Escuela Powernet
08/01/2025
¿Qué tipos de climatización son más habituales en la refrigeración de data centers?
El crecimiento de los centros de datos refleja el impacto de la tecnología en nuestra vida diaria. Desde pequeñas empresas hasta gigantes multinacionales, todas necesitan entornos seguros y eficientes para almacenar y procesar información. Sin embargo, mantener estos espacios a una temperatura adecuada no es opcional, sino esencial para garantizar su funcionamiento. Aquí entra en juego la climatización, un aspecto crítico que determina la eficiencia operativa y energética de los data centers. Y es que, según una encuesta de IDC acerca de Data Center, hasta un 24% del presupuesto de una instalación se destina a la climatización.
Elegir el sistema de refrigeración adecuado puede parecer un desafío, pero entender las opciones disponibles y los factores clave para su implementación es el primer paso hacia una infraestructura robusta y sostenible. En este artículo, exploramos las tecnologías más comunes, las tendencias emergentes y la importancia del cumplimiento normativo.
En un data center, la climatización no se limita a la reducción de temperatura ambiental, sino que es un sistema diseñado para disipar cargas térmicas específicas con alta precisión. Dependiendo de las necesidades de densidad térmica y las configuraciones espaciales, se implementan diferentes tecnologías.
La refrigeración líquida es la tecnología preferida para entornos de alta densidad térmica (superiores a 20 kW por rack). Este sistema emplea unidades de enfriamiento como chillers o sistemas de free-cooling asistido, combinados con intercambiadores de calor que transportan agua fría a través de tuberías de acero inoxidable o polímero reforzado, instaladas en los racks.
En este enfoque, el líquido refrigerante se distribuye directamente a componentes clave como CPUs y GPUs mediante placas frías. Esta configuración minimiza las pérdidas térmicas y mejora significativamente la eficiencia energética.
Esta técnica emergente sumerge los componentes en fluidos dieléctricos, eliminando la necesidad de ventiladores o disipadores. Es ideal para racks con densidades térmicas extremas (>50 kW/rack), donde los métodos convencionales resultan insuficientes.
Los sistemas de expansión directa (DX) operan mediante un circuito cerrado de gas refrigerante, que transfiere calor desde los evaporadores ubicados en el interior de la sala hacia condensadores externos. Aunque son menos eficientes que los sistemas líquidos, su diseño modular y su bajo coste de instalación los convierten en una solución viable para instalaciones de pequeña y mediana escala.
La incorporación de compresores de velocidad variable y sistemas de gestión térmica digital ha incrementado la eficiencia de estos sistemas, adaptando su capacidad de enfriamiento a la carga térmica real.
En sistemas de climatización por aire, el objetivo es optimizar el flujo de aire separando físicamente las corrientes calientes y frías mediante pasillos confinados (hot aisle y cold aisle containment). Aunque esta tecnología sigue utilizándose, su dependencia de grandes volúmenes de flujo de aire y su alto consumo energético limitan su aplicación a instalaciones con requerimientos de densidad térmica moderada (<10 kW/rack).
La refrigeración en los centros de datos ha evolucionado significativamente, impulsada por la necesidad de reducir el consumo energético y minimizar el impacto ambiental. Actualmente, las empresas buscan soluciones que no solo sean capaces de gestionar altas densidades térmicas, sino que también incorporen tecnologías sostenibles que optimicen el rendimiento y disminuyan los costes operativos. A continuación, exploramos algunas de las innovaciones más destacadas en este ámbito.
El free-cooling se ha consolidado como una de las estrategias más efectivas para mejorar la eficiencia energética en climas templados o fríos. En el free-cooling directo, el aire exterior se utiliza para enfriar directamente el agua de los sistemas HVAC, eliminando la necesidad de compresores. Por otro lado, el free-cooling indirecto emplea intercambiadores de placas o sistemas evaporativos para evitar que partículas contaminantes del exterior entren en el circuito, garantizando un entorno limpio y estable.
Ambos métodos pueden reducir el uso de compresores en un 70% al año, disminuyendo de manera notable el consumo energético y los costes operativos asociados.
Los sistemas HVAC de precisión han integrado tecnologías de última generación para adaptarse a las necesidades dinámicas de los centros de datos. Incorporan controladores PID avanzados y sensores de humedad relativa que permiten un control exacto de las condiciones ambientales. Además, la implementación de algoritmos de machine learning en estos sistemas ayuda a prever variaciones en la carga térmica, optimizando el consumo energético y reduciendo el desgaste de los equipos.
La tecnología de microcanales ha transformado los intercambiadores de calor, incrementando su eficiencia térmica y permitiendo un diseño más compacto. Al reducir la cantidad de fluido necesario y las pérdidas térmicas en el transporte del calor desde los racks al sistema principal, estos intercambiadores son ideales para centros de datos que buscan maximizar la eficiencia sin ocupar espacio adicional en las instalaciones.
Uno de los factores a tener en cuenta a la hora de seleccionar la mejor opción es la potencia. A partir de una potencia de 200 KW se suele comenzar a refrigerar con gas en lugar de agua.
El tipo de refrigeración depende de la carga térmica, pero también de otros factores como:
La carga térmica a combatir en un Data Center proviene fundamentalmente de la disipación de los equipos TI. Aunque, por otro lado, es muy importante tener en consideración otras cargas tales como:
Sumando todo ello obtendremos la carga térmica total a disipar.
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