Papel de la refrigeración mediante agua refrigerada en los centros de datos

El papel del centro de datos está evolucionando a pasos agigantados. Con nuestra creciente dependencia de los servicios digitales y la perspectiva de un futuro mundo virtual, no cabe prever que esta demanda disminuya. Ya se está prestando mucha atención al papel que desempeñarán estas instalaciones. No es de extrañar, pues, que los proveedores reconozcan la multitud de oportunidades: Omdia prevé que la nube y el colocation crecerán a una tasa interanual del 16,6% y el 8,3%, respectivamente.

ASHRAE ha aumentado la temperatura de funcionamiento recomendada para los equipos de los centros de datos hasta los 27 ºC

En paralelo, los proveedores de centros de datos están adoptando políticas estrictas para reducir drásticamente sus emisiones de carbono con el fin de ayudar a alcanzar los objetivos de sostenibilidad. 

Sostenibilidad en los centros de datos 

Los principales operadores de centros de datos han firmado El Pacto por la neutralidad climática de los centros de datos y muchos más están avanzando en esta dirección. El sector se ha comprometido con la neutralidad climática para 2030, garantizando que la sostenibilidad es ahora un elemento clave de cualquier proceso empresarial.  

Con esto en cuenta, los sistemas de agua refrigerada son una forma viable para que los proveedores de centros de datos no solo apuntalen su crecimiento de forma rentable y con una interrupción mínima, sino para que también reduzcan su huella de carbono y ayuden a cumplir los objetivos de sostenibilidad. La disminución de las emisiones pasa por dos aspectos fundamentales: la reducción de las emisiones directas y la reducción de las emisiones indirectas. 

Reducción de las emisiones directas
(PCG del refrigerante) 

El potencial de calentamiento global (PCG) describe el impacto relativo de un gas de efecto invernadero y el tiempo que permanece activo en la atmósfera, en comparación con una base de CO₂. Cuanto menor sea esta métrica, menor será el impacto atmosférico.  

Los refrigerantes tradicionales pueden sustituirse ahora por los modernos refrigerantes HFO (hidrofluoro-olefina) que tienen un PCG inferior. Se espera que esto evite las emisiones de hasta 105 millones de toneladas de CO₂ equivalente de aquí a 2040. Sin embargo, la mayoría de estos nuevos refrigerantes están clasificados por la ASHRAE (American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers) como ligeramente inflamables, por lo que es necesario un nuevo diseño del sistema de refrigeración, lo que puede afectar al diseño general del centro de datos.   

Los sistemas de agua refrigerada ofrecen una solución excelente, ya que el refrigerante está contenido en las unidades enfriadoras y, en la mayoría de las aplicaciones, estas se instalan fuera del centro de datos, lo que simplifica el uso de fluidos inflamables. Los sistemas de agua refrigerada son una de las primeras tecnologías de refrigeración que aplican refrigerantes de bajo PCG en las aplicaciones de los centros de datos y, por tanto, son un ejemplo de alternativa válida para reducir el impacto medioambiental directo. 

Reducción de las emisiones indirectas
(reducción del consumo de energía) 

Reducir la huella de carbono pasa también por reducir la electricidad que consume un centro de datos durante su funcionamiento. Aquí es donde los sistemas de agua fría pueden desempeñar un papel importante. En los últimos años, se han aplicado una serie de mejoras en la eficiencia de los sistemas de refrigeración que permiten reducir el consumo de electricidad. 

Por ejemplo, en un sistema de agua refrigerada, el compresor de la enfriadora es el mayor consumidor de electricidad, y cuanto más cálido sea el clima exterior, mayor será la demanda de electricidad del compresor.  

La tecnología de freecooling tiene una importante ventaja, ya que permite la refrigeración del sistema sin la activación del compresor 

Recientemente, se ha incrementado el uso de compresores accionados por inversor, que ayudan a conseguir mayores niveles de eficiencia, especialmente a cargas parciales. En la actualidad existen enfriadoras equipadas con compresores de tornillo accionados por inversor o con compresores centrífugos exentos de aceite que reducen drásticamente el consumo de electricidad en comparación con la tecnología anterior. 

En los últimos años, la ASHRAE ha aumentado la temperatura de funcionamiento recomendada para los equipos de los centros de datos hasta los 27 ºC. Esto ha permitido aumentar las temperaturas del agua en los sistemas de agua refrigerada y ha hecho posible un mayor uso de los refrigeradores de freecooling, incluso en países donde esta tecnología no era posible anteriormente. La tecnología de freecooling tiene una importante ventaja, ya que permite la refrigeración del sistema sin la activación del compresor.  

La tecnología adiabática puede mejorar además la eficiencia de un sistema de agua refrigerada. En estos sistemas, el aire ambiente se enfría pasando por almohadillas húmedas. El aire se suministra entonces a una temperatura más baja, consiguiendo así una mayor capacidad de freecooling del enfriador y un funcionamiento más eficiente del compresor. 

El núcleo de esta solución es el controlador de a bordo de la unidad: permite utilizar el agua siempre que sea estrictamente necesario, según las necesidades de redundancia, eficiencia o demanda de refrigeración. 

Combinando todas las optimizaciones tecnológicas, los sistemas
de agua refrigerada pueden reducir considerablemente las emisiones directas e indirectas 

El controlador es el principal responsable de evitar el desperdicio de agua, mejorando así la eficacia del uso del agua en el centro de datos. La aplicación del agua es siempre una cuestión de equilibrio entre diferentes aspectos y limitaciones. 

La optimización de los controles de los sistemas de agua refrigerada puede mejorar aún más la eficiencia de los centros de datos. La tecnología de gestión de plantas refrigeradas puede coordinar el funcionamiento de todas las unidades y componentes principales de los sistemas de agua refrigerada. Permite una integración y coordinación del modo de trabajo entre las unidades y los componentes principales, lo que posibilita una mejora de la eficiencia y el rendimiento a cargas parciales o, en el improbable caso de que se produzca un fallo, encontrar la mejor manera de reaccionar y garantizar la continuidad de la refrigeración del sistema.

Combinando todas las optimizaciones tecnológicas, los sistemas de agua refrigerada pueden reducir considerablemente las emisiones directas e indirectas.

Ampliación del alcance con total confianza  

Un ejemplo de cómo los sistemas de agua refrigerada pueden lograr estos beneficios es el caso de Green Mountain, un centro de datos noruego alimentado por energía hidráulica en el que el sistema de gestión térmica desempeña un destacado papel. 

Green Mountain obtuvo cinco megavatios de capacidad de refrigeración adicional tras la instalación de las unidades de agua refrigerada de Vertiv, demostrando así que estos sistemas, en el marco de una estrategia más amplia, pueden facilitar las configuraciones de centros de datos con emisiones neutras de carbono. 

Muchos proveedores de hiperescala y de colocation están aprovechando la oportunidad que ofrecen los sistemas de agua refrigerada no solo desde el punto de vista de los costes y la velocidad de despliegue, sino también desde el de la sostenibilidad. Esto debe continuar a medida que avanzamos en la siguiente fase de la carrera por ampliar la capacidad y mejorar la huella de carbono de los centros de datos. 

Con una expansión tan rápida y una presión cada vez mayor para alcanzar la neutralidad, los proveedores de centros de datos deben confiar en las nuevas tecnologías para satisfacer los requisitos presentes y futuros.  

Esta tabla resume un ejemplo de los resultados en Madrid, donde el sistema reduce drásticamente el uso del modo de expansión directa, lo que garantiza una excelente eficiencia del sistema y reduce los costes. 

pPUE = Eficacia parcial del uso de la energía (atribuible al sistema de refrigeración).

WUE = Eficacia del uso del agua.

TEWI = Impacto total equivalente de calentamiento.

Por Andrea Moscheni | Director de Aplicaciones de Productos de Gestión Térmica | Vertiv