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Viernes, 12 Julio 2024

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Ventajas de optimizar la refrigeración en el Centro de Datos: eficiencia y sostenibilidad

HPE

En la actual era de la información, donde los datos tienen una relevancia sin precedentes, la optimización del consumo energético y la prevención del sobrecalentamiento en centros de datos se han convertido en objetivos cada vez más importantes para empresas de todos los tamaños. De media, los sistemas de aire acondicionado tradicionales representan hasta el 40% del consumo total de energía de los centros de datos. Además, el aumento significativo de la temperatura y la humedad puede conducir a la condensación dentro de los equipos de TI, causando daños graves, tiempos de inactividad prolongados y costos considerables en reparaciones. Un escenario extremo podría llevar incluso a incidentes críticos, como puede ser el caso de un incendio.

Según el Instituto Español de Estudios Estratégicos, los centros de datos de la Unión Europea representan el 2,7% de la demanda de electricidad, y se espera que esta cifra aumente al 3,1% para 2030. Por esta razón, se promueve la adopción de nuevas tecnologías de refrigeración y fuentes de energía renovable, así como la exploración de nuevas ubicaciones en regiones frías e incluso en algunas áreas submarinas para determinados proyectos. Veamos que se está haciendo en estos momentos para mejorar la refrigeración de estos centros:

Opciones habituales de climatización para centros de datos

Mantener una temperatura uniforme en los equipos internos es fundamental. Para lograrlo, existen varios métodos de climatización adaptados a las emisiones térmicas de los equipos:

  • Convección de aire natural: Aprovechando los principios de la convección y la disipación térmica, este método es ideal para entornos donde los equipos generan una carga térmica baja. Se basa en la circulación natural del aire para mantener los dispositivos funcionando a temperaturas seguras. Aunque es una opción de bajo consumo energético, su efectividad puede limitarse en entornos con equipos más exigentes en términos de calor.
  • Intercambio de aire-aire: Esta estrategia es idónea para centros de datos que no requieren una climatización intensiva. Al utilizar placas (intercambiadores de calor que consisten en placas delgadas con superficies optimizadas para maximizar el contacto entre el aire frío y el aire caliente) para facilitar el intercambio de calor, mantiene un ambiente limpio y controla las temperaturas de manera eficiente. Su diseño favorece la circulación de aire sin la necesidad de sistemas complejos, siendo una opción rentable para entornos con necesidades moderadas de enfriamiento.
  • Soluciones de expansión directa: Cuando las condiciones ambientales no son óptimas o existe una alta carga térmica, estas soluciones ofrecen una alta eficiencia energética al diseñar el sistema de climatización. Su enfoque se centra en adaptar el sistema para responder de manera más efectiva a las demandas de calor, siendo una opción versátil para entornos con fluctuaciones significativas en las condiciones térmicas. Estas soluciones suelen emplear tecnologías que permiten ajustes rápidos en la capacidad de enfriamiento, garantizando así un control preciso de la temperatura incluso en situaciones donde las condiciones ambientales son extremas o cambiantes.
  • Intercambio aire-agua: Al utilizar agua como medio refrigerante con una alta capacidad de transferencia de calor, estos sistemas se diseñan priorizando la seguridad de los equipos ante posibles filtraciones. La alta eficiencia en la transferencia de calor los hace ideales para centros de datos donde se busca maximizar la eficiencia energética sin comprometer la seguridad de los equipos.
  • Refrigeración por sala: Con un sistema de pasillo frío/caliente, este método resulta económico al suministrar aire frío a los equipos y extraer el aire caliente de los racks hacia la unidad de refrigeración. Ideal para espacios más extensos con una distribución uniforme de equipos.
  • Refrigeración por pasillo: Ofrece mayor eficiencia que la refrigeración por sala al predecir mejor el flujo de aire. Aunque su costo inicial es ligeramente superior, disminuye a medida que aumenta la densidad de potencia en los racks, siendo una opción intermedia entre costo y eficiencia.
  • Refrigeración por rack de servidores: Si bien proporciona rutas de flujo de aire más cortas, su implementación demanda más potencia y requiere una infraestructura de tuberías adicional. Es la opción más costosa debido al aumento en el número de unidades de refrigeración, pero ofrece una precisión en el enfriamiento a nivel local en entornos donde se requiere una atención específica en la climatización.

Controlando la humedad

En la gestión de la temperatura y humedad en los centros de datos, los sistemas tradicionales de aire acondicionado se enfrentan a un reto crucial: la condensación resultante del proceso de enfriamiento del aire. Este fenómeno puede reducir drásticamente los niveles de humedad en el ambiente, un aspecto crítico para el óptimo desempeño de los equipos de TI. Para contrarrestar esta disminución, se recurre a la adición de humedad al aire acondicionado, garantizando así niveles adecuados de humedad relativa en el entorno del centro de procesamiento de datos (CPD). Esta práctica no solo protege los equipos de los daños por estática y la corrosión, sino que también asegura su rendimiento óptimo en condiciones ambientales controladas.

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Sin embargo, el aumento de la humedad en el sistema de aire acondicionado de las salas introduce un desafío adicional. Este incremento supone un mayor requerimiento energético para mantener controladas la temperatura y humedad, disminuyendo ligeramente la capacidad de enfriamiento del sistema.

Para compensar esta carga térmica adicional, es imprescindible un diseño más robusto y potente, que maximice la eficiencia energética incorporando compresores de alta eficiencia, ventiladores de bajo consumo energético o sistemas de recuperación de calor del sistema de aire acondicionado. Además, la disposición meticulosa de conductos de aire, apostando por ejemplo por un sistema de falso suelo que permita la distribución uniforme de aire acondicionado es una estrategia a considerar.

¿Un futuro de refrigeración líquida?

Adentrándonos en la evolución tecnológica, la industria de centros de datos está explorando soluciones innovadoras de refrigeración, como el enfoque en sistemas de refrigeración líquida. Esta transición hacia la refrigeración líquida representa un salto significativo en términos de eficiencia.

En este tipo de sistemas se utilizan líquidos conductores de calor, como agua u otros refrigerantes, como medio para eliminar el calor generado por los equipos de TI. Este método aprovecha la alta capacidad de transferencia de calor de estos elementos, permitiendo una disipación más eficiente del calor que generan los servidores y otros dispositivos. En muchos casos, estos sistemas también son más amigables con el medio ambiente al reducir el uso de energía y las emisiones de carbono asociadas con la refrigeración. Por último, también merece la pena tener en cuenta que al permitir una disipación de calor más eficiente, los sistemas de refrigeración líquida pueden facilitar la gestión de una mayor densidad de potencia en los racks de servidores, lo que significa una capacidad para albergar más equipos en un espacio más reducido.

No obstante, este cambio implica una transformación en las infraestructuras existentes. Se necesitan ajustes considerables en la infraestructura, desde la instalación de sistemas de tuberías hasta la adaptación de conductos, para asegurar un funcionamiento eficiente de esta nueva tecnología de refrigeración. Si aún no se ha popularizado la puesta en marcha de este sistema se debe en gran parte a que  la transición a sistemas de refrigeración líquida requiere una inversión sustancial en la modernización y actualización de las instalaciones para lograr una implementación exitosa, además de precisar nuevos equipos de TI que deben ser compatibles con este sistema de enfriamiento.

Optimiza la eficiencia energética de tu CPD con HPE ProLiant Gen 11

Los servidores HPE ProLiant Gen11 con procesadores AMD tienen características y capacidades que pueden desempeñar un papel significativo a la hora de mejorar la eficiencia energética de cualquier centro de datos. Algunas de las más interesantes son:

  • Eficiencia energética: Los servidores HPE ProLiant Gen11 incorpora un diseño eficiente en cuanto al consumo energético, lo que reduce la generación de calor y la carga térmica que deben manejar los sistemas de refrigeración en el CPD.
  • Diseño de hardware avanzado: Los servidores HPE ProLiant Gen11 incorporan ventiladores eficientes, sistemas de enfriamiento adaptativos y sensores integrados para monitorear la temperatura. Esto puede ayudar a mantener temperaturas estables y reducir la necesidad de enfriamiento externo.
  • Escalabilidad y flexibilidad: Los servidores HPE ProLiant Gen11 ofrecen opciones escalables que permiten adaptarse al crecimiento del CPD. Esta capacidad de escalar vertical u horizontalmente ayuda a mantener una infraestructura optimizada y adecuada para las necesidades cambiantes de procesamiento, lo que puede influir positivamente en la eficiencia del enfriamiento.
  • Gestión y Monitoreo: Las herramientas de gestión del hardware proporcionadas con los servidores HPE ProLiant Gen 11 permiten un monitoreo detallado de las condiciones internas del sistema. Esto permite ajustar la carga de trabajo y las configuraciones para optimizar la eficiencia energética y mantener un control preciso de la temperatura.

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