorno financeiro. O desempenho do rack influencia diretamente o desempenho dos chips e, portanto, a capacidade de geração de processamento, que cada vez mais se correlaciona com a receita que uma instalação pode produzir.
"Um parâmetro frequentemente negligenciado nos centros de dados é a pressão diferencial das prateleiras. Você pode usar essa pressão para controlar a válvula e redimensionar o fluxo de forma eficaz."
Com válvulas eletrônicas independentes de pressão, a porcentagem de abertura também pode indicar o desempenho da bomba. Se a válvula estiver muito fechada, a pressão da bomba provavelmente está alta demais. Se as válvulas estiverem consistentemente totalmente abertas, a pressão pode estar baixa demais.
"É crucial acertar o sistema porque, se você tiver uma taxa de fluxo menor em cada rastreador, não estará transferindo potência de refrigeração suficiente para cada prateleira, o que pode danificar os equipamentos de tecnologia da informação", alerta De Danieli. O oposto também representa problemas. "Se você tiver uma taxa de fluxo maior que a esperada, pode acelerar o desgaste e danificar as placas de frio, os pequenos trocadores de calor-fixados aos chips, e até os tubos conectados a eles. Você precisa da taxa de fluxo certa para evitar danos."
Mas não se trata apenas de evitar danos. Em uma era definida pela demanda por saída máxima de processamento, cada componente do sistema de refrigeração precisa apoiar o desempenho de forma eficiente. O monitoramento dos parâmetros corretos pode oferecer aos operadores uma visão mais clara do comportamento da instalação ao longo do tempo, permitindo identificar tendências, intervir de forma proativa e otimizar o desempenho do sistema antes que as ineficiências se tornem custosas.
Como cada componente do sistema de refrigeração consome energia, algo tão direto quanto controlar com precisão quando e quão longe as válvulas se abrem pode reduzir o consumo desnecessário. Multiplicado por uma instalação de grande escala, esses ganhos incrementais podem se traduzir em reduções significativas no consumo de energia para refrigeração e, ultimamente, mais potência disponível para equipamentos de tecnologia da informação que geram receita.
O potencial da otimização dos sistemas de água não é novo. De Danieli menciona um estudo de 2014 do Maui High Performance Computing Center, realizado para o Programa Federal de Gestão de Energia do Departamento de Energia dos Estados Unidos, que descobriu que substituir a refrigeração a ar pela refrigeração a água melhorou os parâmetros de desempenho. "Eles estimaram que a refrigeração a água economizaria duzentos mil dólares por ano em custos operacionais. Também é muito interessante notar que mostra que o Riptide PUE, água de refrigeração, é consistentemente menor que o MANA PUE, ar."
Esse princípio se tornou ainda mais importante à medida que as densidades das prateleiras aumentaram. Pesquisas recentes começam a quantificar essa oportunidade. Um estudo de 2026 conduzido por especialistas do Instituto de Energetica de Edificações, Termotecnologia e Armazenamento de Energia encontrou um potencial significativo de economia de energia ao ajustar dinamicamente a temperatura da água de alimentação. Com base em 21 meses de dados operacionais de um centro de dados com refrigeração líquida direta, a pesquisa destaca o valor de adaptar o ponto de ajuste da refrigeração às condições operacionais e ambientais mutáveis, em vez de mantê-lo fixo.
Uma melhor gestão térmica pode proteger hardware de alto valor, melhorar a eficiência operacional e criar condições para equipamentos de tecnologia da informação com melhor desempenho. Em outras palavras, a prateleira é onde a economia da refrigeração finalmente se torna tangível.
Ao discutir componentes para sistemas de refrigeração líquida, é fácil assumir que uma válvula, sensor ou atuador é muito semelhante a outro, e que, quando necessário, os componentes são intercambiáveis. Então, o que realmente diferencia um componente de alto desempenho de uma alternativa padrão, e por que essa distinção importa?
De acordo com De Danieli, um componente de alto desempenho não é apenas isso, é uma combinação de todos os produtos trabalhando juntos para formar um sistema de alto desempenho. "Um sistema de refrigeração só funciona tão bem quanto seu componente mais fraco. Não faz sentido ter uma válvula inteligente, mas não ter uma bomba inteligente ou conectores de tubulação inteligentes. Por isso é importante ter uma visão holística do centro de dados."
É a capacidade de intercomunicação que leva itens individuais a uma função refinada. Componentes de alto desempenho fazem mais do que realizar uma função mecânica: eles podem medir, comunicar e responder. Uma válvula convencional pode ser controlada, enquanto um sensor convencional simplesmente fornece informações. Componentes inteligentes combinam ambas as capacidades, permitindo que operadores monitorem condições e ajustem o sistema em tempo real.
É aí que a experiência em sistemas de aquecimento, ventilação e ar condicionado se torna particularmente relevante. Em vez de desenvolver uma classe inteiramente nova de produtos para centros de dados, a Belimo adaptou décadas de experiência em controles e equipamentos de aquecimento, ventilação e ar condicionado para os requisitos mais exigentes da refrigeração líquida de alta densidade.
"Quando você tem um dispositivo que pode medir a pressão diferencial ou a temperatura, precisa se comunicar e transmitir essa informação para o sistema de gerenciamento predial da forma mais eficaz possível", explica De Danieli. Essa arquitetura de comunicação pode ter um impacto significativo na complexidade da instalação. "Se você tiver sinais analógicos, precisa de um cabo para cada parâmetro. Com comunicação por barramento, temos apenas um cabo para todos esses dispositivos."
As válvulas de energia da Belimo, por exemplo, combinam medição de fluxo, capacidades de sensoriamento e controle de pressão diferencial com conectividade e análises baseadas em nuvem. Isso permite que os operadores monitorem e ajustem o fluxo no nível das prateleiras, inclusive quando um servidor é removido para manutenção, uma capacidade particularmente importante em ambientes de alta densidade onde os requisitos de refrigeração podem mudar conforme a carga de tecnologia da informação muda.
Para válvulas eletrônicas independentes de pressão, duas características são particularmente importantes: o protocolo de comunicação e a capacidade de medir o fluxo diretamente. Em vez de calcular o fluxo a partir de outros parâmetros, essas válvulas podem medi-lo, oferecendo aos operadores uma visão mais precisa do que está acontecendo no nível das prateleiras e fornecendo os dados necessários para controlar o sistema de refrigeração com mais precisão.
O papel da válvula mudou. Antes, era simplesmente um dispositivo que abre e fecha para regular o fluxo, mas agora se tornou um ponto de sensoriamento e controle dentro de um sistema de refrigeração conectado. Os centros de dados de inteligência artificial do futuro não são moldados apenas pela quantidade de processamento que podem implantar. Cada vez mais, serão determinados por quão inteligente e eficientemente podem resfriar essa capacidade. Uma refrigeração mais inteligente significa menos energia gasta com infraestrutura, mais disponível para processamento e, ultimamente, maior valor de cada prateleira.
Fonte: DCD
