Mantener los niveles adecuados de temperatura y humedad en un centro de datos es una tarea crítica para cualquier organización. El hardware del centro de datos está diseñado para funcionar dentro de unos rangos de temperatura y humedad específicos; sobrepasarlos puede dañar el equipo e incluso anular su garantía. En este reportaje hablaremos de los distintos tipos de refrigeración que puede haber en un data center, y ofrecemos consejos prácticos para mantener unos adecuados niveles de temperatura en el centro de datos.
Mantener la temperatura adecuada y estable en un centro de datos constituye una importante preocupación para los operadores de data centers. Alrededor del 50% de la energía utilizada en un centro de datos se destina a la refrigeración y en ese sentido es esencial puede ser fácil enfriar demasiado o demasiado poco los equipos y desperdiciar recursos. A medida que la eficiencia energética y la sostenibilidad se convierten en objetivos prioritarios, los gestores de centros de datos necesitan optimizar la refrigeración y mantener temperaturas estables.
Mantener la temperatura correcta es extremadamente importante porque casi el 30% de las interrupciones imprevistas de los centros de datos se deben a problemas ambientales. No controlar y analizar el entorno puede tener un impacto negativo en la eficiencia energética y de recursos. Mediante la implantación de un sistema de supervisión medioambiental, puede controlar y mantener de cerca la temperatura, la humedad, el flujo de aire y otras condiciones para mejorar los costes energéticos y la vida útil de los equipos.
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Temperatura adecuada de los data center
De acuerdo con las estipulaciones de ASHRAE, entidad de referencia para establecer las temperaturas más adecuadas de los data center, En sus directrices térmicas más recientes, establece un intervalo recomendado de 64-81°F o 18-27°C y un intervalo permitido de 59-90°F o 15-32°C. Para servidores de alta densidad, ASHRAE ofrece un rango recomendado de 64-72°F o 18-22°C y un rango permitido de 41-77°F o 5-25°C. Estas directrices se refieren a la entrada de cada servidor. La temperatura de salida debe ser al menos 20 °C o 35 °F más cálida que la de entrada.
Por qué es importante mantener la temperatura de los data center
Como hemos comentado más arriba, para mantener las condiciones ambientales precisas para la custodia de los servidores y, por tanto, de la información almacenada en ellos, es imprescindible contar con un sistema de regulación de temperatura que controle los niveles de humedad y temperatura dentro de un data center. Y es que los datos almacenados en los servidores están en constante expansión, lo que aumenta las operaciones y las temperaturas de los servidores. Si la temperatura alcanza un punto crítico, los componentes del servidor no podrán funcionar correctamente.
Riesgos de los centros de datos a las altas temperaturas
El sobrecalentamiento en los centros de datos expone el hardware y los equipos a temperaturas que no están diseñados para soportar. Esto podría causar daños en los componentes, averías en los servidores e incluso fallos del sistema, por lo que las medidas preventivas y los métodos de refrigeración son cruciales en estas instalaciones. En pocas palabras, el sobrecalentamiento puede ser devastador en un centro de datos, dando lugar a:
- La incapacidad de las partes pertinentes para acceder a los servicios asociados (por ejemplo, medios de comunicación social, datos en la nube, pérdida computacional, etc.)
- Daños en los componentes que requieren reparación o sustitución
- Residuos electrónicos y problemas de sostenibilidad
- Fallos completos del sistema o fusiones que hacen vulnerable el hardware
- Ignición de tarjetas gráficas y otras piezas
- Pérdida de datos
- Pérdida de tiempo de actividad y productividad
- Reducción de la confianza de los consumidores
Parámetros a tener en cuenta
Es muy importante tener en cuenta el uso de un sistema de refrigeración eficaz, el mantenimiento periódico y la implantación de sistemas de control de la temperatura. El control eficiente de la temperatura y la humedad es importante para el funcionamiento óptimo de la infraestructura de TI. La gestión eficaz de la energía se basa en la disponibilidad de datos de monitorización precisos, confiables y continuos. Entonces, para los data centers, ¿qué se debe tener en cuenta?
HVAC
Los sistemas de calefacción, ventilación y aire acondicionado controlan el entorno (temperatura, humedad, flujo de aire y filtrado del aire) y deben planificarse y utilizarse junto con otros componentes del centro de datos. El propósito de un sistema HVAC de un centro de datos va mucho más allá del mero control climático. Está diseñado para mantener unas condiciones ambientales específicas dentro de un estrecho margen para los equipos alojados en su interior.
Los sistemas HVAC se ocupan de que los ordenadores que mantienen internet en funcionamiento se mantengan en marcha sin sobrecalentarse. Además, mantienen la temperatura del aire a las temperaturas constantes necesarias para que los ordenadores de un centro de datos funcionen de forma óptima.
PUE
La efectividad del uso de la energía (PUE) es la eficiencia global del consumo eléctrico de una instalación. El PUE utiliza un cálculo sencillo para combinar toda la energía pasiva y activa utilizada por una instalación en una proporción que oscila entre 1 y 2. Un PUE cercano a 1 significa una alta eficiencia, con la mayor parte de la energía utilizada para la computación, mientras que los PUE más altos indican un mayor uso de energía para la refrigeración y las pérdidas eléctricas. Uptime Institute es la entidad de referencia encargada de establecer esta métrica, basada en una relación entre la energía total del emplazamiento y la energía de TI.
Humedad
La humedad relativa se define como la cantidad de humedad en el aire a una temperatura determinada en relación con la cantidad máxima de humedad que el aire podría contener a la misma temperatura. En un centro de datos se recomienda mantener los niveles de humedad relativa ambiente entre el 45% y el 55% para obtener un rendimiento y una fiabilidad óptimos.
Sistemas de refrigeración de los centros de datos
Los distintos métodos de refrigeración de centros de datos comparten una estrategia sencilla: eliminar el calor excesivo de los equipos informáticos y del área circundante del centro de datos, reduciendo así la posibilidad de daños en los equipos y el tiempo de inactividad. Veamos a continuación algunos métodos de enfriamiento, ya que existen diversas técnicas.
Free Cooling
El free cooling es un método de refrigeración que reduce la temperatura del aire en un centro de datos utilizando aire o agua refrigerados de forma natural en lugar de refrigeración mecánica. Las ventajas del free cooling son evidentes. Gracias al uso de aire exterior, no hace falta enfriar el aire caliente. Basta con desprenderse de él, lo que ahorra mucha energía y dinero. Y gracias al menor consumo de energía, el free cooling es también la opción más ecológica y eco-responsable.
Humectación evaporativa
Los humidificadores son necesarios en los centros de datos para evitar que las descargas electrostáticas dañen los servidores y ofrecen refrigeración evaporativa de alta capacidad y bajo coste. Los humidificadores se utilizan a menudo junto con los sistemas de refrigeración por free cooling para aumentar la capacidad de refrigeración con un efecto de enfriamiento evaporativo o para proporcionar humidificación de alta carga y bajo coste al gran volumen de aire que fluye a través del sistema de ventilación del centro de datos.
Confinamiento de Zonas/pasillos
En un data center, optimizar el flujo de aire con pasillos fríos y calientes asegura que todos los equipos reciban aire fresco para enfriarse, evitando así una mezcla no controlada de distintas corrientes y temperaturas. La técnica funciona aislando los pasillos fríos y calientes mediante la instalación de barreras. Sin embargo, esta práctica está perdiendo terreno ante la opción de enfriar directamente los equipos en lugar del espacio circundante.
Refrigeración Adiabática
Los sistemas de refrigeración adiabática eliminan el calor evaporando agua en una corriente de aire caliente y seco (baja humedad). En el proceso de pasar de líquido a gas, el agua evaporada humidifica y enfría simultáneamente la corriente de aire a unos pocos grados de la temperatura de bulbo húmedo. La creciente escasez de recursos hídricos, la dificultad para encontrarlos y el aumento constante de los costes empujan a la industria hacia esta nueva tecnología, capaz de ahorrar hasta un 95% de agua. La refrigeración adiabática proporciona además una mayor eficacia en la transferencia de calor, un mantenimiento reducido y la ausencia total de agentes químicos contaminantes.
Refrigeración líquida
La refrigeración líquida aprovecha las elevadas propiedades de transferencia térmica del agua u otros fluidos para conseguir una refrigeración eficaz y rentable de bastidores de alta densidad y puede ser hasta 3.000 veces más eficaz que el uso de aire. La ciencia ha demostrado que el agua y otros líquidos conductores son mucho más eficientes en la transferencia de calor que el aire, en cifras podemos decir que pueden ser entre 50 y 1.000 veces más eficientes.
Refrigeración por inmersión
También conocida como refrigeración por inmersión en líquido, la refrigeración por inmersión es un método que consiste en sumergir componentes informáticos (o incluso servidores completos) en un líquido conductor térmico, pero no eléctrico (refrigerante dieléctrico). El líquido refrigerante es muy eficaz en comparación con la capacidad calorífica del aire. Absorbe eficazmente el calor, manteniendo fríos los servidores. Permite a los centros de datos de gran capacidad alcanzar el máximo nivel de eficiencia sin incurrir en grandes costes de energía.
Refrigeración directa al chip
Utiliza un fluido directamente en el chip (CPU, GPU, etc.). Una vez calentado, viaja por unos tubos que le llevan a una placa para enfriarse. Como la refrigeración directa al chip permite que los sistemas de refrigeración se dirijan a las partes de los equipos informáticos que generan más calor, es una forma más rápida y eficaz de evitar el sobrecalentamiento de los sistemas.
Consejos para mantener la temperatura en el centro de datos
- Separar el aire caliente del frío. La contención de pasillo caliente/pasillo frío coloca los racks de forma que se crean filas alternas de suministro de aire frío y retorno de aire caliente. La separación del aire caliente y frío ayuda a maximizar la eficacia de la refrigeración al evitar enfriar aire que ya está frío.
- Selle los huecos. Para conseguir una configuración de pasillo caliente/pasillo frío de alta eficiencia, deben sellarse todos los huecos de aire dentro de los armarios y entre ellos, deben colocarse barreras físicas entre los pasillos, el aire de los suelos elevados debe forzarse hacia los pasillos fríos y debe haber respiraderos de extracción en el techo por encima de los pasillos calientes.
- Reducir el flujo de aire de derivación. Instale arandelas en el suelo para mejorar la capacidad de refrigeración y aumentar la eficiencia energética. La colocación de pasamuros bajo el bastidor permite instalar y actualizar fácilmente los equipos sin necesidad de sustituir paneles enteros. Es crucial ser coherente con el mantenimiento de la infraestructura, incluida la limpieza de rejillas de ventilación y filtros, y la comprobación o reparación de cualquier fuga de aire para que todo funcione a la máxima capacidad.
- Considere la refrigeración líquida. Para racks de alta densidad que no pueden refrigerarse lo suficiente con la refrigeración por aire tradicional, la refrigeración líquida puede ser una opción viable. La refrigeración líquida ofrece mayor sostenibilidad, eficiencia y fiabilidad, al tiempo que permite colocar más servidores en los bastidores existentes.
- Instale herramientas de seguimiento y monitorización de los KPI. Debe ser capaz de realizar un seguimiento sin esfuerzo de las tendencias de temperatura, temperatura por armario, capacidad de refrigeración y mucho más. Esto le permite pasar menos tiempo recopilando datos y realizando cálculos manuales y más tiempo optimizando su centro de datos.
