Las torres de enfriamiento podrían aumentar la eficiencia de su DC (I)

Si se tiene en cuenta el agua utilizada en la generación de electricidad, las torres de enfriamiento pueden ahorrar agua

14 February 2017 por Por Douglas Bougher y Kent Martens, de SPX Cooling Technologies

Las torres de enfriamiento podrían aumentar la eficiencia de su DC (I)
Fuente: SPX Cooling Technologies

El número de centros de datos en los Estados Unidos sigue creciendo en respuesta a la enorme cantidad de información digital almacenada y transmitida.

La gran potencia informática dentro de estos centros de datos genera calor, haciendo que el enfriamiento eficiente sea un requisito clave en la construcción. Las torres de refrigeración por evaporación son parte integral de muchos sistemas de refrigeración de centros de datos.

Recientemente algunos han cuestionado el uso de torres de enfriamiento, citando la escasez de agua para reforzar sus argumentos. Sin embargo, un examen exhaustivo del uso del agua para torres locales de refrigeración en el sitio en comparación con el uso del agua para generar energía en las plantas regionales de energía de combustibles fósiles revela resultados sorprendentes.

 

Opciones de enfriamiento del centro de datos

Hay varias maneras de enfriar los centros de datos, dependiendo del tamaño, la capacidad de computación que debe ser enfriada, los costos regionales de energía y la carga y densidad de datos. Las opciones más populares incluyen:

- Planta enfriadora refrigerada por agua - incluye sistema enfriador, bombas, torre de enfriamiento e intercambiador de calor

- Planta enfriadora refrigerada por aire - incluye sistema de refrigeración y bombas

- Refrigeración evaporativa directa - sin refrigeración mecánica, también conocida como "swamp cooling"

- Refrigeración adiabática - sistema de refrigeración por aire asistido por sistema de refrigeración por agua durante momentos pico

Para atraer clientes, los operadores de centros de datos sopesan las opciones y buscan sistemas que reduzcan los costos de operación y el impacto ambiental. Prestan mucha atención a la eficacia del uso de la energía (PUE), definida como la relación de la cantidad total de energía utilizada por un centro de datos a la energía entregada al equipo informático.

Los operadores de centros de datos también están preocupados por la eficacia del uso del agua (WUE). Las torres de enfriamiento evaporan el agua, pero el impacto depende de la ubicación.

Según Tim Chiddix, PE, vicepresidente de ingeniería mecánica de Swanson Rink, líder en diseño de infraestructura de centros de datos, los centros de datos pueden oscilar entre unos pocos cientos de metros cuadrados y varios cientos de miles de pies cuadrados y ninguna tecnología de refrigeración funciona bien para todas las regiones, criterios de cliente y aplicaciones.

"Cada instalación debe ser analizada para determinar el enfoque que mejor satisface las necesidades del cliente y aprovechar las oportunidades de ahorro de energía y agua de la región en particular".

Swanson Rink especifica el equipo como parte de su práctica de centros de datos y frecuentemente combina torres de enfriamiento con enfriadores mecánicos para un enfriamiento eficiente.

 

Evaluar el uso del agua de manera holística

La prolongada sequía en todo el oeste de Estados Unidos ha causado que muchas compañías reexaminen el impacto del uso del agua para enfriar los centros de datos. Algunos han cuestionado si las torres de enfriamiento onsite usan demasiada agua dada esta escasez.

Al evaluar la mejor estrategia de enfriamiento para un centro de datos, es crítico ver el uso del agua de manera holística, incluyendo el uso del agua donde se hace la energía. Visto bajo esta luz, los sistemas mecánicos de refrigeración evaporativa son a menudo mucho más eficientes que los sistemas secos alternativos.

La cantidad de agua utilizada por el ciclo de vapor de una planta de energía basada en combustibles fósiles para generar electricidad puede ser mayor que la cantidad de agua utilizada por la torre de enfriamiento del centro de datos.

Un ejemplo es un sistema refrigerado por aire que usa 1 megavatio (MW) de energía al año comparado con un sistema enfriado por agua que usa 0.5 MW al año y 3.000 galones de agua por minuto. El número de galones que la planta utiliza para hacer los 0.5 MW adicionales para alimentar el sistema refrigerado por aire es realmente mayor que la cantidad de agua que sería usada localmente por la torre de enfriamiento del sistema enfriado por agua. Reducir la energía utilizada de las plantas de energía puede ahorrar agua.

Tim Chiddix y Brook Zion, de Swanson Rink, evaluaron el problema del uso del agua en un documento técnico titulado "Uso del agua en los centros de datos de Denver, Phoenix y Los Ángeles: Una mirada al panorama general". Chiddix y Zion examinaron si la reducción en el uso del agua en una instalación de centro de datos individual resulta en una reducción agregada en el uso de agua para el sistema regional de suministro de agua.

Los autores señalan que el agua es un medio más eficiente que el aire para eliminar el calor porque la evaporación mejora el proceso de enfriamiento. "El uso de sistemas de condensación refrigerados por agua frente a sistemas de condensación refrigerados por aire puede reducir significativamente los costos de energía de refrigeración. Sin embargo, la eficacia del enfriamiento evaporativo es muy dependiente de la ubicación, ya que el clima más seco resulta en una mayor eficiencia".

Estudiaron si esta reducción de energía acarrea un aumento en el uso de agua onsite debido a la evaporación. También consideraron si esta evaporación está desperdiciando agua y si los dueños de los centros de datos deberían utilizar equipos enfriados por aire en su lugar.

 

En la próxima entrega de este reportaje, que estará disponible en la página web de DatacenterDynamics esta misma semana, podrá conocer por qué los autores defienden la refrigeración por agua como un método más eficaz para consumir menos energía y agua en el data center.

 

Douglas Bougher es director comercial de HVAC y mercados de refrigeración en SPX Cooling Technologies, y Kent Martens es gerente regional de ventas de SPX Cooling Technologies. 

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