Uno de los pilares fundamentales en un Data Center es la capacidad de refrigeración de sus equipos y salas TI. Para ello existen varios métodos en el mercado, siendo los principales la implementación de sistemas de aire o de agua enfriada. Sin un sistema efectivo de refrigeración, los equipos electrónicos albergados dentro de los servidores que se alojan en un Data Center, pueden sufrir estrés térmico, provocando una ralentización en su capacidad de procesamiento (denominado como “thermal throttle” en inglés) y en el peor de los casos experimentar roturas o incluso generar incendios.
La evolución y el avance en los métodos de refrigeración se debe a las nuevas necesidades marcadas por el aumento en la demanda de capacidad de red, en el volumen de datos tratados, y en la capacidad de computación. Esto supone un incremento de la capacidad de los servidores instalados y, en consecuencia, del calor que estos generan.
La tendencia actual en la refrigeración de servidores en los Centros de Datos pasa por la combinación de ambos sistemas, siempre apoyados por técnicas de free-cooling para aumentar su eficiencia.
Refrigeración por aire
La refrigeración por aire es uno de los primeros métodos que se implementaron en los centros de datos. Se trata de bajar la temperatura de los servidores mediante aire enfriado a través de los procedimientos existentes en el mercado. Dentro de esta categoría podemos identificar dos subtipos:
Enfriamiento por aire exterior
Se toma aire exterior y se acondiciona (enfriamiento, flitrado, etc.), para después dirigirse hacia los servidores, expulsando al exterior el aire calentado en el proceso. Como es lógico, este método es más utilizado en climas más fríos.
Enfriamiento por aire recirculado
El aire caliente que generan los servidores se dirige hacia las unidades de tratamiento de aire, donde se acondiciona (enfriamiento, filtrado, mezcla) para ser finalmente redirigido de nuevo a los servidores.
Refrigeración por agua
En este caso, el agua se utiliza como elemento de enfriamiento para los servidores. Dentro de este método también podemos encontrar dos subtipos:
Enfriamiento directo por agua
El agua enfriada se suministra directamente a los servidores o a los racks de servidores.
Enfriamiento por inmersión
Los servidores se sumergen en depósitos con agua enfriada.
Métodos experimentales
Existen otros métodos menos comunes o en fase experimental que se están probando para mejorar la eficiencia y sostenibilidad de la refrigeración en sistemas a gran escala, entre los que destacamos:
Refrigeración por inmersión
Este método requiere de la inmersión de los componentes electrónicos directamente en un líquido que puede ser aceite mineral o líquido refrigerante especial. Este tipo de líquido es dieléctrico no conductivo, por lo que garantiza la seguridad de los sistemas. El líquido absorbe el calor generado por los componentes y se enfría posteriormente a través de disipación, recirculándolo de nuevo. Se trata de un sistema eficiente en el consumo de agua, pero con un coste elevado.
Refrigeración evaporativa
Es un método que utiliza la evaporación del agua para enfriar el aire. Primero se rocía agua en almohadillas o paneles por donde se dirige el aire, logrando que mediante la evaporación se absorba todo el calor. Finalmente, este aire es distribuido de nuevo dentro del Centro de Datos.
¿Cuál es el mejor sistema?
La selección del mejor sistema de refrigeración de servidores en Centros de Datos será siempre objeto de un proyecto de ingeniería que factorice todos los parámetros que intervienen: temperaturas de diseño en sala IT, temperatura en servidores, condiciones interiores de sala IT, condiciones exteriores, disponibilidad de sistemas a nivel regional, disponibilidad de mantenimiento, etc.
En todos los casos, la tendencia al Net Zero es la práctica común. Esta tendencia promueve el mínimo consumo de energía (típicamente energía eléctrica), y su aplicación práctica en Centros de Datos se traduce en que, idealmente, el único consumo eléctrico sea el propio de los servidores.
El mayor consumo energético en los Centro de Datos -excluyendo los servidores- se produce en los sistemas de refrigeración, por lo que el objetivo es que estos sistemas consuman lo menos posible. Dado que los servidores deben tener estabilidad en sus condiciones de temperatura las 24 horas al día, siete días a la semana, los 365 días al año, se deben seleccionar sistemas que permitan minimizar su consumo eléctrico durante todo el año, por lo que muchas veces la combinación de varios sistemas es la mejor solución.
Dada la tendencia actual de servidores trabajando a mayores temperaturas, los sistemas que permiten una mayor utilización del Free-cooling (enfriamiento gratuito), bien directo, bien indirecto, son los más utilizados en la actualidad. Los sistemas de enfriamiento adiabáticos (de tipo evaporativo) son los más ventajosos en este sentido, si bien el consumo de agua de estos sistemas puede suponer un obstáculo dependiendo de la región donde se implanten.