Opciones de refrigeración líquida para centros de datos

Los operadores de centros de datos están evaluando las opciones que presenta la tecnología de refrigeración líquida ante el crecimiento de las aplicaciones informáticas con uso intensivo de procesamiento. Está previsto que el mercado de la refrigeración líquida alcance los 3000 millones de USD para 2026 siguiendo la senda que van marcando las organizaciones al adoptar más servicios Cloud, usando la inteligencia artificial (IA) para potenciar el análisis avanzado y la automatización en la toma de decisiones, y al potenciar las aplicaciones de blockchain y las criptomonedas.

En la actualidad, los centros de datos gestionan requisitos energéticos de rack superiores a 20 kilovatios (kW), pero el mercado se dirige a la cifra de 50 kW o más. Las unidades centrales de proceso (CPU) de nueva generación y las unidades de proceso de gráficos (GPU) albergan propiedades de densidad térmica más altas que las arquitecturas de la generación anterior. Además, los fabricantes de servidores están empaquetando más CPU y GPU en cada rack hasta para satisfacer la creciente demanda de aplicaciones informáticas y de AI de alto rendimiento.

El proceso de refrigeración mediante aire está ya demostrando sus límites. Los sistemas de refrigeración por aire simplemente no pueden refrigerar estos racks de alta densidad de una manera eficiente y sostenible.

En consecuencia, los operadores de centros de datos están investigando las opciones de refrigeración líquida que hay en el mercado. La refrigeración líquida aprovecha las propiedades de transferencia térmica más altas que ofrece el agua u otros fluidos para permitir una refrigeración eficiente y rentable de los racks de alta densidad, pudiendo ser hasta 3000 veces más efectiva que el uso de aire. La refrigeración líquida, con una larga y probada experiencia en grandes sistemas centrales y también en el ámbito del gaming, se está ampliando para proteger los servidores montados en rack en los centros de datos de todo el mundo.

Vertiv ha creado una amplia gama de recursos para ayudarte a comprender los retos, las oportunidades y los requisitos técnicos que presenta la refrigeración líquida. Estos recursos te ayudarán a decidir cómo aplicar y redimensionar la refrigeración líquida a lo largo del centro de datos.

¿Con qué rapidez nos estamos acercando al punto de inflexión de los centros de datos refrigerados por líquido?

Refrigeración líquida frente a refrigeración por aire: Cómo evolucionan los sistemas de gestión térmica

Panorámica de las opciones y rendimiento de la refrigeración líquida

Los operadores de centros de datos buscan una de las tres vías que ofrece la migración a la refrigeración líquida. Están desarrollando centros de datos con refrigeración única por líquido, instalaciones con refrigeración por aire preparadas para el futuro con nuevas infraestructuras que puedan albergar racks con refrigeración por líquido más adelante e integrando la refrigeración por líquido en instalaciones existentes con refrigeración por aire que carecen de la infraestructura para soportarla. La mayoría probablemente elegirá este último camino, a fin de ganar capacidad que satisfaga las necesidades empresariales a corto plazo y proporcione un rápido retorno de la inversión.

La instalación de sistemas de refrigeración líquida puede ser complicada. Los equipos de centros de datos querrán trabajar con un partner a la hora de considerar problemas básicos, como los requisitos de tuberías, distribución de la refrigeración, capacidad de equilibrio, estrategias de reducción de riesgos y sistemas de expulsión de calor.

Las opciones de refrigeración líquida incluyen:

• Intercambiadores de calor de puerta trasera: los intercambiadores de calor pasivos o activos sustituyen la puerta trasera del rack del equipo de TI por un intercambiador de calor con refrigeración líquida. Estos sistemas se pueden usar junto con sistemas de refrigeración por aire para refrigerar entornos con densidades de rack mixtas.

• Refrigeración líquida directa al chip: las placas frías directas al chip se colocan sobre los componentes generadores de calor de la placa para extraer el calor a través de placas frías monofásicas o unidades de evaporación bifásicas. Estas tecnologías de refrigeración pueden eliminar aproximadamente el 70-75 % del calor generado por el equipo en el rack, quedando un 25-30 % que debe eliminarse mediante sistemas de refrigeración por aire.

• Refrigeración por inmersión: los sistemas de refrigeración por inmersión monofásicos y bifásicos sumergen los servidores y otros componentes del rack en un líquido o fluido dieléctrico térmicamente conductor, eliminando la necesidad de refrigeración por aire. Este enfoque maximiza las propiedades de transferencia térmica del líquido y es la forma de refrigeración líquida más eficiente energéticamente del mercado.

Requisitos de mantenimiento de sistemas de refrigeración líquida

El mayor obstáculo para el crecimiento de la refrigeración líquida ha sido hasta la fecha la preocupación de los operadores de centros de datos por los riesgos asociados a la introducción de líquido en el rack. Los sistemas de refrigeración líquida que se están implementando hoy en día minimizan el riesgo de daños en los equipos al limitar el volumen de fluido que se distribuye e integrar la tecnología de detección de líquidos en los componentes del sistema y en ubicaciones clave en todo el sistema de tuberías.

Cuando se usan fluidos dieléctricos, se elimina el riesgo de daños en el equipo por fugas, pero el alto coste de estos fluidos justifica la incorporación de sistemas de detección de fugas similares a los que se usarían en sistemas que usan agua. El informe técnico del Open Compute Project, Leak Detection and Integration, es la lectura recomendada para cualquier persona que pretenda llevar líquido a su centro de datos

Estés donde estés en el viaje hacia la refrigeración líquida, Vertiv ofrece soluciones y servicios para ayudarte a alcanzar tus objetivos empresariales y cumplir con tus requisitos técnicos.

Como líder mundial en gestión térmica, Vertiv aporta un enfoque holístico a la refrigeración líquida. Nuestras soluciones se basan en años de investigación y desarrollo en colaboración con varias universidades asociadas del Center for Energy-Smart Electronic Systems (ES2), del Open Compute Project de The Green Grid y de Green Revolution Cooling.

Gracias a estos esfuerzos y a nuestro intensivo programa de I&D para la refrigeración líquida, Vertiv sigue el ritmo de los cambiante requisitos de los clientes. Ofrecemos un portfolio de soluciones que admiten refrigeración mixta por aire y por líquido, así como centros de datos totalmente refrigerados por líquido, que incluyen:

• Unidades de distribución de refrigerante (CDU) y chillers de interior diseñados para proporcionar soluciones de infraestructura completas para la refrigeración líquida de los centros de datos

• Intercambiadores de calor de puerta trasera activos y pasivos

• Sistemas de refrigeración por inmersión innovadores y eficientes

• Sistemas de expulsión de calor diseñados para funcionar con chillers y CDU de refrigeración líquida

• Soluciones de actualización que permiten modificar los equipos de refrigeración por aire para albergar refrigeración líquida

• Prácticas y servicios establecidos para la puesta en marcha y operación de la infraestructura de refrigeración líquida