Requisitos de los sensores de salas blancas de centros de datos

 

A la hora de supervisar un centro de datos, hay que tener muy en cuenta la temperatura y la humedad entre pasillos fríos y calientes

Los propietarios y gestores de centros de datos son muy conscientes de la necesidad de mejorar la eficiencia energética. Responsable de alrededor del 1% del consumo mundial de electricidad, el sector se ve muy afectado por las turbulencias de los costes energéticos, por lo que la demanda de eficiencia energética es muy fuerte.

Al mismo tiempo, los gobiernos de todo el mundo buscan en las industrias que consumen mucha energía oportunidades para reducir el uso de combustibles fósiles y disminuir las emisiones de gases de efecto invernadero.

Alrededor del 60% de las necesidades energéticas de un centro de datos proceden de su infraestructura informática, por lo que hay oportunidades de reducción de energía en equipos (normalmente nuevos) que sean más eficientes energéticamente. Sin embargo, hay buenas oportunidades de eficiencia energética en el otro 40% de la demanda energética, la mayor parte de la cual procede de los sistemas de refrigeración y aire acondicionado de un centro de datos.

El flujo de aire en los conductos permite a los sensores responder rápidamente a las condiciones cambiantes

El control eficiente de la temperatura y la humedad es importante para el funcionamiento óptimo de la infraestructura informática.

En muchas instalaciones modernas se espera un tiempo de actividad del 99,999%, lo que representa un tiempo de inactividad anual de apenas unos minutos.

Estos altísimos niveles de rendimiento son necesarios debido a la importancia y el valor de los datos y procesos que maneja la infraestructura informática.

Al igual que todas las buenas medidas de eficiencia de procesos, la gestión eficaz de la energía depende de la disponibilidad de datos de supervisión precisos, fiables y continuos. Por tanto, en el caso de los centros de datos, ¿qué hay que medir? y ¿dónde?

 

Temperatura

La refrigeración y el aire acondicionado son necesarios para eliminar el calor generado por los equipos informáticos, evitar el sobrecalentamiento y prevenir fallos. Por tanto, es necesario controlar la temperatura en los pasillos y bastidores, así como en todos los espacios, conductos del sistema de ventilación, tuberías del sistema de refrigeración y en el exterior. Naturalmente, es vital que los lugares de medición sean realmente representativos y que la red de sensores sea capaz de detectar cualquier posible punto frío o caliente.

Las salas de datos más grandes pueden ser más difíciles de supervisar porque tienen un mayor potencial de variabilidad espacial de la temperatura, por lo que es importante que haya un número suficiente de sensores de temperatura para garantizar que se supervisan todos los servidores. Algunos servidores pueden estar cerca de una unidad de refrigeración y otros pueden estar más lejos; algunos pueden estar en la parte inferior de un rack y otros más arriba, por lo que existe la posibilidad de variabilidad tridimensional. Por tanto, además de un número suficiente de sensores, también es importante que el flujo de aire y la refrigeración estén distribuidos de forma óptima por toda la sala de servidores.

La mayoría de los centros de datos necesitan controlar el «delta T», que suele definirse como la diferencia de temperatura entre los pasillos fríos y calientes. Sin embargo, en realidad, la situación es más compleja porque hay cuatro delta T diferentes que deben controlarse para que las operaciones de refrigeración sean lo más eficientes posible.

El delta T más obvio es la diferencia de temperatura del aire antes y después de pasar por los equipos informáticos. El segundo delta T que se mide con frecuencia es la diferencia de temperatura a través del equipo de refrigeración. Sin embargo, en realidad, la temperatura del aire que sale de los refrigeradores rara vez es la misma que la del aire que llega a los equipos informáticos. Esto suele deberse a problemas como obstrucciones, vórtices, diferencias de presión, bolsas de aire, etc., que hacen que el aire frío y el aire caliente se mezclen. Del mismo modo, la temperatura del aire que sale de los equipos informáticos suele ser más fría cuando entra en los refrigeradores. Esto suele deberse a que el aire frío se mezcla con el aire caliente por diversas razones; todas ellas indican ineficiencia en la gestión del flujo de aire.

Así pues, los cuatro delta Ts son las diferencias de temperatura:

  • Antes y después de los equipos informáticos
  • Antes y después de los refrigeradores
  • Entre el aire que sale de los refrigeradores y el aire que entra en el equipo informático
  • Entre el aire que sale de los equipos informáticos y el aire que entra en los refrigeradores

Mediante la monitorización precisa de estos cuatro delta Ts, los gestores de los centros de datos pueden comprender mejor los factores que afectan a la ineficacia de la refrigeración, lo que puede servir de base para adoptar medidas de mitigación y mejora para ajustar el rendimiento del centro de datos.

En climas secos, la refrigeración evaporativa es eficaz para disipar el calor. En climas fríos puede utilizarse la refrigeración directa con aire seco y frío. En los últimos años, las soluciones de refrigeración líquida se han popularizado porque son más eficaces a la hora de eliminar el calor.

Humedad

Los equipos informáticos también pueden verse afectados negativamente por la humedad; los niveles bajos aumentan el riesgo de electricidad estática, por lo que puede ser necesario utilizar humidificadores por pulverización o evaporación. Sin embargo, también hay que evitar los niveles altos de humedad porque pueden provocar condensación y la corrosión de los equipos metálicos.

En climas más fríos, puede ser posible utilizar aire exterior más frío para enfriar los equipos del centro de datos en un proceso conocido como economización. El contenido absoluto de agua de este aire exterior puede ser bajo y, dado que la humedad relativa del aire disminuye cuando se calienta, el nivel de humedad puede caer por debajo de niveles aceptables a menos que se apliquen los controles adecuados.

Según el lugar y la aplicación, se necesitan distintos tipos de medición de la humedad. Por ejemplo, la humedad relativa y el punto de rocío pueden medirse en habitaciones, espacios, conductos y exteriores, mientras que las temperaturas de bulbo húmedo serían necesarias en torres de refrigeración y humidificadores evaporativos, y los sensores de entalpía pueden ser necesarios para los economizadores de aire.

La entalpía expresa la energía térmica total (calor sensible y calor latente) implicada en los cambios termodinámicos. Estos parámetros de humedad calculados suelen obtenerse directamente de sensores de humedad avanzados.

Las tres configuraciones de sensor más comunes para el control del economizador del aire son las de bulbo seco, entalpía simple y entalpía doble. Aunque el control de bulbo seco es el método más sencillo, puede que se pierda un ahorro potencial de energía al no abrir el economizador cuando la temperatura ambiente es ligeramente más cálida pero relativamente seca.

La entalpía dual funciona de forma similar, salvo que se emplean dos sensores de entalpía: uno controla el aire exterior y el otro el aire de retorno. El economizador funcionará si la entalpía del aire exterior es inferior a la entalpía del aire de retorno.

Los transmisores deben estar diseñados específicamente para aplicaciones como el aire acondicionado y la economización; medir la humedad y la temperatura, con salidas derivadas para el punto de rocío, la temperatura de bulbo húmedo y la entalpía.

Las mediciones de temperatura no suelen sufrir desviaciones, pero los sensores de humedad tradicionales sí

El flujo de aire en los conductos permite a los sensores responder rápidamente a condiciones cambiantes, mientras que el movimiento del aire en habitaciones y otros espacios puede ser lento, por lo que algunos centros de datos prefieren utilizar la temperatura del punto de rocío como parámetro de control de la humedad, ya que no depende de la temperatura del sensor.

Otros sensores que pueden instalarse en los centros de datos miden la presión diferencial en los conductos y entre los pasillos fríos y calientes, así como otros parámetros meteorológicos exteriores, como la presión atmosférica, las precipitaciones y la velocidad y dirección del viento. Estas mediciones pueden ser realizadas por una estación meteorológica automática, por sensores individuales o por sensores que utilicen tecnologías de estado sólido para minimizar los costes de funcionamiento y mantenimiento. Los sensores de exterior deben colocarse en un lugar con libre circulación de aire, lejos de cualquier superficie que pueda irradiar calor y perturbar las mediciones. Naturalmente, las mediciones en exteriores deben ser tan precisas y fiables como las mediciones en interiores.

 

Resumen

Las inversiones en sistemas de medición precisos y estables son insignificantes en comparación con el valor de los sistemas y la información que contienen los centros de datos. Si añadimos a la ecuación los costes financieros y medioambientales de la ineficacia energética, tenemos un argumento de peso a favor de un sistema integral de supervisión y control que utilice los sensores más precisos y fiables.