¿Cómo elegir el sistema de refrigeración en racks de servidores adecuado para tu instalación de TI, ya sea en el centro de datos o en el Edge? O cualquier cosa que se le parezca. Aquí echaremos un vistazo a algunos de los factores más importantes que intervienen en la selección de la solución más adecuada para tus necesidades. Hemos seleccionado siete (sí, siete) de los factores más críticos. También existen otros factores y algunos serán más importantes según el caso. Por ahora, sin embargo, empezaremos con estos.

 

  1. Garantiza tu escalabilidad


Puede que estés convencido de que tu sistema de refrigeración está gestionando las densidades actuales... pero, ¿será así en el futuro? Al seleccionar un sistema de refrigeración, es fundamental pensar más allá del presente y prepararte para adaptarte a las densidades que sin duda gestionarás en el futuro. El informe sobre el estado de los centros de datos de 2020 descubrió que la densidad media de los racks aumentó en casi un kilovatio (kW) entero con respecto al año anterior, saltando de 7,3 kW a 8,2 kW por rack. ¿Qué ocurrirá dentro de cinco o diez años?

Con los sistemas de refrigeración en racks de servidores, la solución más sencilla y rápida es añadir más racks. Busca racks que faciliten la ampliación de la capacidad, con estas dos características críticas para el futuro:

  • Posibilidad de añadir equipos de diferentes tamaños (y colocar equipos de alimentación en el mismo rack que los equipos de TI) para ahorrar un valioso espacio en el suelo.
  • Capacidad para colocar equipos con diferentes necesidades de refrigeración dentro del mismo rack, lo que contribuye a reducir los costes de refrigeración al eliminar la necesidad de un sistema separado para cada uno.

Por supuesto, la instalación debe tener suficiente capacidad para eliminar el calor. Añadir racks para dispositivos más y más potentes aumentará la carga térmica general. Debes asegurarte de que cualquier nueva aportación de calor pueda eliminarse con la infraestructura existente.

 

  1. Prepárate para controlar el entorno


El creciente uso de los datos para potenciar las capacidades de la Industria 4.0 y el IIoT y la consiguiente popularidad de las implementaciones de Edge significa que cada vez más racks de servidores se colocan en espacios relativamente pequeños y apartados que no han sido diseñados para proteger los equipos de TI. A menudo, estos espacios no ofrecen una climatización adecuada y son vulnerables al polvo, los residuos y la humedad.

Con demasiada frecuencia, los administradores de TI asumen que estas implementaciones se pueden refrigerar mediante la propia infraestructura de aire acondicionado del edificio, unos sistemas que no están diseñados para mantener fríos los equipos sensibles ni son capaces de garantizar los niveles óptimos de humedad o el caudal de aire adecuado.

Para estas instalaciones, debes plantearte contar con racks con sistemas de refrigeración de expansión directa. La ventaja de esta tecnología es que, a menudo, no es necesario cambiar la infraestructura actual y la refrigeración del rack del servidor se puede asignar a un solo rack o a todo un espacio pequeño, lo que hace que este método selectivo sea altamente eficiente.

Entre las numerosas ventajas para el Edge y otras implementaciones similares, se incluyen las que simplifican la supervisión y la administración:

  • Control de temperatura preciso capaz de mantener una temperatura de consigna incluso cuando las cargas térmicas varían.
  • La sustitución del ventilador EC sin herramientas, las conexiones eléctricas de fácil acceso, la válvula de expansión electrónica para reaccionar de inmediato a la variabilidad de las cargas térmicas y la notificación remota de todos los parámetros operativos reducen el tiempo de inactividad y optimizan el funcionamiento del sistema.
  • Un sistema de supervisión que permite a los usuarios comprobar de forma remota las condiciones climáticas y el estado de cualquier sistema integrado, y que envía advertencias si las condiciones se deterioran.

  1. Prevé la capacidad para un aumento de las cargas térmicas


Para identificar la solución de refrigeración del rack adecuada para tu aplicación, primero tienes que calcular el calor generado por tus equipos y la carga térmica total de cada rack.

Como cálculo aproximado, supón que toda la energía absorbida, ya sea la carga total de TI de la instalación o por equipo, se convertirá esencialmente en calor (recuerda: hemos dicho de forma aproximada). Esto significa que la emisión térmica de los equipos de TI es (prácticamente) igual al consumo de energía (ambos expresados en vatios). El nivel y el tipo de refrigeración que es capaz de satisfacer tus necesidades depende de las densidades totales dentro de cada rack.

Antes, la alta densidad era algo superior a 10 kW por equipo. Hoy en día, una instalación de alta densidad es aquella en la que cada armario consume más de 20 kW. La densidad térmica también podría medirse como la cantidad de energía consumida por pie cuadrado (0,09 metros cuadrados) de superficie, que suele expresarse en vatios por pie cuadrado. Pero debemos ser cautelosos, ya que es difícil asignar un valor único, por ejemplo, 150 W por pie cuadrado, que sea uniforme en todo el espacio. El mejor enfoque sería una combinación de ambos métodos: un valor total para el espacio con la adición de densidades mucho más altas (1000-3000 vatios por pie cuadrado y más) según sea necesario.

Si la acumulación de calor dentro de tus racks tiende a ser rápida y concentrada, puede que la mejor opción para ti sea la refrigeración de circuito cerrado, ya que estos sistemas están diseñados para garantizar el máximo tiempo de actividad en zonas de mucho calor y entornos no controlados.

Un sistema de circuito cerrado, que funciona junto con una configuración de acoplamiento cerrado, elimina el calor del interior de un rack, evitando que se mezcle con el aire ambiente. Estos sistemas, que se consideran una refrigeración «en hilera», solo enfrían el equipo dentro del rack, en lugar de tener que contribuir a la refrigeración general de la hilera o la sala.

Fuera del centro de datos, en muchas aplicaciones Edge, en las que la acumulación de calor podría ser local Y rápida, la refrigeración de circuito cerrado mantendrá las condiciones climáticas internas adecuadas, independientemente de las condiciones ambientales externas. Esta mayor capacidad de eliminación del calor permite unas densidades de instalación más altas, lo que reduce la cantidad de racks de servidor necesarios.

 

  1. Consulta las directrices de ASHRAE


Para asegurarte de que tus equipos de TI se refrigeren adecuadamente, debes identificar la temperatura de consigna adecuada.

El Comité Técnico TC 9.9 de la Sociedad Americana de Ingenieros de Calefacción, Refrigeración y Aire Acondicionado (ASHRAE, por sus siglas en inglés) publica unas directrices que determinan la mejor temperatura para un funcionamiento fiable del centro de datos. Según la ASHRAE, muchos centros de datos de hoy en día funcionan a varios grados más que hace 10 o 15 años para reducir los costes de refrigeración; para la mayoría de las clases de equipos de TI, la temperatura ideal se encuentra actualmente entre los 17,7 y los 27,2 °C (para los equipos entre las categorías A1 y A4 de ASHRAE), con una humedad relativa (HR) del 60% (consulta la tabla ASHRAE para conocer las temperaturas recomendadas para diferentes clases de equipos).

 

  1. Adáptate a la infraestructura existente


La infraestructura existente en la ubicación de la implementación afecta los requisitos del sistema que elijas para la refrigeración del servidor en el rack. Por ejemplo, si la sala de datos está diseñada con contención de pasillo caliente y pasillo frío, tus opciones son más amplias que si no tuvieras esta característica.

A diferencia del método de refrigeración tradicional "sin contención" que mantiene una temperatura objetivo mientras trata de minimizar la mezcla de aire caliente y frío, la refrigeración basada en sala de hoy en día puede utilizar la contención de pasillo para dirigir y separar las vías de circulación del aire para lograr la máxima eficiencia.

  • Los sistemas de contención de pasillo frío (CAC) suministran aire frío a los equipos de TI a través del suelo, recuperando el calor a medida que se desplaza por los dispositivos. El aire caliente se extrae por la parte posterior del armario y se conduce hacia el pasillo caliente o los espacios de la cámara plénum del techo. A continuación, se entrega a la unidad CRAC donde se enfría y se devuelve al suelo para que el ciclo vuelva a comenzar.
  • Los sistemas de contención de pasillo caliente (HAC) extraen el aire caliente que procede de los armarios de los racks y lo elevan hacia una cámara plénum en el techo donde las tuberías lo entregan a una unidad de refrigeración y lo devuelven al espacio como aire frío. Los sistemas HAC se pueden instalar con o sin suelo elevado.

Ten en cuenta que decidir qué pasillo se debe contener sigue generando apasionados, e incluso acalorados, debates. Rittal no recomienda la contención de pasillo frío o de pasillo caliente. Sin embargo, los sistemas de refrigeración descritos en este artículo funcionarán igual de bien con cualquier configuración.

 

  1. Revisa tus opciones


Hoy en día, la refrigeración líquida está ampliamente considerada como el método más eficiente para eliminar el calor de las instalaciones de mayor densidad, independientemente de dónde se encuentren. Al colocar la refrigeración más cerca de las fuentes de calor (dirigida a las hileras de racks o racks individuales), la refrigeración líquida garantiza el máximo tiempo de actividad y permite acomodar de forma rentable instalaciones de mayor densidad. Hay dos tipos básicos de refrigeración líquida disponibles actualmente:

  • La refrigeración basada en hileras, a veces conocida como refrigeración en línea o en hilera, suele ser más eficiente que la refrigeración de salas porque solo se enfoca en una hilera de racks, lo que hace que las vías de circulación del aire sean más cortas y estén definidas con mayor claridad que las de la refrigeración de salas. Y, dado que la longitud de la vía de circulación del aire más corta reduce la potencia del ventilador que necesitan los sistemas de la sala de ordenadores (CRAC/CRAH), se aumenta la eficiencia.
  • La refrigeración líquida directa del chip (en inglés, direct to chip) utiliza tubos flexibles para llevar líquido dieléctrico seguro y no inflamable directamente al chip de procesamiento. El líquido absorbe el calor convirtiéndose en vapor, que luego transmite el calor fuera del equipo de TI. Este método puede reducir drásticamente los costes de refrigeración, lo que supone un gran ahorro para cualquier instalación, teniendo en cuenta que el 40% de la energía de un centro de datos típico se destina únicamente a la refrigeración.

  1. Asóciate con expertos en refrigeración


La implementación de una solución de refrigeración líquida para racks de servidores puede aportar un nuevo nivel de eficacia a tu operación y tus equipos, y tanto los sistemas basados en hileras como en racks son idóneos para las instalaciones de alta densidad de hoy en día. Para comprender qué tipo de refrigeración será la más eficiente para ti hoy y en el futuro, busca el asesoramiento de un experto en racks y sistemas de refrigeración que te ayude a identificar la solución más adecuada para tus necesidades.

Para obtener más información sobre las opciones de refrigeración líquida, descarga nuestro White Paper: Refrigeración TI - Estrategias y soluciones para una climatización eficiente de la infraestructura TI.

 

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