En la acelerada era digital actual, la demanda de refrigeración en centros de datos y salas de servidores está en aumento. Garantizar un funcionamiento eficiente y estable de los equipos depende de una selección cuidadosa de las unidades de aire acondicionado de precisión. Sin embargo, la variedad de tipos y especificaciones técnicas de los aires acondicionados de precisión puede hacer que sea una tarea desalentadora articular claramente sus requisitos de refrigeración al solicitar presupuestos.
En este artículo, aprovecharemos años de experiencia en la selección y el diseño de soluciones de aire acondicionado de precisión para clientes. Nuestro objetivo es proporcionar aspectos clave para seleccionar AC de precisión en entornos críticos desde la perspectiva de los clientes, con el fin de mejorar su comunicación con fabricantes u otros proveedores sobre sus necesidades de aire acondicionado de precisión. Si no está familiarizado con los productos de aire acondicionado de precisión y le preocupa describir con precisión sus requisitos, lo que podría derivar en necesidades no cubiertas, le animamos a seguir leyendo para prepararse para futuras conversaciones.
¿Cómo funciona el AC de precisión?
Antes de empezar a hablar de cómo seleccionar una PAC adecuada, puede resultar útil ofrecer una visión general de sus principios básicos. Como se ilustra en la siguiente imagen, el principio de un sistema estándar de aire acondicionado de precisión refrigerado por aire puede describirse de la siguiente manera:
- Compresor: El ciclo comienza con el compresor, que aspira refrigerante gaseoso de baja presión (aproximadamente 12 °C) y lo comprime hasta convertirlo en gas de alta presión y alta temperatura (aproximadamente 80 °C).
( ¿Cómo exactamente la compresión aumenta la temperatura? ) - Condensador: El gas de alta presión entra en el condensador, donde libera calor mediante la acción de refrigeración de un ventilador y se condensa en líquido de alta presión a temperatura ambiente (aproximadamente 35 °C).
- Válvula de expansión: El refrigerante líquido condensado fluye entonces a través de la válvula de expansión. Dentro de la válvula de expansión, el refrigerante experimenta una reducción de presión que provoca una caída de temperatura, transformándose en líquido de baja presión y baja temperatura (aproximadamente 7 °C).
- Evaporador: El refrigerante líquido de baja temperatura entra en el evaporador, absorbiendo el calor del entorno circundante (como la sala), lo que hace que se vaporice de nuevo en gas de baja presión, logrando así un efecto de refrigeración.
- Ciclo: Tras la evaporación, el refrigerante gaseoso regresa al compresor (la temperatura vuelve a aproximadamente 12 °C), completando el ciclo.
Determine los requisitos de carga de refrigeración
Una vez que haya identificado el método de refrigeración para su aire acondicionado de precisión, es esencial proporcionar requisitos específicos de carga de refrigeración.
En primer lugar, si ya dispone de datos específicos sobre las necesidades de carga de refrigeración, debe comunicarlos directamente al fabricante para garantizar que la unidad de aire acondicionado seleccionada tenga una capacidad de refrigeración igual o superior a sus requisitos.
En segundo lugar, si no tiene especificaciones claras de carga de refrigeración, puede estimarlas basándose en la carga total de la sala de servidores. Esto implica cálculos basados en el tamaño de la sala y la disipación de calor de los equipos, utilizando las siguientes fórmulas:
- Cálculo de la carga de refrigeración de la sala:
Carga de refrigeración de la sala = Área de la sala × 0,2 kW/m²
- Cálculo de la disipación de calor del equipo:
Disipación de calor del equipo = (Carga total del equipo del armario en kW o capacidad del UPS) × 0,8
- Cálculo alternativo de la carga de refrigeración:
Si la información de la carga no está disponible, la carga de refrigeración también puede calcularse como:
Carga de refrigeración = Área de la sala × (0,35 – 0,5) kW/m²
Entender estas fórmulas de cálculo no es obligatorio; los fabricantes realizarán estos cálculos una vez que dispongan de suficiente información. Después de obtener la capacidad de refrigeración necesaria, es el momento de seleccionar los tipos y especificaciones de AC de precisión que se ajusten a sus requisitos.
Comprenda los métodos de refrigeración del AC de precisión
Después de haber calculado la capacidad de refrigeración necesaria para su espacio de TI, es el momento de determinar cómo refrigerarlo. Hay cuatro tipos de métodos de refrigeración utilizados en los sistemas de refrigeración de precisión de centros de datos, telecomunicaciones u otros entornos críticos. Cada tecnología de refrigeración está diseñada para adaptarse a condiciones ambientales específicas.
- Free Cooling
Esta puede ser la opción más rentable entre los cuatro métodos. El principio se basa en aprovechar el aire ambiente de baja temperatura u otras fuentes naturales de frío. Cuando la temperatura exterior es suficientemente baja, el sistema puede introducir directamente el aire exterior frío en el centro de datos o utilizar intercambiadores de calor para transferir el calor del centro de datos al medio exterior frío, evitando o reduciendo el funcionamiento de los equipos de refrigeración mecánica para ahorrar energía. Si su entorno operativo se encuentra en una zona de bajas temperaturas, como ubicaciones de alta latitud o altitud, un sistema de refrigeración con free cooling puede reducir significativamente el PUE de sus centros de datos. - Refrigerado por aire
Adecuado para centros de datos de tamaño pequeño a mediano, teniendo en cuenta la ubicación y el espacio de instalación de la unidad exterior. Funciona utilizando ventiladores para aspirar el aire exterior. El aire pasa a través de la batería del evaporador, donde el refrigerante absorbe el calor del aire. El refrigerante calentado se dirige entonces a la batería del condensador exterior, donde los ventiladores soplan aire sobre la batería para liberar el calor a la atmósfera. El refrigerante enfriado vuelve al evaporador para repetir el proceso. Para algunas ubicaciones con una fuente natural de frío estable, elegir PAC con una combinación de tecnología refrigerada por aire y free cooling es bastante sensato. - Refrigerado por agua
En un sistema refrigerado por agua, la longitud de la tubería de circulación del refrigerante es relativamente corta, lo que resuelve la limitación de los aires acondicionados refrigerados por aire, donde la tubería de refrigerante no puede extenderse demasiado debido a la posible pérdida de presión y la disminución de la eficiencia. Aquí, el agua actúa como medio de transferencia de calor. El refrigerante absorbe el calor en el evaporador y se convierte en gas de alta presión y alta temperatura. A continuación, fluye hacia un condensador refrigerado por agua, donde el agua circula alrededor de los tubos del condensador. El agua absorbe el calor del refrigerante, enfriándolo de nuevo hasta convertirlo en líquido. El agua calentada se envía entonces a una torre de refrigeración, donde libera el calor al aire y se enfría para ser recirculada. Tenga en cuenta que los sistemas refrigerados por agua no necesitan condensadores exteriores, pero normalmente requieren torres de refrigeración para disipar el calor de forma eficaz. - Agua fría
Las PAC de agua fría destacan en operaciones a gran escala al proporcionar de manera eficiente una refrigeración constante a largas distancias. Una enfriadora enfría el agua a baja temperatura (el agua fría). Esta agua fría se bombea a través de una red de tuberías hasta las unidades de tratamiento de aire o las baterías de refrigeración del centro de datos. El aire del centro de datos pasa sobre estas baterías, y el calor del aire es absorbido por el agua fría. El agua ahora calentada regresa a la enfriadora para enfriarse de nuevo, completando el ciclo. Este diseño permite un control preciso de la temperatura y se integra perfectamente con las opciones de free cooling, mejorando significativamente la eficiencia energética general en los centros de datos.
Durante sus conversaciones con los fabricantes, estos le ayudarán a identificar el método de refrigeración más adecuado en función de su contexto geográfico. Si bien estos métodos de refrigeración pueden cubrir la mayoría de las necesidades de refrigeración en entornos críticos, si requiere mayor eficiencia y fiabilidad, o si su equipo tiene una alta densidad de cómputo o carga, es posible que desee explorar aire acondicionado de precisión de doble fuente o soluciones de refrigeración líquida para centros de datos.
Analice las condiciones ambientales
Un análisis cuidadoso de su ubicación para instalar su sistema de refrigeración siempre ha sido esencial para minimizar sus costes, reducir su PUE (eficacia del uso de la energía) en entornos críticos y también prolongar la vida útil de sus equipos. En general, lo que debe considerar se centra en la humedad y la temperatura. En función de ello, debe pensar en su ubicación geográfica, como su latitud y altitud.
- Temperatura
Su ubicación geográfica es un aspecto clave que solemos considerar al confirmar los tipos de su AC de precisión, ya que indica si su sistema de refrigeración dispone de una fuente de frío estable de la naturaleza. Así, podemos determinar si el free cooling y la PAC refrigerada por aire pueden utilizarse en su zona, lo que significa que hay soluciones más rentables disponibles. Su latitud y altitud son dos aspectos clave en los que debemos centrarnos: - Latitud
Las latitudes más altas suelen ofrecer temperaturas más bajas y estables, lo que permite a las partes interesadas de los centros de datos aprovechar una fuente natural de frío constante, que puede ayudar a reducir los costes energéticos. En términos generales, cuando la latitud supera los 30°, especialmente en países o regiones del norte, el uso de sistemas de refrigeración natural resulta más económico y viable. - Altitud
Al igual que la latitud, las altitudes más altas dan lugar a temperaturas del aire más bajas. Por cada 1.000 metros de aumento de elevación, la temperatura suele disminuir aproximadamente 6,5 °C. Este efecto de refrigeración es especialmente ventajoso para los centros de datos, ya que también proporciona una fuente de aire frío estable y constante.
En Colorado (EE. UU.), donde muchos centros de datos se encuentran a elevaciones superiores a los 2.500 metros, se utilizan técnicas de refrigeración natural que reducen enormemente el consumo de energía, logrando ahorros energéticos del 30-60 % en comparación con los sistemas de aire acondicionado tradicionales. Estas implementaciones demuestran cómo aprovechar la altitud puede conducir a importantes eficiencias operativas en las estrategias de refrigeración. - Humedad
Como quizá sepa, la evaporación de los líquidos absorbe el calor del entorno circundante. Basándose en este principio, los sistemas de aire acondicionado de precisión refrigerados por agua están diseñados para complementar los sistemas de refrigeración de precisión de free cooling y refrigerados por aire, especialmente cuando la distancia entre las unidades exteriores e interiores plantea dificultades.
Sin embargo, no todas las ubicaciones son adecuadas para seleccionar un diseño refrigerado por agua. Una razón clave es que la evaporación se ve significativamente influenciada por los niveles de humedad ambiental. La alta humedad puede ralentizar o incluso detener el proceso de evaporación, disminuyendo la eficacia de los sistemas refrigerados por agua.
En regiones con humedad constantemente alta, el rendimiento de refrigeración de los sistemas refrigerados por agua puede verse comprometido, lo que conlleva un mayor consumo de energía y una menor eficiencia. Por lo tanto, es esencial evaluar las condiciones de humedad locales al considerar soluciones de refrigeración de precisión refrigeradas por agua. Por el contrario, en zonas con niveles de humedad más bajos, los sistemas refrigerados por agua pueden funcionar de forma más eficaz, ofreciendo ahorros energéticos sustanciales y una mejor eficiencia de refrigeración.
( Le puede interesar: La humedad como barrera oculta: por qué complica la elección de AC de precisión refrigerados por agua )
Además de lo mencionado anteriormente, hay algunos consejos que queremos compartir con usted:
- En primer lugar, cuando la temperatura exterior supera los 45 °C, se requiere una unidad exterior más grande, concretamente una con mayor capacidad de refrigeración que la unidad exterior estándar emparejada con la unidad interior en condiciones normales de temperatura (normalmente 25–35 °C).
- En segundo lugar, si la temperatura exterior supera los 50 °C, deben seleccionarse sistemas de aire acondicionado resistentes a altas temperaturas, ya que las unidades convencionales pueden no funcionar de forma eficiente o incluso apagarse por sobrecalentamiento.
- Por último, pero no menos importante, para entornos especiales (p. ej., zonas costeras con alta salinidad, campos petrolíferos o regiones con gases corrosivos), el tratamiento anticorrosión de la unidad exterior es esencial para evitar daños en sus componentes metálicos y prolongar su vida útil. En entornos de petróleo y gas en particular, deben considerarse medidas adicionales a prueba de explosiones para cumplir con las normas de seguridad y evitar riesgos de incendio o explosión causados por gases inflamables.
Comprenda los métodos comunes de suministro de aire
Diferentes modelos de sistemas de refrigeración de precisión pueden estar diseñados con distintos tipos de suministro de aire. Por ejemplo, el flujo ascendente desde el difusor de aire suele corresponder a aires acondicionados con menores capacidades de refrigeración, mientras que los sistemas de aire acondicionado de salas más grandes tienden a utilizar diseños de flujo ascendente o descendente. Hay cinco métodos para su referencia:
- Flujo ascendente desde el difusor de aire: Cuando la altura del techo es inferior a 300 mm, la distancia de suministro de aire no debe superar los 8 metros.
- Flujo ascendente desde el conducto: Generalmente se utiliza en áreas con cargas de calor más bajas y distancias de suministro de aire más largas.
- Flujo descendente desde debajo del suelo: Adecuado para situaciones en las que la altura del suelo supera los 300 mm.
- Flujo descendente desde el ventilador bajo el suelo: Adecuado para alturas de suelo superiores a 450 mm, lo que permite distancias de suministro de aire más largas.
- Flujo de aire horizontal: Se utiliza habitualmente en pasillos cerrados de aire caliente y frío, así como en entornos de micro-módulos.
Los métodos de suministro de aire a veces corresponden a diferentes requisitos de capacidad de refrigeración. Para sistemas pequeños de refrigeración de precisión como Soeteck 7.5-27.5kW AC de precisión de sala, un difusor de aire se diseña e instala generalmente en el cuerpo de la PAC, lo que significa que no puede optar por eliminarlo de su lista final de presupuesto. Sin embargo, para las PAC de refrigeración de salas a mayor escala, los métodos de suministro de aire son opcionales. Especificar claramente sus requisitos de refrigeración ayudará a sus proveedores a diseñar una mejor solución para usted.
Aclare las condiciones de instalación
Hay varios aspectos de las condiciones de instalación del AC de precisión que influyen en sus soluciones de refrigeración. En general, la distancia entre las unidades interiores y exteriores, y el espacio del lugar de instalación de su PAC. Basándonos en nuestra experiencia y conocimientos, compartimos algunas posibles razones por las que debe prestarles atención:
- La distancia entre las unidades interiores y exteriores
La distancia entre las unidades interiores y exteriores suele ser un «quebradero de cabeza» en algunos grandes proyectos. Porque una distancia demasiado larga provocará baja presión en las líneas de refrigerante. Esto puede resultar en una refrigeración insuficiente, una eficiencia reducida y un mayor consumo de energía, lo que significa un PUE más alto. En este caso, el sistema de free cooling y el sistema refrigerado por aire probablemente no son opciones para usted. Sin embargo, para las PAC refrigeradas por agua y las PAC de agua fría, nunca será un problema.
( Le puede interesar: ¿Cuáles son las diferencias entre el AC de precisión refrigerado por agua y el de agua fría?) - Espacio de instalación
El espacio de instalación es esencial para seleccionar el sistema de refrigeración de precisión adecuado. Los sistemas refrigerados por aire necesitan suficiente espacio de ventilación exterior y proximidad a las unidades interiores para mantener la eficiencia. Los sistemas de refrigeración natural dependen de rutas adecuadas de aire fresco y deben evitar la contaminación por fuentes de calor; el espacio limitado puede reducir su eficacia. Los sistemas refrigerados por agua requieren espacio exterior para las torres de refrigeración y las tuberías, mientras que las unidades de agua fría necesitan acceso a líneas de refrigeración centralizadas y un espacio libre adecuado en el techo o el suelo.
Confirme los requisitos de suministro eléctrico
Al seleccionar unidades de aire acondicionado, debe verificar los requisitos de alimentación, incluidos el tipo de voltaje y la frecuencia. Diferentes industrias y regiones tienen estándares eléctricos distintos, que pueden influir en el diseño de las unidades de aire acondicionado de precisión. Estos son algunos estándares eléctricos comunes:
- Voltaje estándar: 380V, 60Hz/50Hz, trifásico
- Sudeste asiático (Filipinas): 480V, 50/60Hz o 230V, 50/60Hz
- La mayoría de los países sudamericanos (excluyendo Argentina y Chile): 208V, 60Hz
- EE. UU./Canadá: 208V, 60Hz
Para los fabricantes, los requisitos especiales de alimentación pueden implicar una personalización no estándar, por lo que es esencial comunicar esta información durante sus conversaciones para garantizar el funcionamiento correcto de su equipo en el momento de la entrega.
Conclusión
Comunicar eficazmente sus requisitos de refrigeración de precisión a los fabricantes es crucial para garantizar un rendimiento óptimo en su sala de servidores. Concéntrese en proporcionar cálculos claros de la carga de refrigeración, especificar los métodos de descarga de aire y detallar las condiciones de instalación. Al hacerlo, no solo facilitará una mejor comprensión de sus necesidades, sino que también mejorará su colaboración con los proveedores. Considere crear una lista de verificación de los requisitos esenciales para agilizar sus conversaciones y manténgase abierto a la futura escalabilidad de sus soluciones de refrigeración. Colaborar con expertos puede mejorar aún más su capacidad para asegurar sistemas de refrigeración eficientes y fiables adaptados a sus necesidades operativas.
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( Le puede interesar: Archivo de aires acondicionados de precisión Soeteck )
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