El CTP de la refrigeración líquida para centros de datos

Todos los responsables de instalaciones de TI pierden el sueño pensando en la cantidad de energía que consume su centro de datos y el constante aumento del coste de dicha energía. Dado que una parte significativa de su presupuesto se destina a la climatización y la eliminación del calor, la optimización de estos sistemas es un objetivo importante para la mayoría. Por suerte, la industria presenta continuamente soluciones innovadoras que ayudan a los centros de datos a reducir costes y mejorar el rendimiento general de la instalación. Una de esas innovaciones es la refrigeración líquida.

Los sistemas de refrigeración líquida permiten que los centros de datos aumenten las densidades de instalación y ofrezcan importantes oportunidades de ahorro.. Las instalaciones de mayor densidad no tendrán un efecto en la potencia de la TI, por lo que aún debes prever la cantidad de megavatios que admitirá tu instalación. Sin embargo, aumentar la densidad de la instalación e implementar una eliminación de calor con soluciones líquidas puede tener un impacto significativo en los sistemas de climatización conectados. Una forma de identificar con precisión cuánto se pueden reducir los costes es observar el CTP, o coste total de propiedad, de un sistema. Hay varios factores que deben tenerse en cuenta cuando se calcula el CTP, y en este artículo revisaremos los que afectan al cálculo del CTP de un sistema de refrigeración líquida.

Cabe tener en cuenta que los sistemas de refrigeración líquida han existido durante bastante tiempo, al menos durante los últimos 15 años. La refrigeración líquida directa en el chip siempre ha sido la solución preferida para mejorar el rendimiento del procesador, sobre todo en el mundo de los juegos en línea. Los sistemas basados en racks e hileras también estaban disponibles, pero tal vez se contemplarán con demasiada cautela. Llevar agua al espacio del centro de datos era tabú, pero como con cualquier nueva tecnología, se realizaron significativas mejoras en la fiabilidad y la estabilidad de dichos sistemas con cada nuevo producto. Los diversos sistemas de refrigeración líquida disponibles hoy en día son seguros y competentes, y deben tenerse en cuenta para cada posible implementación de alta densidad.

Coste total de propiedad de un sistema de refrigeración líquida (con pasillo de aire frío)

El CTP de un sistema de refrigeración líquida variará en función de los criterios de instalación específicos, que incluyen:

• las dimensiones del rack;
• el posible uso de componentes de contención de pasillo;
• las capacidades de refrigeración necesarias para soportar las cargas térmicas proyectadas por tamaño;
• los costes locales de la energía y estructuras de precios, es decir, descuentos, incentivos, etc.; y
• la reducción del espacio de instalación de la TI.

Por otro lado, el CTP no se ve afectado por la infraestructura del edificio y las condiciones del lugar, por ejemplo, el tipo de suelo, las distancias entre las placas y la redundancia de la infraestructura. Estos costes son fijos y deben tenerse en cuenta fuera del análisis del CTP.

Además, los sistemas de acoplamiento cerrado basados en hileras son el principal objetivo del análisis del CTP, preferiblemente utilizando vías de circulación de aire de circuito cerrado. Si bien todas las soluciones de refrigeración líquida de alta densidad tendrán efectos positivos en el CTP, no deben compararse entre sí. Cada sistema (directo al chip, por inmersión y en puerta trasera) debe analizarse de forma individual y comparar cuál podría ofrecer el CTP óptimo. Selecciona una solución que no solo se base en los posibles ahorros, sino también en una que coincida con tus requisitos: cargas térmicas proyectadas, limitaciones de espacio, aplicación y presupuesto.

Si partimos de una financiación a cinco años de un sistema, estos son los costes que forman parte del cálculo del CTP del sistema de refrigeración líquida:

• Compra del sistema. Es un coste único en el primer año.
• (Opcional) Componentes de contención de pasillo. Es un coste único en el primer año.
• Instalación del sistema y el rack. Los costes de instalación se pueden categorizar como mano de obra o capitalizarse como un solo coste. Es un coste único en el primer año.
• Coste y uso de la energía. Estas cifras serán las mismas para cada año de funcionamiento del sistema.
• Sustitución del ciclo de vida (también conocido como coste de actualización del hardware).Al tener en cuenta la sustitución, se reconoce que se tendrá que sustituir el sistema en algún punto del futuro (o sustituir los componentes), por lo que debes incluir el coste en el cálculo.
• Mantenimiento y asistencia. Este es el gasto anual de mantener un contrato de asistencia. Una buena regla general es que esto equivale a aproximadamente el 20 % del precio de compra cada año que transcurra después del primer año.
• Contrato de mantenimiento ampliado. Esto es un coste opcional, pero ayuda a mitigar los riesgos potenciales, por lo que debe incluirse en el cálculo.

Usando estos factores para calcular el CTP, el coste del primer año será más alto que en los años posteriores, cuyo total será la suma de los elementos siguientes:

• compra del sistema + componentes de pasillo + instalación + consumo energético anual (al coste de energía determinado) + el coste anual de un contrato de mantenimiento.

En cada año subsiguiente, el total será la suma de:

• consumo energético (a un coste determinado de la energía) + mantenimiento y asistencia + el coste anual de un contrato de mantenimiento.
  

Oportunidades adicionales para reducir los costes de la refrigeración líquida

La implementación del LCP (paquete de refrigeración líquida) de Rittal en lugar de los sistemas tradicionales de climatización de la sala (CRAC/CRAH) puede suponer una importante reducción de los costes, que afecte directamente los gastos operativos y proporcione un notable retorno de la inversión (ROI, por sus siglas en inglés), que además sea mensurable. La reducción de los costes se puede obtener, por ejemplo, de algunos de los factores que se enumeran a continuación:

• Reducción del espacio general en el suelo del centro de datos.
• Reducción o eliminación de los costes de construcción para ampliar las instalaciones existentes.
• Reducción o eliminación de componentes refrigerados por aire, por ejemplo, CRAC, CRAH.
• Reducción de los costes gracias a una mejora de las eficiencias energéticas como consecuencia de:
  • un aumento de las temperaturas de entrada del aire del servidor;
  • un aumento de la temperatura del agua fría suministrada;
  • el uso de otras fuentes de agua en la instalación, es decir, recirculación de agua tibia; y
  • una reducción del consumo energético del ventilador.

El conjunto de productos LCP de Rittal se basa en un intercambiador de calor aire-agua de alta eficiencia diseñado para proporcionar la máxima capacidad de evacuación del calor para instalaciones de centros de datos de alta densidad. Hay dos configuraciones de LCP disponibles:

• Circuito cerrado/en hilera: todo el aire frío se dirige a las tomas de aire del servidor montado en rack de los armarios del servidor, con todo el aire caliente captado en la parte posterior de los racks del servidor y aspirado a través del intercambiador de calor. Todas las puertas (delantera y trasera, racks de servidor y LCPs) presentan una construcción sólida; no hay escapes de aire frío o caliente a los espacios de los pasillos fríos o calientes. Eliminar la necesidad de una contención de pasillo mejorará el CTP.
• Circuito abierto/en línea: LCP InLine proporciona una climatización activa de la sala o una refrigeración y eliminación del calor adicionales. Los racks (servidor y LCP) cuentan con puertas perforadas (frontal y posterior); el aire frío se descarga en el pasillo frío desde la parte delantera de las unidades LCP y el aire caliente se recupera del pasillo caliente y se extrae por el intercambiador de calor.
  

Rittal está encantado de proporcionar la potencial reducción de los costes energéticos en función de tus condiciones operativas, los detalles de instalación y los parámetros del sistema de la instalación. Mientras, puedes obtener más información sobre las opciones existentes para ahorrar dinero con la refrigeración líquida descargando el White Paper: Refrigeración del centro de datos: 4 tipos eficaces de refrigeración líquida.