¡Tenga en cuenta también el filtrado! Preste atención a cómo se especifica la capacidad nominal de la CDU.

Especificar las unidades de distribución de refrigerante (CDU, por sus siglas en inglés) para las implementaciones de refrigeración líquida de su centro de datos no debería ser complicado ni confuso. De hecho, su selección debería ser un proceso claro y transparente, coordinado con su proveedor de equipos de refrigeración para garantizar la capacidad de refrigeración adecuada. Su infraestructura de TI refrigerada por líquido requerirá un caudal, una presión y una temperatura de entrada de refrigerante específicos para disipar el calor de forma eficaz. Estos parámetros los especifica su proveedor de TI, pero la CDU es la que los suministra. Por lo tanto, es fundamental colaborar con su proveedor de CDU y aclarar todas las condiciones bajo las cuales se especifica la capacidad de refrigeración de la CDU.

Hemos escuchado historias terribles de clientes que compran unidades de refrigeración (CDU) y luego descubren que las pérdidas de presión causadas por los filtros de la CDU no se tuvieron en cuenta en la presión nominal de la bomba externa de la CDU. El resultado es una menor capacidad de presión de la CDU, es decir, una capacidad de refrigeración reducida. Lamentablemente, esto requiere rediseñar el sistema de refrigeración de tecnología (TCS), adquirir equipos adicionales (CDU y componentes del TCS), lo que conlleva retrasos en la instalación y la puesta en marcha.

Para evitar sorpresas, se deben tener en cuenta estos puntos clave al seleccionar sus unidades de distribución de carbono (CDU):

• Presión del TCS: más allá de la CDU
• Calificaciones y condiciones de calificación
• Filtración y calidad del refrigerante

Presión del TCS: más allá de la CDU

El circuito TCS conecta su equipo informático a la unidad de refrigeración líquida (CDU). Las bombas de la CDU impulsan el refrigerante a través del circuito TCS y, finalmente, a través de su costoso equipo informático. El TCS se compone de tuberías y otros componentes que garantizan el correcto funcionamiento y el rendimiento óptimo del sistema de refrigeración líquida. Consulte el diagrama en la Figura 1.

Cada componente del TCS (placa fría, sección de tubería, accesorio, conector, válvula, caudalímetro, sensor de presión, sensor de temperatura, etc.) genera una caída de presión. La suma de todas estas caídas de presión representa la caída de presión total del TCS. Es importante recordar que la caída de presión aumenta con el caudal del fluido (por ejemplo, litros por minuto). Véase la analogía .

Una vez que conozca la caída de presión de su TCS, necesitará una CDU con suficiente presión de bomba externa para superarla al caudal requerido. Para ello, deberá comprender las especificaciones de la CDU y las condiciones de prueba para dichas especificaciones (es decir, las condiciones de funcionamiento).

Condiciones de calificación y calificaciones

Al igual que un aire acondicionado doméstico tiene ciertas clasificaciones, como la capacidad de enfriamiento, una unidad de refrigeración líquida (CDU) también debe tener clasificaciones para ayudar a especificar una solución de CDU para su sistema de refrigeración de contacto (TCS). Afortunadamente, ASHRAE ( Sociedad Estadounidense de Ingenieros de Calefacción, Refrigeración y Aire Acondicionado ) está trabajando activamente en la elaboración de un estándar para probar y certificar las CDU y otros equipos de refrigeración líquida. Este estándar es necesario para garantizar que las diferentes CDU se puedan comparar de manera justa, una comparación equitativa que mejora la transparencia y las prácticas de la industria. El próximo Anexo B a la Norma ASHRAE 127-2020 especifica las condiciones y los procedimientos de prueba utilizados para clasificar las CDU. Estas condiciones de clasificación estándar le permiten comparar el rendimiento de diferentes modelos de CDU, ya que sus clasificaciones se miden de manera consistente y bajo las mismas condiciones. A continuación, primero describimos las condiciones de clasificación estándar y luego explicamos las clasificaciones de CDU que probablemente utilizará para comparar diferentes CDU.

Condiciones de calificación estándar

• Temperatura ambiente del punto de rocío : debe mantenerse a no menos de 2,0 °C por debajo de la temperatura del fluido de salida del sistema de control térmico (TCS). Mantener la temperatura ambiente por encima del punto de rocío evita la condensación en las tuberías, lo que alteraría las mediciones de energía térmica.
• Puntos de carga : las mediciones se realizan en diferentes puntos de carga: 100 % (capacidad máxima), 75 %, 50 % y 25 %.
• Temperatura del fluido de entrada al sistema de agua de la instalación (FWS EFT) : 26 °C (78,8 °F)
• Temperatura del fluido de salida del TCS (TCS LFT) : 30 °C (86 °F)
• Temperatura de aproximación de la CDU: 4 °C (7,2 °F). Esta es la diferencia de temperatura entre la temperatura del refrigerante frío suministrado al sistema de refrigeración (TCS LFT) y la temperatura del agua enfriada que ingresa a la CDU por el lado del sistema de refrigeración (FWS EFT). Consulte la Figura 1. Una temperatura de aproximación de la CDU menor permite que la temperatura del agua enfriada (lado FWS) se acerque más a la suministrada por el sistema de refrigeración (TCS) (requerida por el sistema de refrigeración). Esto, a su vez, proporciona un rango de temperatura de funcionamiento del agua enfriada más amplio para optimizar toda la arquitectura de refrigeración.
• Temperatura de entrada del fluido del sistema de refrigeración térmica (TCS EFT) : 39,6 °C (103,3 °F) con una carga del 100 %. Esta temperatura disminuye a medida que disminuye el porcentaje de carga. Por ejemplo, a medida que la carga térmica disminuye del 100 % al 75 %, la temperatura de entrada del TCS alcanzará finalmente la condición nominal de 37,2 °C (99,0 °F). La carga térmica en este punto determina la capacidad de refrigeración del 75 % de la unidad de refrigeración.
• Caudal del sistema de refrigeración térmica (TCS) : se establece a una carga del 100 % para alcanzar las temperaturas de entrada (39,6 °C) y salida (30 °C) indicadas anteriormente. Este caudal es específico de la unidad de refrigeración en prueba y, una vez establecido, se mantiene constante para los cuatro puntos porcentuales de carga mencionados. Tenga en cuenta que el proveedor debe proporcionar el valor de la capacidad de refrigeración de su unidad de refrigeración a una carga del 100 % para poder establecer el caudal del TCS.
• Fluidos utilizados : El lado FWS de la CDU utiliza agua y el lado TCS utiliza 25 % de propilenglicol y 75 % de agua.

Una condición fundamental para estas evaluaciones es que la unidad de control de emisiones (CDU) sometida a prueba se configure según las instrucciones del fabricante . Esto influye significativamente en las calificaciones publicadas. Por ejemplo, si el fabricante indica al laboratorio que retire el filtro de la CDU antes de la prueba, las calificaciones serán más favorables.

Calificaciones

Las calificaciones publicadas son las que los proveedores pueden presentar en su documentación pública, como las especificaciones técnicas. Estas calificaciones deben basarse en criterios de evaluación como los mencionados anteriormente.

A continuación, presentamos cinco calificaciones clave que anticipamos del próximo Anexo B a la Norma 127-2020.

• Capacidad de refrigeración (kW): la capacidad es una medida del calor extraído del refrigerante a medida que pasa por el intercambiador de calor de la CDU. En resumen, es el calor extraído del refrigerante que regresa al sistema de control de temperatura (es decir, el refrigerante proveniente de la carga de TI).
• Potencia crítica de entrada de la CDU (kW): La potencia de entrada es la potencia eléctrica total que consume la CDU. Esto incluye cualquier bomba, variador de velocidad, sistema de control, etc. que requiera la CDU.
• Eficiencia (COP): El coeficiente de rendimiento (COP) es la relación entre la capacidad de refrigeración y la potencia de entrada de la unidad de distribución de calor (CDU) . Cuanto mayor sea el COP, más eficiente será la CDU, ya que se disipa más calor por unidad de energía. Tenga en cuenta que la energía de la bomba FWS no se incluye en la potencia de entrada crítica de la CDU.
• Presión de cabeza (kPa) disponible de la bomba externa TCS: la presión de cabeza disponible es la presión que puede esperar de la CDU en las condiciones nominales descritas anteriormente.

Caída de presión que la CDU introduce en el sistema de agua de la instalación (FWS): Esta es la caída de presión en el sistema de agua de la instalación causada por la CDU. También se la denomina pérdidas de presión de la CDU en el FWS en el Anexo B propuesto a la norma ASHRAE 127-2020. Cuanto menor sea esta caída de presión, mejor, ya que esto se traduce en un menor consumo de energía de la bomba del FWS y, probablemente, en facturas de energía más bajas para todo el sistema de refrigeración.

Disponer de estas clasificaciones permite comparar diferentes modelos de CDU, pero hay un inconveniente. Recuerde la advertencia anterior: «la CDU bajo prueba se configura según las instrucciones del proveedor ». Aquí radica el problema al que aludí al principio. Una CDU requiere un filtro de refrigerante; si el proveedor decide excluir el filtro de la CDU para establecer sus clasificaciones, no se estarán comparando elementos equivalentes. El filtro actúa como una caída de presión adicional que la bomba debe superar, lo que resulta en una menor presión de la bomba TCS.

Filtración y calidad del refrigerante

Una filtración adecuada es absolutamente necesaria para evitar que partículas o contaminantes lleguen a las placas de refrigeración de su equipo informático. Una filtración eficaz ayuda a evitar la limitación del rendimiento de la GPU por una sencilla razón: las placas de refrigeración utilizan microcanales para transferir el calor de las GPU y otros componentes informáticos críticos al refrigerante. Si partículas u otros contaminantes llegan a las placas de refrigeración, la suciedad reduce el rendimiento de la refrigeración. En última instancia, esto eleva la temperatura de la GPU y puede provocar su limitación de rendimiento, el apagado del servidor o incluso daños en los componentes informáticos. Cualquier reducción en la eficacia de la transferencia de calor en su sistema de refrigeración por compresión (TCS) obliga a este a aumentar el caudal (es decir, a aumentar la potencia de la bomba), lo que incrementa el consumo energético. Una filtración deficiente o una mala calidad del refrigerante también acortan la vida útil tanto de su equipo informático como de los sistemas de refrigeración, lo que conlleva costes de mantenimiento adicionales derivados de las visitas de servicio, la sustitución de equipos y el tiempo de inactividad. ASHRAE recomienda seleccionar un tamaño de filtro que no supere la mitad de la dimensión del microcanal más pequeño (por ejemplo, las placas de refrigeración con canales de 50 µm requieren un filtro de 25 µm).

Qué buscar en una CDU

Colaborar estrechamente con su proveedor de sistemas de refrigeración es fundamental para elegir la unidad de distribución de aire (CDU) adecuada. Además de las clasificaciones anteriores, estos son los atributos clave que debe tener en cuenta:

• Capacidades de monitorización y control de la CDU: Esto incluye el esquema de comunicación y control de la CDU, junto con sus modos de operación manual, automatizada y remota. Considere también cómo la CDU se integra y se comunica con otros equipos y software en su centro de datos.
• Filtrado y monitorización de la presión del refrigerante: Estas son características esenciales. Una filtración adecuada ayuda a mantener una calidad óptima del refrigerante y previene obstrucciones y desgaste en los equipos informáticos, las unidades de control de refrigeración (CDU) y los componentes TCS conectados. La monitorización de la presión ayuda a identificar posibles problemas, como un filtro obstruido.
• Lista de compatibilidad de materiales: Es fundamental contar con información clara sobre los materiales compatibles con su CDU (y TCS) para garantizar el correcto funcionamiento del sistema de refrigeración líquida y evitar fallos prematuros en sus componentes de TI y TCS conectados. Su proveedor de CDU debería poder responder a cualquier pregunta sobre los materiales utilizados en los componentes que entran en contacto directo con el refrigerante TCS.
• Filtro y bomba intercambiables en caliente: Suponiendo que haya bombas redundantes, esto permite un mantenimiento simultáneo y simplifica la revisión.
• Fuentes de alimentación redundantes: Los componentes redundantes, como las fuentes de alimentación, ayudan a reducir significativamente el riesgo de tiempo de inactividad.
• Capacidad de corriente de cortocircuito (SCCR): Protege los componentes de la CDU durante una falla. La SCCR nunca debe ser inferior a la corriente de falla disponible del circuito que alimenta la CDU. Cuanto mayor sea la SCCR, más fácil será alimentar la CDU en un centro de datos existente.
• Filtro de armónicos: Los motores eléctricos pueden generar armónicos. Los filtros integrados ayudan a limitar los armónicos que se inyectan en el sistema eléctrico de su centro de datos.
• Calificaciones publicadas transparentes: Busque calificaciones que indiquen claramente la configuración de la CDU probada o, como mínimo, si se incluyeron componentes como el filtro en la prueba.
• Prueba de aceptación en fábrica (FAT): Las especificaciones publicadas rara vez coinciden con las de la aplicación, que dependen de las condiciones de diseño de su centro de datos específico. Por un costo adicional, algunos proveedores ofrecen la opción de realizar una FAT, lo que le permite probar la unidad de control de datos (CDU) en las mismas condiciones que su centro de datos. Esto ayuda a validar si la CDU funcionará según lo previsto y reduce el riesgo de sorpresas durante la instalación.

Para finalizar

En resumen, no permita que las especificaciones de capacidad inconsistentes o engañosas lo confundan o distraigan. Solicite a los proveedores que revelen la configuración de la CDU durante las pruebas de rendimiento, incluyendo si se instaló un filtro, para que pueda comparar de manera justa la presión de la bomba externa y el caudal entre las diferentes CDU. Considere solicitar una FAT para verificar que la CDU funcione según lo previsto en su centro de datos. Y no pase por alto la importancia de una filtración adecuada y la calidad del refrigerante. Consúltenos; queremos que su implementación de refrigeración líquida se beneficie de nuestra experiencia.

¿Próximos pasos?

Aquí encontrará más información sobre nuestras soluciones integrales de refrigeración líquida para centros de datos de IA y HPC , y sobre nuestras unidades de distribución de refrigerante .

Aquí encontrará más recursos para facilitar el proceso de refrigeración de su centro de datos:

• Libro Blanco 211, 10 maneras de aprovechar la eficiencia energética e hídrica de la refrigeración líquida directa.
• Libro Blanco 210, Desafíos de los sistemas de refrigeración líquida directa en centros de datos
• Libro Blanco 133, Cómo gestionar las arquitecturas de refrigeración líquida para centros de datos con cargas de trabajo de IA
• Curso universitario de Schneider Electric: Refrigeración líquida: Arquitecturas esenciales para centros de datos impulsados ​​por IA.