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Tendencias de eficiencia energética y climatización de centro de datos I

En cliAtec siempre hemos mantenido que las tendencias en refrigeración de centros de datos las marcan los fabricantes de TI; hemos visto como las infraestructuras físicas, concretamente las de climatización, siempre se han adaptado al diseño, la configuración y los tipos de servidores fabricados en cada momento. Curiosamente ahora la tendencia es volver a refrigerar como en los años setenta. Iniciamos con este post una serie de tres capítulos en los que repasaremos las tendencias en eficiencia energética y climatización en los data center, comenzando con la refrigeración líquida. 

Refrigeración líquida

En la década de los 70, los supercomputadores eran tan grandes y con tal carga térmica que la única forma eficiente de refrigerarlos era mediante serpentín de agua fría en el interior del ordenador o procesador, como el que abajo mostramos. Para estos equipos instalábamos los data-chiller, enfriadoras de agua que se conectaban directamente a los supercomputadores.

Ahora, 38 años después, que los centros de datos se diseñan para disipaciones térmicas entorno a 6-10 kW por rack y que encontramos casos de HPC (High Performance Computing) o supercomputación en los que la carga está entre 15 – 35 kW por rack la tendencia es acercar los recursos frigoríficos a la verdadera fuente de calor que es el servidor, incluso el microprocesador. Para estas cargas térmicas ya no es suficiente la climatización por falso suelo y llegará el momento en que tampoco sea suficiente la configuración de pasillo frio/ pasillo caliente.

Los cerramientos de pasillos fríos calientes perderán protagonismo
En adelante la tendencia será refrigerar directamente los servidores. Aunque cueste creerlo, con lo que nos ha costado durante tantos años convencer a los clientes para colocar los equipos en configuración pasillo frío pasillo caliente y con lo que hemos peleado para poner cerramientos, subir las temperaturas y convertir los pasillos helados en pasillos templados…. los pasillos fríos terminarán desapareciendo y la refrigeración se centrará en rack, en el servidor y en el chip. Todo el CPD será una zona templada y las estrategias de climatización se centrarán en soluciones de eliminación de calor.
Hace diez años cuando se puso de moda la alta densidad y decían en algún foro que llegaríamos a servidores que disiparían 60kW/rack, aseguraba que terminaríamos refrigerando el servidor. Pues bien, ese momento está llegando, no me refiero a los 60kW/rack –que probablemente nunca se llegarán a alcanzar-, me refiero a que cada vez encontramos más soluciones destinadas a refrigerar directamente el rack, el servidor y el procesador, sin duda, esta es la solución más eficiente. Refrigerar con agua y atacando a un foco de calor de temperatura entre 45ºC y 90ºC nos da una capacidad de refrigeración sorprendente y un abanico de
posibilidades variadísimo.
Para refrigerar directamente el servidor y, por lo tanto, eliminar los pasillos fríos encontramos las siguientes soluciones:

Refrigeración líquida directa al servidor. Se habló mucho hace unos años y ahora parece que está resurgiendo. El agua tiene 3.500 veces más capacidad de intercambio de calor que el aire. La refrigeración líquida vuelve con fuerza, por lo que es sólo una cuestión de tiempo y de aceptar el agua en nuestros centros de datos.
Refrigeración por inmersión, que sumerge servidores en refrigerante o en aceite mineral para un enfriamiento extremadamente eficiente con un consumo mínimo de energía. En el mercado cada vez hay más fabricantes de hardware que ofrecen soluciones de servidores refrigerados por inmersión líquida
Puerta trasera del rack refrigerada por agua. Este sistema también está viendo una mayor aceptación, fundamentalmente debido a la capacidad que tiene este sistema para un mayor aprovechamiento de las horas del Freecooling Indirecto. Al trabajar con temperaturas de salida de aire caliente del servidor de 45ºC seriamos capaces de comenzar a usar Freecooling para eliminación parcial de calor de la sala con temperaturas exteriores de 30ºC, incluso 40ºC si tenemos refrigeración adiabática en clima seco; y eliminación total del calor para temperaturas inferiores a 20ºC, incluso 30ºC si tenemos refrigeración adiabática en clima seco.

Si las condiciones no son adecuadas para refrigerar con agua, encontramos la opción de hacer una extracción de aire caliente directamente del rack. Técnica muy recomendada por su elevada eficiencia al segregar perfectamente el aire frío del caliente y eliminar al falso techo o exterior el aire caliente del servidor