Sistema GCW: Sistema CW con sistema G redundante (dual fluid)

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Deshumidificación en los Centros de Datos utilizando las unidades CW a niveles de alta temperatura

La mayoría de los usuarios y operadores de TI son conscientes de que los niveles de temperatura para el enfriamiento de los equipos de TI en los centros de datos han cambiado drásticamente en los últimos años.

La razón principal del ajuste de la temperatura del aire es por la recomendación de ASHRAE TC 9.9 2011, en la que sugiere operar con temperaturas de inyección del aire a los equipos de TI en un intervalo de 18°C hasta un máximo de 27°C. Agregando una diferencia media de temperatura como el aire fluye a través de los equipos informáticos de 10-15 K, esto produce temperaturas de retorno del flujo de aire a la unidad de A/C en el rango de 28°C a 42°C (ver artículo del blog "Delta T"). Sin embargo, el verdadero "efecto-secundario" más importante de esta recomendación es la utilización del llamado "Free Cooling" – que es, enfriar los equipos de TI en la medida de lo posible, sin el uso intensivo de energía de refrigeración por compresión (ver artículo del blog "Free Cooling"). 

Basado en su buena escalabilidad y su hidráulica relativamente simple, los grandes centros de datos utilizan principalmente unidades A/C de precisión enfriadas por agua (denominados unidades CW), que requieren la producción centralizada de agua helada (ver también el artículo del blog "Gestión de espera"). Para mejorar la eficiencia del chiller y utilizar Free Cooling a temperaturas exteriores relativamente altas, los sistemas de agua helada también se operan a temperaturas de agua cada vez más altas. Un efecto secundario positivo de las altas temperaturas del agua en conjunto con las altas temperaturas del aire es que el enfriamiento puramente sensible orientado en los centros de datos está asegurado (con el fin de evitar la humidificación de alto costo).

En resumen: temperaturas del aire más altas + altas temperaturas del agua = evita la deshumidificación en operación normal de enfriamiento y una mejor utilización del Free Cooling.

Volviendo brevemente a las recomendaciones de ASHRAE: El rango permitido de humedad relativa para los equipo de TI muy generosamente se amplió entre el 20% y el 80%.

Todos estos factores juntos significan, en principio y en teoría, que hoy en día no hay necesidad de deshumidificación o humidificación en el enfriamiento normal de un centro de datos. Por desgracia, esta es otra área en la que teoría y la práctica difieren. Hay ciertos requisitos relativos a la ESD (descarga electrostática) de los equipos informáticos: el personal del centro de datos se encuentra en la sala, la habitación no es 100% hermética y la humedad se introduce desde el exterior, las puertas se abren y cierran, etc. La humidificación resultante y requerida es relativamente fácil de realizar (humidificador en la unidad de A/C o en la sala). Sin embargo, la deshumidificación eventualmente requerida es difícil.

En el pasado (cuando los equipos se operaban a temperaturas del aire y del agua más bajas), la deshumidificación con unidades CW se realizaba de la siguiente forma: 

La válvula de control del agua helada está completamente abierta en modo de deshumidificación, aumentando el flujo de volumen de agua a través del serpentín de refrigeración. Esto aumenta la capacidad total de enfriamiento de la unidad y la temperatura de salida de agua de la unidad disminuye. La diferencia de temperatura entre el aire y el lado del agua aumenta y la caída resultante por debajo del punto de rocío hace que la deshumidificación sea necesaria. En algunos casos, la velocidad de los ventiladores EC (si es que se tienen) también se reduce con el fin de potenciar el efecto.

Cuando se opera unidades de CW a altas temperaturas de aire y de agua, el problema que entonces surge es que la caída por debajo del punto de rocío necesario para la deshumidificación ya no se puede lograr, debido a que el nivel de temperatura general es simplemente demasiado alto.

Entonces, ¿qué se puede hacer para proporcionar humidificación?

La forma técnicamente más práctica es utilizar uno o más unidades llamadas "dual-fluid" en un diseño GCW. Una unidad dual-fluid es la combinación de una unidad expansión directa (DX) y una agua helada (CW) ( ver sistema de refrigeración GCW).En el diseño del sistema GCW el circuito de refrigeración de la unidad está cerrado. El calor se disipa por medio de un condensador de placas refrigerado por agua que en este caso es simplemente conectado al sistema existente de agua helada. Durante el funcionamiento normal de refrigeración, se utiliza adicionalmente el circuito CW de la unidad; sin embargo para la deshumidificación, se hace el cambio a modo DX. La deshumidificación y la caída por debajo del punto de rocío son mucho más fáciles de conseguir en modo DX debido a que la temperatura de evaporación es normalmente menor que el nivel de temperatura del agua, o se puede llevar más fácilmente al nivel de deshumidificación solicitada por medio de controles en el circuito de refrigeración (válvula de expansión). Los números y/o capacidades de refrigeración de estas unidades dependen de la capacidad de deshumidificación esperada y el tamaño del centro de datos.

Acerca del Autor

Acerca del Autor

Norbert Wenk es parte del equipo de Especialistas de Producto en la sede de STULZ en Hamburgo, Alemania. Después de haber cursado la carrera de Ingeniería Mecánica, se unió a STULZ en 1999. Empezó su carrera en el área de Investigación y Desarrollo y más tarde se trasladó al departamento de Exportación (Ventas) donde trabajó como Gerente de Ventas de Área. Actualmente cuenta con más de 17 años de experiencia en la industria de la refrigeración de los Centro de Datos.

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