La ventilación de centros de datos es un aspecto crítico para garantizar el funcionamiento eficiente y la vida útil de los equipos. Un sistema de ventilación adecuado controla la temperatura y la humedad, previniendo el sobrecalentamiento y los daños por condensación. En este artículo, exploraremos en detalle los aspectos clave de la ventilación de centros de datos, incluyendo las mejores prácticas, los estándares de refrigeración y las consideraciones de diseño.
¿Qué es la gestión del flujo de aire en un centro de datos?
La gestión del flujo de aire en un centro de datos se basa en un principio simple: los equipos de TI solo deben recibir aire frío y los plenos de retorno de las unidades de refrigeración solo deben recibir aire caliente. Bajo ninguna circunstancia debe haber una mezcla de aire frío y aire de retorno. Sin embargo, muchos centros de datos tienen dificultades para facilitar esta dinámica, lo que genera un alto costo para sus operaciones. La refrigeración de centros de datos es notoriamente costosa, y se prevé que el mercado alcance aproximadamente los 26 mil millones de dólares para 203 El flujo de aire ineficiente exacerba este problema al causar puntos calientes que con demasiada frecuencia se abordan aumentando la capacidad de refrigeración. La gestión del flujo de aire no tiene por qué ser complicada si se adaptan métodos de contención que son especialmente adecuados para expulsar el aire caliente y mantener el pasillo frío frío. Las áreas principales de enfoque para la gestión del flujo de aire del centro de datos incluyen:
Pisos
Los pisos presentan desafíos únicos para controlar la temperatura de un centro de datos. Los pisos estándar a menudo inhiben el flujo de aire, mientras que los pisos elevados mejoran la eficiencia y la funcionalidad.
Racks
Los racks que contienen sus servidores y otros equipos necesitan espacio para que circule el aire, pero dejar demasiado espacio puede crear bolsas que atrapan el aire antes de que pueda escapar.
Filas
Situar varios gabinetes en filas es ideal para maximizar la eficiencia espacial, pero para un control óptimo de la temperatura, es necesario separar los pasillos por aire caliente y frío.
Habitación
Controlar activamente la temperatura en un centro de datos puede maximizar los efectos de las técnicas de gestión del flujo de aire.
Consejos para la gestión del flujo de aire en el centro de datos
La gestión del flujo de aire del centro de datos implica regular la circulación tanto del aire frío como del caliente. El objetivo principal de la gestión del flujo de aire es contener el aire frío y caliente en las ubicaciones deseadas, al tiempo que se proporcionan canales para que el aire frío llegue a los equipos sobrecalentados y para que el aire caliente se disperse. Los pisos, los gabinetes y los pasillos separados por temperatura son campos de batalla centrales para la regulación del aire frío y caliente. Considere los siguientes consejos para la gestión del flujo de aire del centro de datos y las herramientas que puede utilizar para resolver problemas comunes:
Selle y minimice las fugas de aire
Instale barreras físicas
Separe el aire caliente y el frío con la contención de chimenea
Optimice la contención de pasillos
Coloque paneles ciegos
Monitorice las temperaturas
Dirija el aire frío
Ayude a que el aire de retorno suba
¿Cómo instalar ventiladores puede mantener las temperaturas adecuadas en su centro de datos?
Si se enfrenta a desafíos de gestión del flujo de aire con su configuración actual, abandone sus aspiraciones de pasillo caliente y utilice cámaras de contención activas en su lugar. La forma más eficaz de equilibrar el flujo de aire en racks de alta densidad susceptibles a puntos calientes es canalizar directamente el aire de retorno al pleno del techo a través de una cámara de contención colocada encima de cada rack.
Ventiladores para racks de baja densidad
¿Cuáles son los estándares de refrigeración para centros de datos?
Los efectos ambientales pueden afectar gravemente a los equipos del centro de datos. La acumulación excesiva de calor daña los servidores, provocando que se apaguen automáticamente. Operarlos regularmente a temperaturas superiores a las aceptables acorta su vida útil y conduce a un reemplazo más frecuente. No solo las altas temperaturas son un peligro. La alta humedad provoca condensación, corrosión y acumulación de contaminantes, como el polvo, que se acumula en los equipos de un centro de datos. Mientras tanto, la baja humedad provoca descargas electrostáticas entre dos objetos que también dañan los equipos. Un sistema de refrigeración correctamente calibrado puede prevenir estos problemas y mantener su centro de datos a la temperatura y humedad correctas las 24 horas del día, los 7 días de la semana. Reduce el riesgo operativo de equipos dañados. A continuación, se explica cómo su organización puede determinar qué estándares de refrigeración necesita el centro de datos.
Cómo calcular los requisitos de refrigeración del centro de datos
Para calcular las necesidades de refrigeración de su centro de datos, necesita varios datos: la producción total de calor de los equipos, el área del piso en pies cuadrados (ft2), el diseño de las instalaciones y la potencia nominal del sistema eléctrico. Una cosa para recordar es que algunos equipos más antiguos podrían haber sido diseñados para estándares de refrigeración ASHRAE más antiguos. Si su centro de datos tiene una combinación de equipos, debe determinar un rango de temperatura y humedad aceptable para todos los equipos de sus instalaciones. Aquí hay un cálculo general con el que puede comenzar para obtener un tamaño de refrigeración de unidad térmica británica (Btu) de referencia: (Pies cuadrados de la habitación x 20) + (Uso de vatios del equipo de TI x 14) + (Personas activas en la habitación x 400) Pero este es solo un punto de partida. Si desea una estimación más precisa y planificar las futuras necesidades de refrigeración de sus instalaciones, siga leyendo.
Medición de la salida de calor
El calor se puede expresar utilizando varias medidas, incluidas las unidades térmicas británicas, las toneladas (t) y los vatios (W). Si su equipo utiliza varias unidades, debe convertirlas a un formato común para la comparación. Aquí hay una tabla de conversión de unidades rápida: Para convertir... Multiplicar por... Unidades térmicas británicas/hora en vatios 0.293071 Vatios en unidades térmicas británicas/hora 412142 Toneladas en vatios 3,51852842 Vatios en toneladas 0.000284 En términos generales, la potencia consumida por un dispositivo de TI se convierte casi en su totalidad en calor, mientras que la potencia que se envía a través de las líneas de datos es insignificante. Eso significa que la salida térmica del dispositivo en vatios es igual a su consumo de energía.
Casos especiales de salida de calor
Debido a que algunos dispositivos generan calor de manera diferente a la regla general de "su consumo de energía es igual a su salida de calor", debe calcularlos por separado: Iluminación. Al igual que los equipos de TI, la salida de vatios de la iluminación es aproximadamente igual a la salida de calor. Tome este número y multiplíquelo por 25 para determinar la iluminación en unidades térmicas británicas. Si tiene iluminación de diodos emisores de luz, reduzca este total en un tercio. Ventanas. Si su instalación de datos tiene ventanas, debe calcular la cantidad de calor que genera la luz solar de todas las ventanas. Un cálculo general es de 60 Btu/hora/ft 2 de ventana. ASHRAE considera la ubicación, las horas de luz solar, los materiales de construcción, los materiales de las ventanas, las tasas de refracción y más en sus cálculos. Calor externo (en paredes, techos, etc.). Las paredes o el techo orientados al exterior pueden afectar la producción total de calor en un centro de datos, especialmente en los grandes. Consulte las pautas de ASHRAE sobre cómo manejar esto. Personas. Multiplique el número máximo de personas que estarían en la instalación en cualquier momento por 400 para determinar el ocupante total en unidades térmicas británicas. Sistemas de alimentación ininterrumpida (UPS). Aunque estos sistemas y unidades normalmente no funcionan al 100% de su capacidad, utilice su capacidad máxima al calcular la producción de calor, ya que eso podría ser un factor si están en uso. Sistemas de distribución de energía. Estos sistemas solo emiten una parte de su consumo de energía declarado como calor, así que utilice esta fórmula para calcular su producción de calor: (0.02 x clasificación del sistema de energía) + (0.02 x potencia total de la carga de TI). Enrutadores de voz sobre IP (VoIP). Hasta un tercio del consumo de energía de un enrutador VoIP se envía a terminales remotos, por lo que reduzca su potencia de salida máxima en un tercio para los cálculos de refrigeración. Sistemas HVAC y otros sistemas de refrigeración. Los ventiladores y compresores de refrigeración en los sistemas de CA pueden generar un calor sustancial. Sin embargo, se libera casi inmediatamente al aire libre en lugar de dentro del centro de datos, por lo que generalmente se pueden ignorar.
Cálculo de la producción total de calor
Una vez que haya recopilado todos los datos necesarios, simplemente puede sumarlos para determinar sus requisitos totales de refrigeración para el centro de datos. Si está utilizando unidades térmicas británicas como unidad base, debe dividir su total por 3,41141633 para determinar la refrigeración total requerida en kilovatios (kW).
Otros factores ambientales
Más allá de los factores ambientales especiales mencionados anteriormente, algunos otros factores pueden influir en los cálculos de la producción de calor de un centro de datos. Ignorarlos podría conducir a un sistema de refrigeración de tamaño incorrecto y aumentar su inversión general en refrigeración. Humedad del aire Los sistemas HVAC a menudo están diseñados para controlar la humedad y eliminar el calor. Idealmente, mantienen un nivel de humedad constante, pero la función de refrigeración por aire a menudo crea una condensación sustancial y una pérdida de humedad. Siendo este el caso, muchos centros de datos utilizan equipos de humidificación suplementarios para compensar esta pérdida, lo que añade más calor. Los grandes centros de datos con una mezcla de aire significativa (la mezcla de aire caliente y frío de las áreas dentro de las instalaciones) generalmente necesitan humidificación suplementaria. El sistema de refrigeración debe ayudar a compensar el movimiento del aire más caliente en la instalación. Como resultado, estos centros de datos deben sobredimensionar sus sistemas de refrigeración hasta en un 30%. La condensación no siempre es un problema en centros de datos más pequeños o armarios de cableado, por lo que el sistema de refrigeración podría ser capaz de manejar la humidificación por sí solo a través de los conductos de retorno regulares que ya están en su lugar. Los conductos de retorno eliminan el riesgo de condensación por diseño para que el sistema HVAC pueda funcionar al 100% de su capacidad de refrigeración. Refrigeración sobredimensionada Las necesidades de refrigeración de un centro de datos pueden cambiar con el tiempo, por lo que debe considerar sobredimensionar su sistema de refrigeración para un crecimiento futuro. El sobredimensionamiento también tiene las ventajas de poder utilizarse para la redundancia si parte del sistema de refrigeración falla en algún momento o si debe desconectar parte de él para realizar el mantenimiento. En términos generales, los consultores de HVAC recomiendan agregar tanta redundancia como lo permita su presupuesto o al menos una unidad más de lo que sus cálculos dicen que necesita. Los consultores de HVAC suelen multiplicar la producción de calor de todos los equipos de TI por 5 para permitir la expansión futura. La ventilación de centros de datos es fundamental para garantizar un rendimiento óptimo y evitar costosas interrupciones. Al comprender los principios de la gestión del flujo de aire y los estándares de refrigeración, las organizaciones pueden diseñar e implementar sistemas de ventilación eficientes que protejan sus valiosos activos de TI. La inversión en un sistema de ventilación robusto no solo prolonga la vida útil del equipo, sino que también reduce los costos operativos a largo plazo. Recuerde que un centro de datos bien ventilado es un centro de datos eficiente y confiable.