Refrigeración adiabática, control de humedad DP y más

Refrigeración por acoplamiento directo o por fuente de calor

Cuanto más se acerca el enfriamiento a la fuente de calor, más eficaz y eficientemente funciona. Lo cual no es nada nuevo, pregúntele a los antiguos operadores de mainframe oa cualquier diseñador de portátiles. Si bien la refrigeración de acoplamiento directo está al borde de la «corriente principal» para los centros de datos, los enfoques más nuevos despiertan interés con demandas agresivas de eficiencia energética. Simplemente se necesita demasiada energía para empujar grandes volúmenes de aire a través de las cámaras o conductos del piso y luego llevarlo de regreso a los acondicionadores de aire.

Las tecnologías prometedoras incluyen el enfriamiento por inmersión, que sumerge los servidores en aceite mineral para un enfriamiento extremadamente eficiente con un uso mínimo de energía. Pero, ¿qué piensan los técnicos de trabajar en servidores cubiertos por dentro y por fuera con aceite? No será adecuado para todas las tiendas.

La refrigeración aérea, que tiene más de una década, está experimentando una evolución, especialmente en fila. Continuaremos mejorando los diseños e implementaciones del sistema de enfriamiento en fila hasta que el enfriamiento líquido directo se haga cargo.

El enfriamiento líquido directo pasó de moda por un tiempo, pero está resurgiendo. El agua es 3500 veces más eficiente que el aire para eliminar el calor; La refrigeración líquida es bastante inevitable a medida que llegan al mercado procesadores más potentes. Lo viejo vuelve a ser nuevo, por lo que solo es cuestión de aceptar agua en nuestros centros de datos.

El enfriador de la puerta trasera también está experimentando una mayor aceptación, en parte debido al renovado interés en la refrigeración por agua.

La industria de los centros de datos estaría mucho mejor si los acondicionadores de aire de las salas de computadoras grandes desaparecieran, reemplazados por el uso casi exclusivo de métodos de enfriamiento más nuevos. La educación y la voluntad de hacer algo diferente pueden hacer que suceda, pero el costo y la disponibilidad de energía en última instancia impondrán el cambio.

Operación a temperaturas más altas

La Sociedad Estadounidense de Ingenieros de Calefacción, Refrigeración y Aire Acondicionado (ASHRAE) publicó por primera vez sobre centros de datos de alta temperatura en 2008, pero el mensaje aún no se escucha. Los servidores no necesitan refrigerarse. Funcionan muy bien con temperaturas del aire de entrada en el rango de 75 grados Fahrenheit a 80 ° F (25 ° Celsius a 27 ° C). Los fabricantes de servidores de hecho desarrollaron la envolvente térmica expandida y acordaron que se aplicaría tanto a los equipos heredados como a los nuevos. El ahorro de energía puede ser espectacular, pero las personas primero deben aceptar que esto funciona, luego aceptar que el pasillo caliente va a estar mucho más caliente, piense en 100 ° F (38 ° C). Esto fomenta el uso de refrigeradores en las puertas traseras.

Pero eso es solo el comienzo. Las pautas de ASHRAE de 2011 permiten temperaturas de entrada de hasta 104 ° F (40 ° C) solo para equipos que están en desarrollo en 2013. No veremos estas clases superiores de equipos en nuestros centros de datos durante mucho tiempo, si es que alguna vez lo hacen. . Y cuando lo hagamos, es probable que se enfríen por agua.

Enfriamiento gratis

El funcionamiento a temperaturas más altas generalmente va de la mano con las actualizaciones de enfriamiento gratuito. El enfriamiento gratuito ahora es virtualmente obligatorio según los requisitos de ASHRAE 90.1 – 2010 para ahorrar energía y debería ser casi universal. El gasto de capital de las modernizaciones conscientes de la energía debe compensarse, al menos parcialmente, con ahorros en los costos operativos.

Pero implementar el enfriamiento gratuito en renovaciones o actualizaciones puede ser un desafío y una inversión financiera. Un nuevo estándar debería hacer esto más realista en un par de años. Probablemente predominará el enfriamiento libre del lado del agua, pero deberíamos ver más instalaciones del lado del aire, como con el método de la Rueda de Kioto. En última instancia, los operadores de los centros de datos adoptarán el enfriamiento gratuito en más climas de los que se creían posibles, en parte gracias a las temperaturas de funcionamiento más altas.

Refrigeración evaporativa o adiabática

Si bien la evaporación para enfriamiento es una ciencia real, sigue siendo una novedad para la mayoría de los operadores de centros de datos y se está imponiendo lentamente. El enfriamiento adiabático disminuye la presión sobre una sustancia mientras trabaja dentro de un ambiente, y ocurre en la naturaleza cuando el magma sube a la superficie de los volcanes y cuando los vientos se mueven sobre los picos de las montañas.

El enfriamiento adiabático resulta efectivo en climas cálidos y secos, extendiendo en gran medida el número de horas de «enfriamiento gratuito». Su mayor inconveniente es el uso de agua, pero aún consume menos agua para la misma cantidad de enfriamiento que una torre de enfriamiento estándar.

Refrigeración por contención

No construya un nuevo centro de datos sin alguna forma de enfriamiento de contención. Es una de las formas más fáciles y efectivas de mejorar la eficacia del enfriamiento y la eficiencia energética jamás vista en el centro de datos. Muchos centros de datos existentes también se benefician significativamente de una actualización de contención.

Si bien la contención es impresionante, se ha exagerado como una solución de «ser todo y acabar con todos» para todos los problemas de refrigeración, y los proveedores discuten sobre si la contención de pasillo caliente o pasillo frío es mejor. Nada de esto ha ayudado al usuario final; Tanto las soluciones de pasillo caliente como las de pasillo frío son eficaces si se diseñan e implementan correctamente. La elección depende tanto del centro de datos físico como de la preferencia.

La contención no resolverá los problemas de sobrecalentamiento causados ​​por diseños de enfriamiento inadecuados o flujo de aire o capacidad de enfriamiento insuficientes. Las normas más recientes de la Asociación Nacional de Protección contra Incendios (NFPA-75) pueden dificultar la implementación del enfriamiento de contención. La renovación de los sistemas de extinción de incendios con rociadores y / o gas agrega costos significativos. Evite las malas prácticas; asegúrese de instalar paneles ciegos en los espacios de rack no utilizados, bloquee los orificios en los pisos elevados y limpie los bloqueos de cables del espacio debajo del piso.

Armarios de chimenea y plenums de techo

El uso de la cámara de techo para transportar el aire de retorno a los acondicionadores de aire de la sala de computadoras aumenta significativamente la capacidad de enfriamiento del CRAC al garantizar la temperatura de aire de retorno más alta que se puede lograr en los serpentines de enfriamiento.

Combine plenums de techo con contención de pasillo caliente, de los cuales los gabinetes de chimenea son la forma definitiva, para obtener el mayor beneficio. El aire caliente de escape de los servidores se expulsa de la parte posterior de los gabinetes a través de chimeneas en la parte superior de los gabinetes, directamente al pleno del techo y de regreso a los acondicionadores de aire. El aire caliente y el aire frío nunca se mezclan, por lo que es muy eficiente desde el punto de vista energético.

Sin embargo, por efectivos que sean, los gabinetes de chimenea no han sido promocionados ni ampliamente aceptados. Esto puede deberse a que los diseños de contención total permiten una mayor flexibilidad del gabinete y logran casi lo mismo. Los gabinetes de chimenea, sin embargo, mantienen toda la habitación a la temperatura fresca del pasillo, lo que puede ser más cómodo para trabajar.

Control de humedad del punto de rocío

Lejos de ser una moda pasajera, el control de la humedad a través del punto de rocío (DP) en lugar de la humedad relativa (RH) ha sido recomendado por ASHRAE TC 9.9 desde 2008. Pero la gran mayoría de los centros de datos todavía siguen las reglas de RH. Los usuarios probablemente no puedan explicar la HR mejor de lo que pueden explicar la DP, pero están más familiarizados con la HR y con los números que se han utilizado históricamente: 45% a 50% de HR.

Pero la RH no tiene sentido en los centros de datos de alta densidad actuales, donde las temperaturas varían ampliamente. La temperatura del punto de rocío, por otro lado, es esencialmente la misma en toda la habitación, por lo que es una métrica más confiable para regular la humedad. Y dado que muchos dispositivos de enfriamiento de fuente de calor no proporcionan control de humedad, pero deben mantener el enfriamiento por encima del punto de rocío para evitar la condensación, el control de DP es realmente el único camino a seguir. Así que espero sinceramente que se convierta en una tendencia en los centros de datos, y que todos quieran utilizar el punto de rocío como el último estilo de eficiencia energética.

Humidificación no integrada

Junto con el control de la humedad DP, se ofrece una mayor oportunidad de humidificar la habitación por separado de los CRAC. Dependiendo del diseño, la humidificación no integrada puede generar muchos ahorros de energía. Lejos de ser una locura hoy en día, este tipo de control de la humedad se encuentra en la minoría de diseños.

Sistemas de refrigeración inteligentes que se comunican

El acoplamiento cruzado automático y el control por computadora de todos los diferentes dispositivos de enfriamiento y humidificación en la habitación están surgiendo y se están volviendo más sofisticados. Hasta ahora, la tecnología se limita a ciertos productos de fabricantes individuales. El enfriamiento eficaz y energéticamente eficiente se está volviendo tan complicado, con la amplia variedad de tipos de productos de enfriamiento y dispositivos informáticos, que tenerlos autocontrolados y autorregulados es la única forma de maximizar el funcionamiento. Si elige sistemas con este tipo de control, espere beneficiarse automáticamente. Los controles universales cruzarían las líneas de productos de los fabricantes, y eso debería convertirse en la norma en el futuro, simplemente porque es muy lógico.

Sobre el Autor:
Robert McFarlane es un director a cargo del diseño de centros de datos en Shen Milsom and Wilke LLC, con más de 35 años de experiencia. Como experto en energía y enfriamiento de centros de datos, ayudó a ser pionero en la construcción del diseño de cables y es miembro correspondiente de ASHRAE TC9.9. McFarlane también enseña en el Instituto para Profesionales de Centros de Datos de Marist College.