Enfriamiento de Precisión para Data Centers

Los data centers son como los corazones digitales del mundo: almacenan y procesan la información que usamos todos los días, desde videos hasta aplicaciones.

Pero estos corazones generan mucho calor🔥, y si no se enfrían bien, pueden fallar. Aquí explicaremos de manera sencilla cómo funcionan los sistemas de enfriamiento de precisión, diseñados específicamente para mantener los data centers funcionando sin problemas.

Cómo funciona el enfriamiento en general (Analogía sencilla)

Imagina que un data center es como un cuarto lleno de lámparas que están encendidas todo el tiempo, generando mucho calor. Si no haces nada, el cuarto se vuelve un horno.

El sistema de enfriamiento es como un ventilador gigante y un balde de agua fría para mantener el lugar fresco.

En términos simples:

El sistema toma el aire caliente que generan los servidores (las lámparas).
Lo enfría usando un líquido o gas especial que absorbe el calor, como cuando pones una bebida fría en un día caluroso y sientes alivio.
Luego, ese calor se saca del cuarto y se libera afuera, dejando el interior fresco.

Este proceso se repite constantemente para que los servidores no se sobrecalienten y sigan funcionando.

👉 ¿Y Por qué generan calor los servidores? Porque un procesador, ya sea CPU o GPU suelen estar entre 65 y 90 grados centígrados. ¡Y están calientes todo el tiempo!

Además, las fuentes de poder, discos duros, memoria y todo lo que usa electricidad también se calienta. Ese flujo eléctrico hace que los materiales se calienten sin parar, 24 horas al día, 7 días a la semana, 365 días al año.

Evaporadora y Condensadora: ¿Qué son y qué hacen?

En un sistema de enfriamiento, hay dos equipos principales que trabajan juntos: la evaporadora (adentro) y la condensadora (afuera). Son como un equipo que mueve el calor de un lado a otro.

Evaporadora (Unidad Interior): Está dentro del data center. Su trabajo es tomar el aire caliente del cuarto y enfriarlo. Dentro de la evaporadora, un líquido frío (llamado refrigerante) absorbe el calor del aire, como una esponja que chupa el agua. El aire frío sale y circula por el data center para mantener los servidores frescos. A veces se llama unidad interior o CRAC (Computer Room Air Conditioner).
Condensadora (Unidad Exterior): Está fuera del edificio. Su misión es liberar el calor que la evaporadora absorbió. El refrigerante, ahora caliente, llega a la condensadora, donde el calor se expulsa al aire exterior (como cuando soplas aire caliente para enfriar tu sopa). Luego, el refrigerante se enfría otra vez y regresa a la evaporadora para repetir el ciclo. También se le llama unidad exterior o condensador.

En resumen: la evaporadora enfría el data center, y la condensadora saca el calor afuera.

El Compresor: El corazón del sistema

El compresor es como el motor que hace que todo funcione. Está dentro del sistema (a veces en la condensadora o en la unidad interior) y su trabajo es mover el refrigerante por todo el sistema.

Qué hace: El compresor toma el refrigerante (un gas frío) y lo comprime, aumentando su presión y temperatura. Esto hace que el refrigerante esté listo para liberar el calor en la condensadora. Luego, el refrigerante se enfría y regresa a la evaporadora para absorber más calor.
Ejemplo con Gas Sistema DX: En un sistema DX (expansión directa), el refrigerante (como el R410A) circula entre la evaporadora y la condensadora. En la evaporadora, el gas absorbe el calor del aire caliente del data center y se convierte en vapor. El compresor lo comprime, lo envía a la condensadora, donde se enfría y vuelve a ser líquido. Este ciclo se repite sin parar.

Piénsalo como una bomba de agua que mueve el refrigerante por tuberías, asegurándose de que el calor siempre salga del data center.

Tipos de Evaporadoras

Las evaporadoras vienen en diferentes formas y tamaños, según cómo se instalan y cómo distribuyen el aire frío. Aquí están los principales tipos:

Perimetrales: Se colocan en los bordes del data center, como grandes aires acondicionados de pie. Aspiran el aire caliente y soplan aire frío hacia los servidores.
Montadas en Muro o en Techo: Están fijadas en las paredes. Son compactas y útiles en espacios pequeños.
Paquete: Son unidades todo-en-uno que combinan evaporadora y condensadora en un solo equipo, a menudo instaladas afuera o en el tejado.
De Mochila: Pequeñas unidades que se instalan directamente en racks o servidores, como una mochila pegada a los equipos.
En Fila (In-Row): Se colocan entre los racks de servidores, en el medio del pasillo, para enfriar directamente los equipos cercanos.
Métodos de distribución del aire:
- Inyección en pleno: El aire frío se sopla directamente al espacio abierto del data center.
- Bajo piso: El aire frío se distribuye a través de un piso elevado con rejillas, subiendo hacia los servidores.
- Retorno de aire caliente: El sistema recoge el aire caliente de los servidores y lo enfría antes de devolverlo como aire frío.

Cada tipo se elige según el tamaño del data center y cómo están organizados los servidores.

Tipos de Condensadoras

Las condensadoras también varían según cómo liberan el calor:

Enfriadas por Aire: Usan ventiladores para soplar aire sobre el refrigerante caliente y liberar el calor al ambiente. Son las más comunes.
Enfriadas por Agua: Usan agua para absorber el calor del refrigerante. El agua caliente luego se enfría en una torre de enfriamiento. Son más eficientes en climas cálidos.
Híbridas: Combinan aire y agua para mayor flexibilidad y eficiencia.

El tipo de condensadora depende del clima, el espacio disponible y el consumo energético.

Diferencias entre Aire de Precisión y de Confort

El aire de precisión (usado en data centers) y el aire de confort (usado en casas u oficinas) son como primos lejanos: tienen el mismo principio, pero funcionan diferente porque tienen objetivos distintos.

Tiempo de Operación:
- Precisión: Funciona 24/7, todo el año, porque los data centers nunca se apagan.
- Confort: Solo se usa cuando hay personas, como en una oficina de 9 a 5.
Control de Humedad:
- Precisión: Controla la humedad con mucha exactitud para evitar que los servidores se dañen por humedad alta (corrosión) o baja (electricidad estática).
- Confort: No le importa tanto la humedad, solo la temperatura para que las personas estén cómodas.
Monitoreo Remoto:
- Precisión: Tiene sensores y sistemas que permiten vigilar la temperatura, humedad y fallos desde cualquier lugar, para reaccionar rápido si algo va mal.
- Confort: Normalmente no tiene monitoreo avanzado; solo ajustas el termostato.
Capacidad y Precisión:
- Precisión: Puede manejar grandes cantidades de calor y mantener temperaturas exactas (por ejemplo, 22°C ± 1°C).
- Confort: Solo necesita mantener un rango amplio (como 20-25°C) para que las personas se sientan bien.

En resumen, el aire de precisión es como un doctor que cuida un paciente muy delicado (los servidores), mientras que el aire de confort es como un ventilador que te refresca en casa.

Conclusiones

Los sistemas de enfriamiento de precisión son esenciales para que los data centers funcionen sin problemas. Mantienen los servidores fríos y protegidos, trabajando sin parar con gran exactitud. La evaporadora y la condensadora, junto con el compresor, forman un equipo que mueve el calor de adentro hacia afuera. Hay diferentes tipos de evaporadoras y condensadoras para adaptarse a cada data center, y el aire de precisión es mucho más avanzado que el aire de confort porque los servidores necesitan cuidados especiales.

En nuestro blog podrás encontrar otras publicaciones relacionados a este tema. Hablaremos en particular de los equipos de Vertiv, APC Schneider, Stulz y muchos otros.