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Martes, 28 Abril 2020 15:32

Temperatura de producción del agua enfriada en los DATACENTER

PRO21 Articulo 9 Foto 0Con los años, la temperatura en producción del agua enfriada para la climatización de la infraestructura IT en los CPD se ha ido incrementando, merced al estado de la tecnología y a la tolerancia térmica de los equipos IT. Con ello ha sobrevenido el incremento del deltaT en producción, que del tradicional y conservador 5ºC, se ha pasado a 7º, e incluso a 10ºC

 

 

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Las ventajas a primera vista resultan bastante directas y evidentes, y a priori bonancibles e irrebatibles: obvio ahorro energético por producción frigorífica, incremento de horas de freecooling de agua si lo hubiere, caudal de agua enfriada en un 50% inferior para la misma potencia, y por tanto tuberías de diámetro nominal inferior, con el subsiguiente ahorro en la instalación, e inferiores gastos energéticos en el bombeo, etc.

Para ciertas latitudes incluso, el uso de enfriadoras podría llegar a hacerse apenas irrelevante, y acaso deban arrancar compresores menos horas al año que (paradójicamente) el tiempo de fallo asumible por el explotador (si se siguiera o se hubiese optado por estándares de clasificación CPD con arreglo al nivel de disponibilidad).

PRO21 Articulo 9 Foto 3Como desventajas, parece ser que existen algunas, de cierta y a veces determinante relevancia; si bien su trascendencia y respectivo peso sobre el global dependen de la dimensión de la instalación, de la tipología de unidades terminales empleadas (y su huella ocupada), del grado previsto de carga, de la escalabilidad según n/n+1 (caso de TIER III), y la HR objetivo para las temperaturas finales de impulsión. Las baterías de las unidades interiores han de ser mayores dado que para el mismo intercambio térmico, no obstante el salto térmico es mayor y por tanto se precisa de mayor superficie de intercambio. 

Partamos de una temperatura de producción, por ejemplo de 20ºC, con salto de 10, que algunos fabricantes ofrecen.Partiendo del hecho de que para un sistema tal el caudal variable en secundario es más beneficioso que el constante, entonces contaremos con un caudal de baipás que podrá fluir desde excedente de producción a retorno de secundario, o viceversa ( y es lógico asumir que el caudal variable se ajustará a la carga demandada, como debe ser, y no al caudal constante en producción).

En el primer caso el caudal Qby a 20ºC se mezcla con el retorno Qr a 30ºC, retornando a enfriadoras un caudal a temperatura en algún punto entre 20 y 30, dependiendo por tanto de carga/caudal baipás. En el segundo caso, el Qby fluye hacia el de producción, mezclándose hasta obtener una temperatura ts>20ºC, en algún punto entre 20 y 30ºC. 

Por tanto, habrá de tenerse en cuenta esta temperatura real de distribución en determinada casuística. Las razones por las que el caudal variable, pese a ser variable, podrá ser superior al de producción son diversas: influye la redundancia en unidades terminales, a que en válvulas proporcionales de dos vías la variación de caudal no es lineal con respecto a la apertura de la válvula, y a algunas otras.

 

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En cuanto a la característica de la batería, ha de tenerse en cuenta que el factor de emisividad térmica es crucial en el caso CPD, por los siguientes motivos:

  • La característica de emisividad es más líneal para un deltaT mayor, con curvas-función caudal/potencia de rango parabólico desde 0% al 100% de caudal, sucediendo que dada la mayor linealidad esto acarrea que a caudales porcentuales altos en las baterías la variación de caudal supone cambios mucho más sensitivos en la potencia de intercambio térmico.
  • El factor de emisividad mejora con la selección de temperaturas de aire: sucede que si no se concilian (debido a la limitación, por ejemplo que venga marcada en la temperatura de impulsión de aire) temperatura de aire y de agua debidamente, el factor de emisividad empeora el intercambio y la tasa de cambio con respecto al caudal pasante por la batería, lo que hace perder el control.
  • Añádase a lo anterior el farragoso suceso de incremento de temperatura de distribución con respecto a producción que se mencionó más arriba.
  • El número de unidades terminales en la sala IT es n+1 ó n+2, lo que significa, y bajo la asunción de que el sistema está bien diseñado y operado, trabajando en tal caso los CRAHs en “team mode” en aras de disminuir el consumo en ventiladores, entonces bajo la hipótesis de carga IT 100% (lo cual es mucho suponer) el caudal en batería es n/N+x, siendo x=1, 2, lo que significa de nuevo la sensibilidad menos proporcional en condiciones normales entre caudal y potencia de intercambio.

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Por tanto, las temperaturas altas en producción son deseables por las primeras razones comentadas al inicio, pero debe tenerse en cuenta todo lo anterior, considerando el factor de escalabilidad n+1 en enfriadoras (que marcará el caudal mínimo en producción), el equilibrado dinámico, curvas de emisividad, redundancia interior en salas IT, factor de baipás y estrategia de bombeo según grupos de unidades terminales (salas IT y otra infraestructura). 

 

 

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Publicado en TÉCNICO