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Delta T – El diferencial de temperatura entre el aire de inyección y de retorno

Un servidor de un Centro de Datos toma aire a una cierta temperatura. Una vez dentro del servidor, este aire se calienta debido al calor producido por todos los componentes en el servidor. El aire que entonces sale del servidor es más o menos 10°C a 15°C más caliente. Una unidad de aire acondicionado en el Centro de Datos también toma el aire a una cierta temperatura. Dentro de la unidad de aire acondicionado, este aire se enfría y transporta el calor extraído al exterior. De modo que el aire que sale de la unidad de aire acondicionado es de aproximadamente 10°C a 15°C más frío.

Entonces todo sale bien, ¿no es así? Lamentablemente no.

El antes mencionado 10°C a 15°C es la denominada diferencia de temperatura entre el aire de inyección y el de retorno o Delta T.

En un escenario ideal teórico - una circulación cerrada del aire entre el servidor y la unidad de aire acondicionado - habría una cierta diferencia de temperatura del aire entre la inyección y el retorno y la unidad de aire acondicionado podría funcionar a su máximo nivel previsto de eficiencia.

En un Centro de Datos real, este tristemente no es el caso. El aire frío sale de la unidad de aire acondicionado, fluye a través del piso elevado, entra en los pasillos fríos a través de las perforaciones en las rejillas del piso elevado, es aspirado por el servidor, calentado, expulsado hacia fuera en el pasillo caliente y luego comienza su viaje de regreso a la unidad de aire acondicionado. Sin embargo, el aire es tonto y perezoso. No sabe que este es el camino que tiene que tomar y mostrarle el camino con marcas de flechas azules y rojas no le ayuda en absoluto.

Parte del aire encuentra aberturas en el piso elevado, por ejemplo: cortes para paso de cables en el pasillo caliente que no han sido sellados, fugas entre las placas del piso elevado o incluso placas que faltan por completo por debajo de los gabinetes de servidores. Entonces, el aire toma uno de estos accesos directos de vuelta al pasillo caliente y directamente de vuelta a la unidad de aire acondicionado, sin haber transitado por el interior de un servidor o haber tomado parte de su calor. Otros fragmentos de aire toman la ruta planeada en el pasillo frío, pero luego se cuelan entre los servidores a través de superficies de racks no utilizadas o a ambos lados de los servidores, en caliente pasando directamente al pasillo caliente y de nuevo a la unidad de aire acondicionado. Este aire hace absorber un poco de calor del que los servidores irradian hacia el exterior.

El aire que lleva muy poco calor en su viaje a través del Centro de datos reduce la diferencia de temperatura del aire entre la inyección y el retorno y por lo tanto, la eficiencia de todo el sistema de aire acondicionado.

He aquí un ejemplo:

Con un flujo de aire de 45,000 m³/h y un Delta T de 15°C (aire de retorno a 35°C, aire de alimentación a 20°C), una unidad de aire acondicionado STULZ modelo ASD2010 CWU logra una capacidad de 228 kW con un consumo de energía de 6.2 kW. El resultado es un índice de eficiencia energética (EER) de 36.8.

Ahora, si el Delta T real es solamente 10°C (es decir, el aire de retorno es de sólo 30°C) con el mismo flujo de aire, consumo de energía y temperatura del agua, la capacidad se reduce a 155 kW y el EER se reduce a 25.0. Como resultado, la unidad de aire acondicionado tiene una eficiencia del 32% por debajo de su nivel posible o planeado.

Representación gráfica del Delta T

Por consiguiente, el objetivo de un negocio eficiente de Centro de Datos debe ser el diseño de la conducción del aire a través del mismo, de tal manera que siempre se consiga la diferencia de temperatura del aire prevista entre la inyección y el retorno. Del mismo modo, el caudal de aire que circula en el Centro de Datos debe ser constantemente adaptado a la necesidad de aire frío de los servidores.

Acerca del autor

Acerca del autor

Benjamin Petschke nació en 1969 en Alemania. Después de estudiar Física se unió a STULZ en 1996 y ha trabajado desde entonces en áreas como Investigación y Desarrollo, Exportaciones y Marketing en diferentes posiciones. Con más de 19 años de experiencia en la industria de refrigeración para Centros de Datos, está especializado en el diseño de sistemas de enfriamiento para Centros de Datos, ahorro de energía y problemas acústicos.

Trabaja en estrecha colaboración con el Centro Común de Investigación de la Comisión Europea para el Código de Conducta para Centros de Datos en la sección de Mejores Prácticas y recientemente con la DKE Alemana en el desarrollo de la norma de Tecnologías de la información DIN EN 50600 - Instalaciones e infraestructuras de los Centro de Datos.

Benjamin es autor de documentación técnica sobre temas como Mejores Prácticas de Refrigeración para los Centro de Datos y Free Cooling Indirecto con Lógica de Control Dinámico.

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