Enfriamiento híbrido para centros de datos de alta densidad
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Las tecnologías emergentes, como la Inteligencia Artificial, el aprendizaje automático y otras aplicaciones que requieren de datos en tiempo real continúan impulsando la demanda de tráfico en los centros de datos en todo el mundo.
De hecho, la International Data Corporation (IDC) predice que para 2025 se generarán 175 Zettabytes de datos al año. En consecuencia, la demanda de electricidad se acelerará exponencialmente en esta década, y los data center seguirán aumentando su cuota energética.
Mientras tanto, dentro del centro de datos, los servidores de alto rendimiento consumen más energía porque requieren una mayor capacidad de procesamiento, lo que se traduce en más calor concentrado dentro de un espacio reducido.
Esto significa, que a medida que se incorporan tecnologías más potentes, también se vuelve necesario reevaluar las estrategias de enfriamiento para garantizar la seguridad de la infraestructura y el rendimiento de los equipos.
Si aún no conoces el enfriamiento híbrido para centros de datos de alto rendimiento, en esta publicación profundizamos sobre su definición, ventajas y aplicaciones.
¿Qué es el enfriamiento híbrido para centros de datos?
El enfriamiento híbrido o refrigeración híbrida para centros de datos es una estrategia que combina diferentes métodos de enfriamiento para lograr una eficiencia óptima en la gestión térmica de los servidores.
Este enfoque aprovecha las ventajas de múltiples tecnologías de refrigeración con el objetivo de reducir costos y minimizar el impacto ambiental.
En un sistema de enfriamiento híbrido, se pueden integrar métodos como la refrigeración por aire y la refrigeración líquida. Por ejemplo, se podría utilizar la refrigeración por aire para disipar el calor de manera eficiente en condiciones climáticas favorables. Mientras que, la refrigeración líquida es una mejor opción en momentos de alta demanda o temperaturas extremas.
La clave del enfriamiento híbrido radica en adaptarse a las condiciones específicas y variadas del entorno, optimizando el uso de recursos y energía.
Al combinar diferentes técnicas de enfriamiento, se obtiene un sistema más resiliente que se adapta a las fluctuaciones en la carga de trabajo y las condiciones ambientales.
Una forma más eficaz de enfriar equipos y servidores de alta densidad
El aumento de la densidad térmica de los equipos informáticos en los centros de datos de alto rendimiento sigue impulsando la necesidad de tecnologías de refrigeración más eficientes.
Aunque la refrigeración líquida ofrece una eficiencia mucho mayor que la refrigeración por aire, algunas de estas opciones requieren grandes inversiones de capital. Además, resultan difíciles de integrar en una infraestructura existente o presentan complicaciones cuando se necesita aumentar la capacidad.
Teniendo esto en cuenta, la refrigeración líquida híbrida a nivel de rack con un intercambiador de calor aire-agua en la puerta trasera es una mejor opción para optimizar la eficiencia sinérgica, ya que permite reutilizar la energía residual del circuito de refrigeración por aire para alimentar el circuito de refrigeración líquida.
Un sistema de refrigeración híbrida a nivel de rack presenta un punto de partida para alcanzar un rendimiento mucho más óptimo ya que proporciona flexibilidad y escalabilidad a largo plazo.
5 Ventajas del enfriamiento híbrido para centros de datos de alta densidad
La adaptabilidad garantiza que el centro de datos pueda mantenerse al día con los avances tecnológicos sin necesidad de una reestructuración completa.
Por lo tanto, las soluciones de refrigeración híbridas ofrecen una serie de ventajas que contribuyen en conjunto a la eficacia y sostenibilidad de la infraestructura del centro de datos:
Permite una mayor densidad en racks
Las soluciones de refrigeración híbrida facilitan el despliegue de racks de alta densidad al disipar eficazmente el calor generado por los servidores densamente empaquetados.
La flexibilidad de combinar varias tecnologías de refrigeración ayuda a gestionar eficazmente el aumento de las cargas térmicas y consolidar los servidores en un espacio más compacto.
Reduce el consumo de energía
La capacidad de ajustar dinámicamente los métodos de refrigeración en función de la carga de trabajo y las condiciones ambientales ayuda a evitar el desperdicio energético.
Al gestionar eficazmente la temperatura a nivel de servidor, la refrigeración híbrida ayuda a reducir el consumo total de energía del centro de datos.
Disminuye el coste total de propiedad (TCO)
La capacidad de soportar mayores densidades de rack con menor consumo energético tiene un impacto positivo en el coste total de propiedad del centro de datos.
La eficiencia operativa y la optimización de los recursos representan un ahorro considerable en el costo final de la infraestructura del data center.
Agiliza el proceso de instalación
Los sistemas de refrigeración híbridos suelen presentar procesos de instalación simplificados, lo que reduce el tiempo de inactividad durante su implementación.
Los componentes modulares y los diseños estandarizados contribuyen a una instalación más rápida, lo que garantiza el máximo tiempo de funcionamiento sin picos de temperatura.
Aumenta la escalabilidad
La adaptabilidad de los sistemas de refrigeración híbrida facilita las actualizaciones y modificaciones sin interrupciones.
En este caso, su diseño modular permite aumentar la capacidad de refrigeración con un impacto mínimo en la infraestructura existente.
Configuración y aplicaciones del enfriamiento híbrido para data centers
Una constante en los data centers es que los costos de refrigeración por medios tradicionales llegan a ser tan elevados como los de alimentación energética de los equipos.
Por esta razón, los profesionales del área se han dedicado a encontrar nuevos métodos de refrigeración más rentables que puedan cubrir las necesidades de los centros de datos de alta densidad.
En este sentido, han desarrollado una opción de despliegue más accesible y escalable: una estrategia de enfriamiento híbrido, que combina refrigeración por líquido y por aire.
Ejemplo de aplicación de enfriamiento híbrido
La aplicación de refrigeración híbrida ofrece una solución eficiente y equilibrada para mantener la temperatura adecuada en racks de alta densidad, aprovechando las ventajas de ambas tecnologías de enfriamiento:
80% Refrigeración líquida de contacto directo
Para controlar la mayor parte del calor, se utiliza refrigeración líquida directa en componentes de alta energía. Esto permite gestionar hasta 80 kW por rack, garantizando un enfriamiento efectivo.
20% Aire con refrigeración líquida indirecta
El calor restante se gestiona mediante un intercambiador de calor aire-agua en la parte trasera del rack. Esta combinación de aire y líquido proporciona una refrigeración adicional de hasta 55 kW por rack.
Configuración de un sistema de refrigeración híbrido
En un sistema de refrigeración híbrido, los componentes que consumen más energía se refrigeran selectivamente con refrigeración líquida de contacto directo. Mientras que el resto del rack se refrigera con aire a través de una unidad de enfriamiento de puerta trasera (RDC).
Para la refrigeración líquida de contacto directo, se colocan placas frías de perfil bajo directamente sobre los componentes que generan más calor. De esta manera, el refrigerante circula a través de microcanales de las placas en el interior del rack.
El refrigerante acondicionado circula a través de microcanales en las placas para proporcionar refrigeración concentrada directamente a los componentes.
En la parte inferior del rack, se monta una Unidad de Distribución de Enfriamiento (CDU). Y se incluye un intercambiador de calor líquido-líquido, una bomba y un sistema de control.
Esta solución supervisa constantemente las presiones, el flujo y la filtración de la unidad. Un colector de rack gestiona la distribución de líquido entre la CDU y los bucles de placa fría.
El colector dispone de una arquitectura que permite incorporar en el futuro refrigeración líquida de contacto directo sin necesidad de instalar tuberías adicionales.
La gestión de los principales componentes productores de calor con refrigeración líquida de contacto directo puede alcanzar a menudo entre el 70 y el 80% de las necesidades de enfriamiento.
El resto de la carga térmica, entre el 20% y el 30% restante, es la suma de los numerosos componentes que producen poco calor. Este calor se refrigera por aire con una unidad de enfriamiento de puerta trasera con intercambiador de calor aire-agua integrado (RDHx) .
Soluciones de enfriamiento híbrido para centros de datos • nVent
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