Puntos calientes en los centros de datos: causas y efectos
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- Análisis de los riesgos de sobrecalentamiento
- Búsqueda de puntos calientes
- Crear gemelos digitales
- Optimización de la temperatura del soplador
- Estudio del impacto de las máscaras de aire
- Dimensionar los sistemas climáticos
- Estudio de parada transitoria
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¿Qué temperatura hay en un centro de datos?
Norma Ashrae
La norma de temperatura para centros de datos Ashrae (American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers) es una recomendación normalizada para la gestión de la temperatura en los centros de datos. Esta norma se actualiza periódicamente para tener en cuenta los avances tecnológicos y las mejores prácticas del sector.
La norma Ashrae recomienda un rango de temperaturas para los centros de datos, en lugar de una temperatura concreta. El intervalo típico recomendado está entre 18°C y 27°C (64°F y 81°F). Esto proporciona flexibilidad a los operadores de centros de datos, que pueden ajustar la temperatura a sus necesidades específicas.
Uno de los principales objetivos de esta norma es optimizar la eficiencia energética de los centros de datos, manteniendo al mismo tiempo unas condiciones adecuadas para el funcionamiento de los equipos. Las temperaturas demasiado altas pueden provocar el sobrecalentamiento de los componentes y el fallo de los sistemas, mientras que las temperaturas demasiado bajas pueden aumentar el consumo de energía del sistema de refrigeración.
Origen de los puntos calientes en un centro de datos
Explicación de los principales fenómenos termoaerodinámicos
Los puntos calientes de un centro de datos son definidos por ASHRAE TC 9.9 como zonas en las que el aire que entra en los servidores, sistemas de almacenamiento, routers u otros equipos electrónicos estará por encima de los 27°C. No se consideran puntos calientes la zona trasera de racks y las zonas en pasillos calientes. Los puntos calientes pueden reducir la fiabilidad y dañar los equipos electrónicos debido a la incapacidad de disipar el calor generado.
Los fabricantes de servidores y equipos informáticos pueden justificar la denegación del servicio de garantía alegando el incumplimiento de las condiciones del contrato de servicio por la presencia de zonas calientes.
Simulación CFD de un centro de datos con sobrecalentamiento generalizado (sin compartimentación)
¿Qué entradas de aire parásitas puede haber en un centro de datos?
Suelen ser entradas de cables sin sellar o entradas de conductos de cables desde la sala de ordenadores, ranuras de conductos de aire, ranuras en la parte inferior de los soportes de carga o simplemente agujeros en paredes o puertas. En el caso del propio suelo elevado, puede haber aberturas para la entrada de cables, aberturas bajo los armarios, placas perforadas redundantes que no pueden estar situadas en pasillos fríos, aberturas en el suelo alrededor de la sala de ordenadores (detrás de las unidades de control de aire, debajo de las unidades de distribución de energía).
Una capacidad de refrigeración excesiva en un centro de datos puede ser perjudicial para
Sorprendentemente, la falta de capacidad de refrigeración no es la única causa de los puntos calientes. Una capacidad de refrigeración excesiva puede provocar puntos calientes. ¿Cómo puede ocurrir esto?
Si se necesitan 8 unidades de enfriamiento para enfriar la sala de computadoras en el centro de datos, y 10 o 12 están instaladas y funcionando, donde por supuesto cada una de las 10 o 12 unidades funcionará con menos energía (que cuando solo 8 unidades de enfriamiento tendrían trabajó). Esto provoca una disminución del suministro de aire y de la carga, lo que a su vez genera puntos calientes adicionales en zonas con baja presión estática (zonas muertas).
Eliminar los puntos calientes en el centro de datos
Protocolo para reducir los puntos calientes
Hay varios pasos para eliminar los puntos calientes en un centro de datos:
1. Control de la temperatura: Utiliza sensores de temperatura para controlar e identificar los puntos calientes del centro de datos. Esto permitirá detectar a tiempo los problemas de sobrecalentamiento.
2. Disposición eficiente de los servidores: Los servidores deben estar dispuestos de forma óptima, con el máximo espacio entre ellos para permitir una mejor circulación del aire. Evita el desorden y los obstáculos que puedan impedir la circulación del aire frío.
3. Uso de bastidores de refrigeración: Utiliza bastidores de refrigeración para los servidores que generen un calor excesivo. Estos bastidores pueden disipar el calor con mayor eficacia y permiten una mejor circulación del aire.
4. Utilizar la gestión de cables: Organiza los cables de forma ordenada para que no bloqueen el flujo de aire. Los cables mal organizados pueden crear puntos calientes.
5. Optimiza la ventilación y el flujo de aire: Garantiza una buena ventilación en el centro de datos. Garantizar un buen flujo de aire por el centro de datos ayudará a eliminar los puntos calientes.
Para garantizar una buena circulación del aire en el centro de datos, sólo es necesario instalar el número necesario de tejas perforadas en los pasillos fríos del centro de datos. Las losas de piso elevadas no deben ubicarse en pasillos calientes o en el espacio de la sala de computadoras no utilizado. Para calcular el número de tejas perforadas necesarias en el diseño de un centro de datos, es necesario remitirse a los estudios de dimensionamiento CFD.
La ubicación de las rejillas de difusión debe corresponder a la carga térmica de cada recinto. Las pautas generales para la colocación de mosaicos se muestran en la siguiente tabla.
Implantación de pasillos fríos y calientes
Los pasillos caliente y frío de un centro de datos son conceptos de gestión de la circulación del aire diseñados para mantener una temperatura óptima en el interior del centro de datos.
El pasillo frío es el espacio por el que se introduce aire fresco en el centro de datos. Los equipos informáticos, como los servidores, se colocan de forma que queden orientados hacia este pasillo frío, para captar y aprovechar el aire fresco para refrigerar sus componentes internos.
El pasillo caliente es por donde se extrae el aire caliente del centro de datos. Los sistemas de aire acondicionado y refrigeración del centro de datos evacuan el aire caliente de este pasillo mediante equipos como unidades de refrigeración, ventiladores y conductos de extracción de calor.
El objetivo de separar los pasillos caliente y frío es maximizar la eficacia de la refrigeración minimizando la mezcla entre los dos tipos de aire. Esto reduce el consumo de energía necesario para mantener una temperatura adecuada y mejora el rendimiento y la vida útil de los equipos informáticos.
Este concepto de separar el aire caliente del frío optimiza los costes energéticos del centro de datos al minimizar las pérdidas de energía asociadas a la mezcla de aire caliente y frío. También mantiene una temperatura uniforme en el centro de datos y reduce el riesgo de sobrecalentamiento de los equipos.
¿Por qué realizar una simulación CFD de un centro de datos?
La simulación CFD proporciona información sobre la relación entre el funcionamiento de los sistemas mecánicos y las variaciones en la carga térmica de los equipos informáticos. Con esta información, el personal de TI y del centro puede optimizar la eficiencia del flujo de aire y maximizar la capacidad de refrigeración.
También es necesario sellar los gabinetes de equipos no utilizados . Esto implica la instalación de paneles vacíos para cubrir cualquier espacio abierto en el rack que no esté ocupado por el equipo. Selle también todos los huecos laterales entre los raíles de montaje y las paredes de los armarios, las aberturas en la parte inferior y superior de los mismos. No permita que el aire caliente recircule desde la parte trasera del armario hacia la parte delantera.
Deje el mayor espacio posible bajo el sueloelevado para una mejor circulación del aire. Retire los cables no utilizados, los escombros, etc.
Para comprobar si todo se ha hecho correctamente, mida la temperatura en la entrada del servidor, especialmente en las filas superiores de los armarios de telecomunicaciones. Para ello, se puede utilizar una variedad de termómetros: un termómetro de infrarrojos sin contacto; termómetros de tira LCD o monitores de temperatura de radiofrecuencia inalámbricos. Si el aire de admisión está demasiado frío o demasiado caliente, se pueden añadir, mover o sustituir las placas perforadas. Esta comprobación debe realizarse periódicamente, especialmente en los casos en que se instalen nuevos equipos o se desmantelen los antiguos.
Simulación del flujo de aire y análisis CFD
Para beneficiarse de todas estas medidas, es necesarioestudiar detenidamente la carga térmica, la capacidad del equipo de refrigeración y el flujo de aire en la sala de ordenadores del centro de datos.
Por supuesto, se incurrirá en costes adicionales, pero estos costes están justificados. Según las estadísticas de los expertos implicados en laoptimización del sistema de climatización del centro de datos, la reducción mínima del consumo de energía gracias a las acciones anteriores oscila entre el 10% y el 36%.
