Lo que hay que saber sobre la gestión del flujo de aire en la habitación

La versión original de este artículo se publicó en MissionCriticalMagazine.com, titulado Gestión del flujo de aire en la sala. Puedes verlo aquí.

La gestión del flujo de aire a nivel de sala está plagada de conceptos erróneos y medias verdades, lo que hace que sea el aspecto menos comprendido de la gestión del flujo de aire, aunque irónicamente es el más importante. Si bien se entiende bastante bien que los tres primeros niveles, o R, de la gestión del flujo de aire se refieren a la aplicación de soluciones como los pasamuros, los paneles ciegos y la contención para los niveles de suelo elevado, estante y fila, respectivamente, el nivel de sala no es tan sencillo. Esto se debe en gran parte al hecho de que los cambios requeridos son invisibles, excepto en ocasiones para las pantallas de las unidades de refrigeración.

Para mayor claridad, la gestión del flujo de aire a nivel de sala se define mejor como optimización de la refrigeraciónEl proceso de ajuste de los controles del sistema de refrigeración. Si se hace bien, este proceso mejorará la eficiencia energética (lo que se traduce en una reducción de los costes operativos), mejorará la capacidad de refrigeración, mejorará la fiabilidad de los equipos de TI y aplazará los gastos de capital. Es importante señalar aquí que, sin la optimización de la refrigeración (es decir, la gestión del flujo de aire a nivel de sala), todas las soluciones que se han aplicado hasta este momento, como los productos enumerados anteriormente, son un gasto. Aunque hayan mejorado las temperaturas del aire de entrada de TI, los beneficios financieros y de capacidad se quedan en la mesa. La única forma de conseguir un ahorro de energía a partir de las mejoras en la gestión del flujo de aire realizadas en los niveles de suelo elevado, racks y filas, es mediante la optimización de la refrigeración.

Y aunque el proceso de optimización de la refrigeración suele ser un proceso manual e iterativo, también es importante tener en cuenta que la utilización de soluciones como los termómetros de infrarrojos o la monitorización ambiental garantizará que las temperaturas de entrada de TI no superen los umbrales recomendados o permitidos. Es más, algunas soluciones de monitorización pueden incluso aconsejar sobre los pasos específicos de optimización que pueden tomarse, pero hablaremos de ello más adelante.

Adaptación de la capacidad de refrigeración a la carga informática

La gestión del flujo de aire por sí sola no le ahorra dinero en costes de energía de refrigeración, sino que mejora las temperaturas del aire de entrada de los equipos informáticos y crea las condiciones para que sea posible realizar cambios en la infraestructura de refrigeración. La razón es que, si ha implementado correctamente las soluciones de gestión del flujo de aire en los niveles de suelo elevado, bastidor y fila, ahora debería tener un exceso de aire de suministro acondicionado en sus pasillos fríos y todas las temperaturas del aire de entrada de los equipos informáticos serán excesivamente bajas. Esto se debe a que ya no hay mezcla de aire de salida con aire acondicionado, y viceversa. El siguiente paso consiste en ajustar el caudal de aire acondicionado lo más posible al caudal de demanda requerido por los equipos informáticos. Para ello, se reducen las velocidades de los ventiladores, se aumentan los puntos de ajuste de la temperatura de las unidades de refrigeración o se apagan por completo. A menudo se trata de un proceso iterativo en el que se realizan ajustes en los controles, se deja que el sistema se iguale y, a continuación, se realizan ajustes adicionales si es necesario. Además, como los centros de datos son entornos dinámicos, esto también será un proceso continuo, no un evento único. Cada vez que se implementan mejoras adicionales en la gestión del flujo de aire, o se producen cambios significativos en los equipos de TI, existen oportunidades para optimizar la infraestructura de refrigeración.

Mejores prácticas de gestión del flujo de aire a nivel de sala (optimización de la refrigeración)

Como se ha mencionado anteriormente, a continuación se enumeran los pasos típicos que hay que dar para adecuar correctamente la capacidad de refrigeración de su centro de datos a la carga de TI (es decir, optimizar la infraestructura de refrigeración):

• Reducir la velocidad de los ventiladores de las unidades con variadores de frecuencia (VFD) en la medida de lo posible sin superar la temperatura máxima permitida del aire de entrada de los equipos informáticos.
• Aumentar los puntos de ajuste de la temperatura de la unidad de refrigeración lo más alto posible sin superar la temperatura máxima permitida del aire de entrada del equipo informático
• Ampliar la banda de humedad relativa (Rh) permitida para evitar que las unidades de refrigeración "luchen" entre sí (desperdiciando energía porque una unidad intenta deshumidificar mientras otra intenta humidificar).
• Apague el exceso de refrigeración si las unidades de refrigeración no tienen VFD
  • Nota: Si las unidades de refrigeración están equipadas con VFD, el ahorro de energía es mayor con 10 unidades de refrigeración funcionando a una velocidad de ventilador de 50% que con 5 unidades de refrigeración funcionando a una velocidad de ventilador de 100%

Después de cualquier mejora significativa de la gestión del flujo de aire o de la instalación o retirada de cargas de TI, existe la oportunidad de evaluar estos controles a nivel de sala para garantizar un funcionamiento eficaz y una capacidad redundante suficiente.

Utilización de soluciones de monitorización para tomar decisiones de optimización

Un sabio llamado Ken Brill dijo una vez que cuando se trata de la refrigeración de un centro de datos, es tan simple como "energía que entra, calor que sale siempre". Lo que significa que cada kW de energía consumida por cualquier equipo en una sala de ordenadores se convierte en un kilovatio de calor que debe ser eliminado de la sala de ordenadores y, en última instancia, del edificio del centro de datos. Esto incluye todas las pérdidas de conversión y distribución de energía, así como cada kW de electricidad consumido por los equipos informáticos.

Aunque la refrigeración del centro de datos es una ciencia en sí misma y puede ser bastante compleja a veces, este concepto nos recuerda que puede reducirse a que lo que entra, en términos de energía, debe salir en términos de calor. Por lo tanto, es importante supervisar la potencia que demandan los equipos informáticos (es decir, la carga informática) para que coincida adecuadamente con la refrigeración suministrada por las unidades de refrigeración (es decir, la capacidad de refrigeración), como se ha señalado anteriormente. La utilización de soluciones que puedan supervisar tanto la infraestructura de energía como la de refrigeración ayudará a crear este equilibrio.

En segundo lugar, la supervisión del rendimiento térmico de una sala de ordenadores es esencial en el proceso de optimización de la refrigeración. Cuando se realicen ajustes en la infraestructura de refrigeración, será necesario supervisar de cerca las temperaturas de entrada de los equipos informáticos para asegurarse de que no superan los límites recomendados o permitidos, según lo indicado por ASHRAE y/o el fabricante. Esto puede hacerse con un termómetro de infrarrojos o una cámara de infrarrojos, pero puede llevar mucho tiempo, ya que sólo puede hacerse por armario o pasillo. Una gran advertencia sobre el uso de un termómetro IR o una cámara IR es que estas herramientas infrarrojas miden la temperatura de la superficie, no la del aire. Y si hay una superficie muy reflectante, puede haber lecturas incorrectas debido a los reflejos. Si bien el uso de herramientas infrarrojas puede darle una indicación de problemas de temperatura, no están monitoreando la temperatura del flujo de aire en sí.

Debido a estas circunstancias, la forma más fácil de hacerlo a nivel de toda la sala es utilizar una solución de monitorización con sensores colocados en la parte superior e inferior de todos los armarios. Esto le dará una visión de todo el sitio del rendimiento térmico de su centro de datos. Además, si bien la capacidad de controlar las temperaturas en todo el sitio es la base de lo que se necesita, algunas soluciones de monitorización han llevado esto un paso más allá con visualizaciones en 3D que mostrarán un gemelo digital de su centro de datos y su rendimiento térmico en tiempo real.

Optimización con algoritmos de IA y aprendizaje automático

Admitámoslo, la IA y el aprendizaje automático son palabras de moda que han hecho las rondas en toda la industria como una panacea para muchos problemas relacionados con los centros de datos y la TI. Aunque pueden quedarse cortas en muchas de sus promesas percibidas o comercializadas, la gestión del flujo de aire y la optimización de la refrigeración es el ámbito en el que esta tecnología tiene realmente la oportunidad de cumplir. La utilización de esta tecnología puede ayudar a visualizar las mejoras en la gestión del flujo de aire en los niveles de piso elevado, bastidor y fila, analizar los datos que se recogen de los sensores y proporcionar asesoramiento sobre las decisiones de optimización de la refrigeración en el nivel de sala. Hay soluciones disponibles que han sido pioneras en este caso de uso de la IA y el aprendizaje automático, que combinan el aspecto de la monitorización con la optimización de la refrigeración en forma de asesor de refrigeración virtual. Merece la pena echar un vistazo a estas soluciones para eliminar algunas de las conjeturas en el proceso de optimización de la refrigeración.

Conclusión:

La gestión del flujo de aire a nivel de sala no es realmente una gestión del flujo de aire en el sentido literal, sino una optimización de la refrigeración. No obstante, la gestión del flujo de aire a nivel de sala es un paso necesario y la única forma de obtener ahorros energéticos a partir de las mejoras en la gestión del flujo de aire realizadas en los niveles de suelo elevado, estante y fila. Recuerde que todas las soluciones aplicadas hasta el nivel de sala suponen un gasto. Sólo cuando se comprueba en el nivel de sala y se realizan cambios en la infraestructura de refrigeración se pueden recoger los beneficios en forma de ahorro de energía de refrigeración, mejora de la capacidad de refrigeración, mejora de la fiabilidad de los equipos de TI y aplazamiento de los gastos de capital. La eficiencia no se puede comprar; hay que gestionarla. Recuerde también que la optimización de la refrigeración es un proceso iterativo y continuo que se reduce a ajustar la capacidad de refrigeración a la carga de TI de la sala de ordenadores. Y aunque esto será un proceso manual en la mayoría de los casos, la utilización de soluciones de monitorización que le den un vistazo al rendimiento energético, de refrigeración y térmico de su centro de datos le ayudará a guiar sus decisiones de optimización y, en algunos casos, le aconsejará sobre las medidas específicas que puede tomar.