La refrigeración líquida

La refrigeración líquida, una de las mejores maneras de reducir el consumo energético en los data center

Los centros de datos son instalaciones muy complejas con numerosas máquinas funcionando a la vez y muy próximas físicamente, que generan elevadas temperaturas. Son máquinas de alto rendimiento, y gran parte del consumo energético de estas instalaciones proviene de su climatización y control de temperatura. Gracias a los sistemas de  refrigeración líquida se puede aumentar notablemente el ahorro energético y reducir su huella mediambiental, como explicamos en este artículo. 

 Cómo reduce el consumo la refrigeración líquida

Las estimaciones de SpainDC indican que, durante los 5 próximos años, España atraerá inversiones de infraestructuras por un valor de 5 mil millones de euros. La sostenibilidad está en la agenda de todo país y de todo centro de datos, pero cumplir este compromiso no es sencillo. 

La refrigeración líquida es una alternativa a la refrigeración por aire, solo que es más compleja y requiere un mantenimiento más técnico. Las elevadas temperaturas del verano desvelan que la refrigeración por aire puede ser insuficiente , y el gasto energético que supone llenar todas las dependencias de aire fresco no es precisamente bajo.  Así que El objetivo de la refrigeración es refrescar los componentes de las máquinas de manera más económica, efectiva y respetuosa con el medioambiente. 

 De este modo, la refrigeración líquida sería la solución ideal porque:

  1. Tiene una capacidad de enfriar 1.000 veces mayor que la del aire. 
  2. Necesita 10 veces menos energía para expulsar el calor.
  3. El ahorro energético es cercano al 50% y ayudaría a reducir la huella ambiental.
  4. Requiere menos espacio físico para actuar, aproximadamente un 85% menos que las soluciones de aire.  

Qué es la refrigeración líquida

Para entender mejor qué es la refrigeración líquida, vayámonos al ejemplo más habitual: un ordenador. Dentro de un PC, encontramos componentes como la CPU y la GPU, así como los ventiladores auxiliares. El procesador necesita una solución de refrigeración para mantenerse fresco, ¿por qué? Porque pueden pasar 2 cosas:

  1. Que se sobrecaliente y tenga que entrar en thermal throttling. Es decir, reducir el rendimiento para autorefrigerarse. 
  2. Que se sobrecaliente tanto que tenga que apagarse. 

Así que, el método más barato es instalar un disipador (activo o pasivo), que es una pieza cuyo fin es expulsar el calor del procesador fuera. Después, los ventiladores auxiliares de la caja, se encargarán de hacer su función en el circuito de aire: expulsar fuera de la caja el calor de los componentes para ingresar aire fresco a la misma. 

La alternativa a todo esto es la refrigeración líquida, la cual es mucho más silenciosa y limpia. En este caso, pasa lo siguiente:

  1. La CPU se calienta. 
  2. Se transfiere ese calor a un líquido, calentándose éste.
  3. Este líquido viaja desde la CPU hasta un radiador equipado con ventiladores. 
  4. Llegado al radiador, se refrigera el líquido gracias a los ventiladores que expulsan el aire caliente fuera.
  5. Con el líquido mucho más fresco, viaja de vuelta a la CPU para refrescarla. 

Las máquinas de los centros de datos, como los servidores, no dejan de ser ordenadores, pero mucho más sofisticados: potenciados por CPU específicos, muchos canales de memoria RAM, SSDs y HDDs con muchísima capacidad o GPUs profesionales que se usan para Big Data, cálculos muy pesados y otros fines. 

Todo esto se tiene que refrigerar de alguna manera, por lo que la refrigeración líquida puede traer mayor sostenibilidad y menor consumo.  

Tipos de refrigeración líquida en Data Center

Podemos encontrar tres tipos de refrigeración líquida en un centro de datos:

  • Enfriamiento por inmersión. Todo el servidor se sumerge en un líquido que no es corrosivo, ni es conductor para que los componentes que hacen uso de la electricidad no provoquen un cortocircuito. Básicamente, cuando el equipo llega a determinada temperatura, se retira el líquido, se enfría y vuelta a comenzar.
  • D2C (Direct to Chip). Sería el funcionamiento que hemos explicado en el anterior apartado: se usa un fluido directamente en el chip (CPU, GPU, etc.). Una vez calentado, viaja por unos tubos que le llevan a una placa para enfriarse. Todo el proceso es un bucle.
  • RDHx. Ideado para los centros de datos que no pueden modificar su infraestructura, cuyos servidores generan mucho calor. Se combinan los ventiladores y el líquido refrigerante para enfriar todo el aire caliente. 

En Arsys, nuestro principal centro de datos incorpora sistemas de climatización optimizados a través de la Inteligencia Artificial, monitorizando todas las salas para mantener la presión y temperaturas óptimas. De esta manera, alcanzamos un PUE medio anual de 1.25, es decir, por cada kWH que consumen nuestras instalaciones, solo un 0.25 kWh se dedican al mantenimiento de las instalaciones. Además, nuestro compromiso con la sostenibilidad es tal, que, desde 2015, consume energía de fuentes 100% renovables.

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