Refrigeración de centros de datos tropicales: notas técnicas de campo

Refrigeración de centros de datos tropicales: comience con las condiciones del emplazamiento

Respuesta rápida

Las primeras bandas de refrigeración de ZT son:  

• 5–8 kW/rack: acondicionamiento de aire en fila con redundancia N+1;
• 15–30 kW/rack: refrigeración en fila con contención del flujo de aire;
• 30–50 kW/rack: intercambiador de calor en puerta trasera o una configuración híbrida aire/líquido;
• más de 50 kW/rack: refrigeración por líquido a nivel de chip como solución práctica;
• 100+ kW/rack: refrigeración por líquido específica para el proyecto, verificando por separado la refrigeración residual por aire.

Nota de campo: El archivo meteorológico es una entrada de diseño

Con frecuencia, una solicitud llega con dos líneas: «sitio tropical» y «alta temperatura ambiente». Ninguna de ellas constituye un punto de carga del equipo.

Utilice el archivo meteorológico del proyecto aprobado. La temperatura de bulbo seco afecta al equipo del lado del aire y al equipo de rechazo térmico; la temperatura de bulbo húmedo es relevante donde interviene la evaporación; la humedad determina el riesgo de punto de rocío. La exposición al polvo, a la sal y las restricciones hídricas también pueden modificar la selección. No copie valores climáticos de otra ciudad ni de un folleto genérico.

ASHRAE's Datacom Series ofrece orientación térmica, mientras que la IMDA Green Data Centre Roadmap de Singapur proporciona el marco normativo. Sin embargo, los datos meteorológicos del proyecto y los límites operativos de las cargas informáticas siguen siendo determinantes para el diseño.

Entradas de diseño que deben incluirse en una sola hoja

Marcar las incógnitas como abiertas en lugar de ocultarlas en suposiciones.

Entradas de TI y de bastidores

• equipo y carga máxima en cada bastidor;
• flujo de aire del servidor y condiciones admisibles de entrada;
• cobertura de placas frías y carga residual de aire;
• peso del bastidor, espacio libre para mantenimiento y carga futura.

Entradas del emplazamiento y de los servicios públicos

• datos aprobados de temperatura de bulbo seco, temperatura de bulbo húmedo y humedad;
• envolvente ambiental interior;
• disponibilidad, composición química y restricciones del agua;
• redundancia, exposición al exterior y ubicación de rechazo de calor.

Entradas de control y puesta en servicio

• sensores de punto de rocío y lógica de reinicio del refrigerante;
• alarmas de fugas, aislamiento y estrategia de drenaje;
• cargas de prueba, criterios de aceptación y puntos de monitorización energética.

Carga del rack primero, luego la ruta de refrigeración

Lea esto como una tabla de cribado, no como un cronograma de selección. Un bastidor denso del que solo se captura parte del calor mediante placas frías puede seguir imponiendo una carga considerable al aire ambiental. Por el contrario, una sala de menor densidad con contención deficiente puede presentar problemas de temperatura de admisión incluso cuando la capacidad total de refrigeración parece suficiente.

Los bastidores refrigerados por líquido de ZT soportan de 30 kW a más de 100 kW, utilizando colectores de acero inoxidable 304, mangueras de EPDM y conectores rápidos de desconexión seca. Verifique la compatibilidad del fluido refrigerante y los límites de presión.

Una verificación rápida de carga a partir de un registro de proyecto

Utilice la aritmética a nivel de rack antes de analizar las cantidades de equipos. La referencia de ZT en Kazajistán empleó tres contenedores de 40 pies con una carga total de TI de 168 kW distribuida en 24 racks:

Ese resultado se sitúa dentro de la banda de 5–8 kW/rack, donde el proyecto utilizó aire acondicionado in-row con redundancia N+1. El cálculo no demuestra que cada rack tuviera exactamente 7 kW. El cronograma de racks sigue determinando el flujo de aire local y la ubicación de las unidades.

La misma precaución aplica a una disposición estándar de 40 pies. La capacidad total de TI del contenedor oscila entre 40 y 70 kW, no la densidad por rack. En la disposición documentada de 40 kW repartidos en ocho racks, el resultado es 5 kW/rack.

La carga total del contenedor, la carga por rack, la capacidad de las unidades de refrigeración y la capacidad térmica de la CDU son magnitudes distintas. Mantenga columnas separadas para cada una.

Punto de rocío: tome la decisión de control de forma explícita

El riesgo de condensación no se resuelve simplemente escribiendo «control de humedad» en la especificación.

Primero, identifique todas las superficies que pueden enfriarse mediante el circuito de tecnología: placas frías, mangueras, colectores, conectores rápidos y tuberías expuestas. Luego, compare la temperatura mínima esperada de la superficie o del refrigerante con el punto de rocío ambiental durante condiciones normales de funcionamiento, puesta en marcha, apertura de puertas, fallo de control y mantenimiento.

La descripción del control debe responder cuatro preguntas:

• ¿Qué sensores determinan el punto de rocío ambiental?
• ¿Cuál es la separación mínima requerida entre el punto de rocío y la temperatura de suministro del refrigerante?
• ¿El CDU ajusta la temperatura de consigna, emite una alarma, limita la carga o detiene el flujo cuando se aproxima al límite establecido?
• ¿Qué ocurre si falla un sensor de humedad o de temperatura?

Las respuestas son específicas para cada proyecto. Deben coincidir con los límites del hardware informático. Evite introducir un margen arbitrario respecto al punto de rocío únicamente porque apareció en otro diseño.

El aislamiento puede reducir la exposición superficial, pero no es el único control. Las juntas, las válvulas y las conexiones de servicio siguen siendo vulnerables. La puesta en marcha debe verificar la lógica de los sensores y la secuencia de alarmas, y no limitarse a comprobar únicamente el funcionamiento estable.

Verificaciones del CDU y del aire residual

El CDU separa y controla los circuitos de instalación y de tecnología. La gama de CDU de ZT abarca 200–1400 kW, con control de temperatura en el lado secundario de ±1 °C. Una configuración opcional 1+1 cubre bombas, instrumentos, alimentación eléctrica y comunicaciones.

El cronograma de adquisición debe especificar la carga térmica bajo las condiciones declaradas del circuito, el refrigerante y los materiales mojados, el caudal, la presión, la filtración, los controles, el significado a nivel de componente de la configuración 1+1, las alimentaciones eléctricas, el aislamiento y la detección de fugas. Asimismo, debe indicar el calor disipado por componentes que no cuentan con placas frías. Un centro de datos con refrigeración líquida sigue requiriendo un cálculo de carga en el lado del aire.

Notas sobre los equipos del lado del aire

ZT ofrece unidades directas de expansión en fila desde 15 hasta 62,6 kW y unidades de agua helada desde 32,9 hasta 61,4 kW, con una relación de calor sensible superior al 95 %. La capacidad nominal no corresponde a la carga de proyecto. Solicite el rendimiento bajo las condiciones específicas del proyecto, aplique redundancia y verifique el bastidor más caliente durante el mantenimiento.

El contención requiere un plano que muestre los paneles ciegos, las aberturas para cables y las trayectorias de aire. Los bastidores ZT ofrecen una perforación superior al 80 % y una capacidad de carga estática de 3000 kg, sujeta a confirmación para el bastidor ofertado.

Verificación cruzada de adquisiciones

Antes de aceptar una propuesta del proveedor, revise los siguientes puntos uno por uno:

• las cargas de los bastidores se indican individualmente, no solo como un promedio;
• se especifica la fuente meteorológica y las condiciones de diseño;
• las capacidades de los equipos se declaran en los puntos de carga reales del proyecto;
• las cargas térmicas en el lado del aire y en el lado líquido concuerdan con el total de la carga informática (IT);
• la redundancia se describe como una topología, identificando claramente los componentes cubiertos;
• la lógica del punto de rocío incluye los estados de fallo del sensor y de arranque;
• Los materiales de la CDU, el refrigerante, la filtración y los conectores son compatibles;
• el equipo de disipación de calor incluye bombas, controles y cargas auxiliares;
• las pruebas de fábrica cubren alarmas, interbloqueos, fugas y pérdida de un componente redundante;
• los números de certificado y los alcances coinciden exactamente con la configuración ofrecida.

ZT enumera entre sus certificaciones ISO 9001, CE, CCC, TUV, RoHS, UL y TIA-942. Verifique el alcance para el conjunto ofrecido.

PUE: Indique el límite antes del número

ZT registró un PUE anual inferior a 1,2 para su capacidad completa de refrigeración líquida por placa fría en 2024; su biblioteca indica valores de 1,5 a 2,0 para instalaciones tradicionales refrigeradas por aire. Estos son registros acotados, no una garantía para emplazamientos tropicales.

Indique si el PUE se mide o se modela, si es anual o instantáneo y qué cargas auxiliares están dentro del límite. Asimismo, especifique el perfil de carga, la base meteorológica y la secuencia de disipación de calor. Véase el Recurso sobre PUE de The Green Grid . Los objetivos finales requieren una revisión específica del proyecto y un plan de medición acordado.

Preguntas frecuentes

¿Cuál es el mejor sistema de refrigeración para un centro de datos tropical?

No existe un único sistema óptimo. Seleccione primero la arquitectura según la densidad por rack, luego verifíquela frente a las condiciones climáticas del sitio, la humedad, las restricciones hídricas, los límites de TI, la redundancia y la capacidad de disipación térmica.

¿Puede la refrigeración de aire en fila servir a racks de IA?

ZT revisa la refrigeración en fila con contención para rangos de 15–30 kW/rack. Entre 30–50 kW/rack, revise la refrigeración por puerta trasera o sistemas híbridos. Por encima de 50 kW/rack, la refrigeración líquida a nivel de chip constituye la solución práctica.

¿Elimina la refrigeración directa al chip la necesidad de refrigeración ambiental?

Normalmente no. Componentes fuera del circuito de la placa fría pueden disipar calor al aire. Cuantifique esa carga residual a partir de las hojas técnicas actuales de TI.

¿Cómo se debe verificar el riesgo de punto de rocío?

Compare la temperatura más baja prevista del refrigerante o de la superficie con el punto de rocío ambiental en los estados normal, de arranque, de fallo y de mantenimiento. Documente las ubicaciones de los sensores, la lógica de reinicio, las alarmas y las acciones ante fallos.

¿Qué capacidades de CDU enumera ZT?

ZT enumera CDUs de 200 a 1400 kW, control de temperatura en el lado secundario con una precisión de ±1 °C y una configuración opcional 1+1 para bombas, instrumentos, alimentación y comunicaciones.

¿Puede ZT garantizar un PUE anual inferior a 1,2 en un emplazamiento cálido?

Ninguna garantía universal se deriva del resultado registrado. ZT logró un PUE anual inferior a 1,2 para la capacidad completa de refrigeración líquida por placa fría en 2024, pero una meta de proyecto requiere definir claramente los límites, la base meteorológica, el perfil de carga, el modelo del sistema y el método de medición.

¿Qué debe enviar un comprador para la primera revisión de ingeniería?

Envíe el cronograma de racks, la lista de hardware, la distribución térmica entre aire y líquido, los límites operativos, los datos meteorológicos aprobados, la información sobre el agua, el requisito de redundancia, el plano del emplazamiento y el enfoque preferido para la disipación térmica.

Tres conclusiones clave

• Utilice el archivo meteorológico aprobado y el cronograma de racks. Términos como «tropical» y el valor medio de kW por rack no constituyen entradas suficientes para el diseño.
• Trate el punto de rocío como parte de la secuencia de control. Identifique los sensores, los límites, las acciones de reposición, las alarmas y los estados de fallo.
• Ajustar toda la trayectoria térmica. La carga de TI, la carga residual de aire, la capacidad del CDU y la disipación térmica al exterior deben coincidir antes de pedir el equipo.

SOBRE ZT

Fundada en 2009, ZT (ZheJiang ZhiTing Information Technology Co., Ltd) diseña y fabrica infraestructura de centros de datos prefabricados desde una planta de producción de 30 000 m² en Zhejiang, China, con más de 200 empleados. ZT fabrica CDU, enfriamiento en fila, UPS, racks y DCIM, y ofrece la serie NEBULA de micro-módulos refrigerados por líquido. Entre sus certificaciones figuran ISO 9001, CE, CCC, TÜV, RoHS, UL y TIA-942.

Analizar las entradas de diseño con ZT

Enviar la lista de racks, los límites operativos de TI, el archivo meteorológico, la información sobre el agua, el objetivo de redundancia y las restricciones de disipación térmica. El equipo de ingeniería de ZT puede evaluar las opciones de enfriamiento por aire, híbrido o por líquido frente a dichas entradas declaradas.

Solicite una consulta técnica , revisar las soluciones de ZT productos de refrigeración líquida , o consultar las solución de centro de datos contenedorizado .

Fuentes

• Serie ASHRAE Datacom
• IMDA Green Data Centre Roadmap
• Open Compute Project: Advanced Cooling Solutions
• TIA: Documento técnico sobre refrigeración líquida para centros de datos
• The Green Grid: PUE—A Comprehensive Examination