En la vertiginosa era digital actual, la demanda de refrigeración en centros de datos y salas de servidores va en aumento. Garantizar un funcionamiento eficiente y estable de los equipos depende de la cuidadosa selección de unidades de aire acondicionado de precisión. Sin embargo, los distintos tipos y especificaciones técnicas de los aires acondicionados de precisión pueden hacer que resulte una tarea desalentadora articular claramente sus requisitos de refrigeración a la hora de solicitar sus presupuestos.
En este artículo, aprovecharemos años de experiencia en la selección y el diseño de soluciones de aire acondicionado de precisión para clientes. Nuestro objetivo es proporcionar aspectos clave para la selección de aire acondicionado de precisión en entornos críticos desde la perspectiva del cliente para mejorar su comunicación con los fabricantes u otros proveedores en relación con sus necesidades de aire acondicionado de precisión. Si no está familiarizado con los productos de aire acondicionado de precisión y le preocupa describir con precisión sus requisitos, lo que puede dar lugar a necesidades no satisfechas, le animamos a que continúe leyendo para prepararse para futuras conversaciones.
¿Cómo funciona el aire acondicionado de precisión?
Antes de empezar a discutir cómo seleccionar un PAC adecuado, puede ser útil proporcionar una visión general de sus principios básicos. Como se ilustra en la siguiente imagen, el principio de un sistema de aire acondicionado de precisión refrigerado por aire estándar puede describirse del siguiente modo:
- Compresor: El ciclo comienza con el compresor, que aspira refrigerante gaseoso a baja presión (aproximadamente 12 °C) y lo comprime en gas a alta presión y alta temperatura (aproximadamente 80 °C).
( ¿Cómo aumenta exactamente la temperatura la compresión? ) - Condensador: El gas a alta presión entra en el condensador, donde libera calor por la acción refrigerante de un ventilador y se condensa en líquido a alta presión y temperatura ambiente (aproximadamente 35°C).
- Válvula de expansión: A continuación, el refrigerante líquido condensado fluye a través de la válvula de expansión. En el interior de la válvula de expansión, el refrigerante sufre una reducción de presión, lo que provoca un descenso de temperatura, transformándolo en líquido a baja presión y baja temperatura (aproximadamente 7 °C).
- Evaporador: El refrigerante líquido a baja temperatura entra en el evaporador, absorbiendo calor del ambiente circundante (como la habitación), cau singándolo para vaporizarse de nuevo en gas a baja presión, consiguiendo así un efecto refrigerante.
- Ciclo: Después de la evaporación, el refrigerante gaseoso vuelve al compresor (la temperatura vuelve a aproximadamente 12°C), completando el ciclo.
Calcule sus necesidades de refrigeración
Una vez que haya identificado el método de refrigeración para su aire acondicionado de precisión, es esencial proporcionar los requisitos específicos de carga de refrigeración.
En primer lugar, si ya dispone de datos específicos sobre las necesidades de carga de refrigeración, debe comunicárselos directamente al fabricante para asegurarse de que la unidad de aire acondicionado seleccionada tiene una capacidad de refrigeración igual o superior a sus requisitos.
En segundo lugar, si no dispone de especificaciones claras sobre la carga de refrigeración, puede estimarla basándose en la carga total de la sala de servidores. Esto implica cálculos basados en el tamaño de la sala y la potencia calorífica de los equipos, utilizando las siguientes fórmulas:
- Cálculo de la carga de refrigeración:
Carga de refrigeración de la habitación = Superficie de la habitación × 0,2 kW/m².
- Cálculo de la potencia calorífica del equipo:
Potencia calorífica del equipo = (carga total del equipo del armario kW o capacidad del SAI) × 0,8
- Cálculo alternativo de la carga de refrigeración:
Si no se dispone de información sobre la carga, la carga de refrigeración también puede calcularse como:
Carga de refrigeración = superficie de la sala × (0,35 - 0,5) kW/m².
Entender estas fórmulas de cálculo no es obligatorio; los fabricantes realizarán estos cálculos cuando dispongan de información suficiente. Una vez obtenida la potencia frigorífica necesaria, es el momento de seleccionar los tipos y las especificaciones del aire acondicionado de precisión que mejor se adapte a sus necesidades.
Comprender los métodos de refrigeración del AC de precisión
Una vez calculada la capacidad de refrigeración de su espacio informático, es hora de averiguar cómo enfriarlo. Hay cuatro tipos de métodos de refrigeración utilizados en los sistemas de refrigeración de precisión de centros de datos, telecomunicaciones u otros entornos críticos. Cada tecnología de refrigeración está diseñada para adaptarse a unas condiciones ambientales específicas.
- Refrigeración gratuita
Puede ser la opción más rentable de los cuatro métodos. El principio se basa en utilizar el aire ambiente a baja temperatura u otras fuentes naturales de frío. Cuando la temperatura exterior es lo suficientemente baja, el sistema puede introducir directamente el aire frío exterior en el centro de datos o utilizar intercambiadores de calor para transferir el calor del centro de datos al medio frío exterior, evitando o reduciendo el funcionamiento de los equipos mecánicos de refrigeración para ahorrar energía. Si su entorno operativo se encuentra en una zona de bajas temperaturas, como ubicaciones en latitudes o altitudes elevadas, un sistema de refrigeración con free cooling puede reducir significativamente el PUE de sus centros de datos. - Refrigeración por aire
Adecuado para centros de datos pequeños y medianos, teniendo en cuenta la ubicación y el espacio de instalación de la unidad exterior. Funciona mediante ventiladores que aspiran el aire exterior. El aire pasa por la batería del evaporador, donde el refrigerante absorbe el calor del aire. A continuación, el refrigerante calentado pasa a la batería del condensador exterior, donde los ventiladores soplan aire sobre la batería para liberar el calor a la atmósfera. El refrigerante enfriado vuelve al evaporador para repetir el proceso. Para algunos lugares con una fuente de frío natural estable, elegir PAC con una combinación de tecnología de refrigeración por aire y refrigeración libre es bastante acertado. - Refrigeración por agua
En un sistema refrigerado por agua, la longitud de la tubería de circulación del refrigerante es relativamente corta, lo que resuelve la limitación de los acondicionadores de aire refrigerados por aire, en los que la tubería de refrigerante no puede extenderse demasiado debido a la pérdida potencial de presión y a la disminución de la eficiencia. En este caso, el agua actúa como medio de transferencia de calor. El refrigerante absorbe calor en el evaporador y se convierte en un gas de alta presión y alta temperatura. A continuación, fluye hacia un condensador refrigerado por agua, donde el agua circula por los tubos del condensador. El agua absorbe el calor del refrigerante, enfriándolo de nuevo hasta convertirlo en líquido. A continuación, el agua calentada se envía a una torre de refrigeración, donde libera el calor en el aire y se enfría para ser recirculada. Tenga en cuenta que los sistemas refrigerados por agua no necesitan condensadores exteriores, pero suelen requerir torres de refrigeración para disipar el calor eficazmente. - Agua refrigerada
Los PAC de agua refrigerada destacan en las operaciones a gran escala porque proporcionan una refrigeración constante y eficaz a grandes distancias. Una unidad enfriadora enfría el agua a baja temperatura (el agua enfriada). Esta agua fría se bombea a través de una red de tuberías a las unidades de tratamiento de aire o serpentines de refrigeración del centro de datos. El aire del centro de datos pasa por encima de estas baterías y el agua fría absorbe el calor del aire. El agua, ahora caliente, vuelve a la enfriadora para ser enfriada de nuevo, completando el ciclo. Este diseño permite un control preciso de la temperatura y se integra perfectamente con las opciones de refrigeración libre, mejorando significativamente la eficiencia energética global de los centros de datos.
Durante sus conversaciones con los fabricantes, éstos le ayudarán a identificar el método de refrigeración más adecuado en función de su contexto geográfico. Aunque estos métodos de refrigeración pueden satisfacer la mayoría de las necesidades de refrigeración en entornos críticos, si necesita una mayor eficiencia y fiabilidad, o si su equipo tiene una alta densidad o carga computacional, es posible que desee explorar aire acondicionado de precisión de doble fuente o soluciones de refrigeración líquida para centros de datos.
Analice sus condiciones ambientales
Un análisis cuidadoso de su ubicación para configurar su sistema de refrigeración siempre ha sido esencial para minimizar sus costes, reducir su Eficacia de Uso de la Energía (PUE) en entornos críticos y también prolongar la vida útil de sus equipos. En general, lo que debe tener en cuenta es la humedad y la temperatura. En función de esto, debe tener en cuenta su ubicación geográfica, como la latitud y la atitud.
- Temperatura
Su ubicación geográfica es un aspecto clave en el que a menudo pensamos al confirmar los tipos de su aire acondicionado de precisión, ya que implica si su sistema de refrigeración obtiene una fuente de frío estable de la naturaleza. De este modo, podemos determinar si en su zona se pueden utilizar sistemas de refrigeración libre o por aire, lo que significa que las soluciones más rentables son opcionales. Su latitud y altitud son dos aspectos clave en los que debemos centrarnos: - Latitud
Las latitudes más altas suelen proporcionar temperaturas más bajas y estables, lo que permite a los responsables de los centros de datos aprovechar una fuente de frío natural constante, que puede ayudar a reducir los costes energéticos.En general, cuando la latitud supera los 30°, especialmente en los países o regiones septentrionales, el uso de sistemas de refrigeración natural resulta más económico y viable. - Altitud
Al igual que ocurre con la latitud, a mayor altitud menor temperatura del aire. Por cada 1.000 metros de elevación, la temperatura suele disminuir aproximadamente 6,5°C. Este efecto refrigerante es especialmente ventajoso para los centros de datos, ya que también proporciona una fuente estable y constante de aire frío.
En Colorado (EE.UU.), donde muchos centros de datos están situados a más de 2.500 metros de altitud, utilizan técnicas de refrigeración natural que reducen enormemente el consumo de energía, consiguiendo ahorros energéticos de 30-60% en comparación con los sistemas tradicionales de aire acondicionado. Estas implantaciones demuestran cómo el aprovechamiento de la altitud puede dar lugar a importantes eficiencias operativas en las estrategias de refrigeración. - Humedad
Como ya sabrá, la evaporación de los líquidos absorbe el calor del ambiente circundante. Basándose en este principio, los sistemas de aire acondicionado de precisión refrigerados por agua están diseñados para complementar los sistemas de refrigeración libre y refrigeración de precisión refrigerados por aire, especialmente cuando la distancia entre las unidades exterior e interior plantea problemas.
Sin embargo, no todos los lugares son adecuados para seleccionar un diseño refrigerado por agua. Una razón clave es que la evaporación se ve influida significativamente por los niveles de humedad ambiental. Una humedad elevada puede ralentizar o incluso detener el proceso de evaporación, disminuyendo la eficacia de los sistemas refrigerados por agua.
En regiones con un alto grado de humedad constante, el rendimiento de refrigeración de los sistemas refrigerados por agua puede verse comprometido, lo que conlleva un aumento del consumo de energía y una reducción de la eficiencia. Por lo tanto, es esencial evaluar las condiciones de humedad locales cuando se consideran soluciones de refrigeración de precisión refrigeradas por agua. Por el contrario, en zonas con niveles de humedad más bajos, los sistemas refrigerados por agua pueden funcionar con mayor eficacia, ofreciendo un ahorro energético sustancial y una mayor eficacia de la refrigeración.
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Además de lo que hemos mencionado ahí arriba, hay algunos consejos que queremos compartir contigo:
- En primer lugar, Cuando la temperatura exterior supera los 45 °C, se necesita una unidad exterior de mayor tamaño, es decir, con mayor capacidad de refrigeración que la unidad exterior de tamaño estándar adaptada a la unidad interior en condiciones normales de temperatura (normalmente 25-35 °C).
- Segundo, si la temperatura exterior supera los 50 °C, deben seleccionarse sistemas de aire acondicionado resistentes a altas temperaturas, ya que las unidades convencionales pueden dejar de funcionar eficazmente o incluso apagarse por sobrecalentamiento.
- Por último, para entornos especiales (por ejemplo, zonas costeras con elevada niebla salina, yacimientos petrolíferos o regiones con gases corrosivos), el tratamiento anticorrosión de la unidad exterior es esencial para evitar daños en sus componentes metálicos y prolongar su vida útil. En entornos petrolíferos y de gas, en particular, deben considerarse medidas adicionales a prueba de explosiones para cumplir las normas de seguridad y evitar riesgos de incendio o explosión causados por gases inflamables.
Comprender los métodos comunes de suministro de aire
Los distintos modelos de sistemas de refrigeración de precisión pueden diseñarse con diferentes tipos de suministro de aire. Por ejemplo, el flujo ascendente desde el difusor de aire suele corresponder a acondicionadores de aire con menor capacidad de refrigeración, mientras que los sistemas de aire acondicionado para salas de mayor tamaño tienden a utilizar diseños de flujo ascendente o descendente. Existen cinco métodos como referencia:
- Flujo ascendente del difusor de aire: Cuando la altura del techo es inferior a 300 mm, la distancia de suministro de aire no debe superar los 8 metros.
- Flujo ascendente del conducto: Generalmente se utiliza para zonas con cargas térmicas más bajas y distancias de suministro de aire más largas.
- Flujo descendente desde debajo del suelo: Adecuado para situaciones en las que la altura del suelo supera los 300 mm.
- Flujo descendente del ventilador del suelo: Adecuado para alturas de suelo superiores a 450 mm, lo que permite distancias de suministro de aire más largas.
- Flujo de aire horizontal: De uso habitual en pasillos cerrados fríos y calientes, así como en entornos de micromódulos.
Los métodos de suministro de aire corresponden a veces a diferentes requisitos de capacidad de refrigeración. Para pequeños sistemas de refrigeración de precisión como Soeteck 7,5-27,5kW AC de precisión para habitaciones, En general, un difusor de aire se diseña e instala en el cuerpo del PAC, lo que significa que no puede optar por eliminarlo de su lista de presupuesto final. Sin embargo, en el caso de los climatizadores de precisión para refrigeración de salas a mayor escala, los métodos de suministro de aire son opcionales. Especificar claramente sus requisitos de refrigeración ayudará a sus proveedores a diseñar una solución mejor para usted.
Aclare las condiciones de su instalación
Hay varios aspectos de las condiciones de instalación de aire acondicionado de precisión que influyen en sus soluciones de refrigeración. En general, la distancia entre las unidades interior y exterior, y el espacio de su lugar de instalación. Basándonos en nuestra experiencia y conocimientos, compartimos algunas posibles razones por las que debe prestarles atención:
- La distancia entre las unidades interior y exterior
La distancia entre las unidades interior y exterior suele ser un “hueso duro de roer” para algunos proyectos de gran envergadura. Porque una distancia demasiado larga provocará una baja presión en las líneas de refrigerante. Esto puede dar lugar a una refrigeración inadecuada, una menor eficiencia y un mayor consumo de energía, lo que significa un mayor PUE. En este caso, el sistema de refrigeración libre y el sistema refrigerado por aire probablemente no sean opciones para usted. Sin embargo, para los PAC refrigerados por agua y los PAC de agua refrigerada, nunca será un problema.
( Puede que te guste: ¿Cuáles son las diferencias entre los climatizadores de precisión refrigerados por agua y por agua fría?) - Espacio de instalación
El espacio de instalación es esencial para seleccionar el sistema de refrigeración de precisión adecuado. Los sistemas refrigerados por aire necesitan suficiente espacio de ventilación exterior y proximidad a las unidades interiores para mantener la eficacia. Los sistemas de refrigeración natural dependen de vías adecuadas de aire fresco y deben evitar la contaminación por fuentes de calor; un espacio limitado puede reducir su eficacia. Los sistemas refrigerados por agua necesitan espacio exterior para las torres de refrigeración y las tuberías, mientras que las unidades de agua fría necesitan acceso a las líneas de refrigeración centralizadas y espacio suficiente en el techo o el suelo.
Confirme sus requisitos de alimentación
Al seleccionar unidades de aire acondicionado, hay que verificar los requisitos de potencia, incluidos el tipo de tensión y la frecuencia. Los distintos sectores y regiones tienen normas de potencia diferentes, que pueden influir en el diseño de las unidades de aire acondicionado de precisión. Estas son algunas de las normas de potencia más comunes:
- Tensión estándar: 380V, 60Hz/50Hz, trifásico
- Sudeste asiático (Filipinas): 480V, 50/60Hz o 230V, 50/60Hz
- Más Países sudamericanos (excepto Argentina y Chile): 208V, 60Hz
- EE.UU./Canadá: 208V, 60Hz
Para los fabricantes, los requisitos especiales de potencia pueden implicar una personalización no estándar, por lo que es esencial comunicar esta información durante las conversaciones para garantizar el buen funcionamiento de su equipo en el momento de la entrega.
Conclusión
Comunicar eficazmente sus requisitos de refrigeración de precisión a los fabricantes es crucial para garantizar un rendimiento óptimo en su sala de servidores. Concéntrese en proporcionar cálculos claros de la carga de refrigeración, especificar métodos de descarga de aire y detallar las condiciones de instalación. Al hacerlo, no sólo facilitará una mejor comprensión de sus necesidades, sino que también mejorará su colaboración con los proveedores. Considere la posibilidad de crear una lista de comprobación de los requisitos esenciales para agilizar sus conversaciones y permanecer abierto a futuras posibilidades de ampliación de sus soluciones de refrigeración. La colaboración con expertos puede mejorar aún más su capacidad para garantizar sistemas de refrigeración eficientes y fiables adaptados a sus necesidades operativas.
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