¿Para qué sirven los calentadores en los centros de datos?
Cuando se piensa en los centros de datos, la mayoría de la gente se inclina a pensar en los gigantescos sistemas HVAC de refrigeración, la gestión del flujo de aire y las complejas estrategias de refrigeración destinadas a salvaguardar los servidores sensibles al calor. Sin embargo, en el complejo sistema de un centro de datos, el papel de la calefacción es fundamental y mucho más importante de lo que se podría pensar.
En determinadas circunstancias, los calentadores son esenciales para garantizar un rendimiento óptimo, evitar daños en el hardware y mantener la estabilidad del entorno.
Introducción a la calefacción de centros de datos
Los centros de datos albergan miles de servidores, cables, unidades de refrigeración, fuentes de alimentación y sistemas de almacenamiento que rinden a sus niveles óptimos dentro de sus rangos ambientales estrictamente regulados.
Durante la mayor parte del año o en lugares más cálidos, la atención se centra en mantener frías las instalaciones, pero hay situaciones específicas, como las zonas más frías o durante los periodos de inactividad, en las que se necesitan calentadores para proteger los equipos y garantizar la disponibilidad operativa.
Este blog explicará por qué se utilizan calentadores en los centros de datos, los tipos de calentadores más utilizados, cómo se instalan y se mantienen y las mejores prácticas a seguir para un funcionamiento eficiente de la calefacción.
¿Por qué se necesitan calentadores en los centros de datos?
A primera vista, el concepto de calentar un lugar con numerosas máquinas que generan calor por sí mismas puede parecer contradictorio. Sin embargo, el uso de calentadores por parte de los centros de datos tiene una serie de razones de peso:
Prevención de la condensación
La condensación es uno de los mayores peligros en un centro de datos. Al bajar las temperaturas por debajo del punto de rocío, especialmente durante el apagado o en caso de caídas extremas de las temperaturas externas, la humedad puede condensarse en los componentes electrónicos sensibles. Estas condensaciones pueden provocar cortocircuitos, corrosión y, en algunos casos, daños permanentes. Los calentadores se utilizan para mantener los niveles de humedad manteniendo las temperaturas por encima de los umbrales críticos.
Uniformidad de temperatura
Las temperaturas desiguales dentro de la sala de un centro de datos pueden generar puntos calientes y fríos, lo que provoca tensiones en el hardware. En algunos casos, utilizan calentadores para eliminar estas zonas frías con el fin de garantizar una distribución uniforme del calor en todos los bastidores y equipos. Esto no sólo alarga la vida del hardware, sino que también mejora el rendimiento y la eficiencia energética del sistema.
Adaptabilidad climática
Los centros de datos que operan en regiones más frías o zonas de gran altitud suelen encontrarse con temperaturas exteriores bajo cero. Estas condiciones extremas pueden filtrarse en la estructura y afectar a las temperaturas internas. La calefacción suplementaria garantiza que las baterías de reserva, los cables y los servidores se mantengan dentro de su rango de funcionamiento ideal, incluso cuando los sistemas de refrigeración están apagados o en modelos inactivos.
Preparación para la puesta en marcha
Los calentadores hacen que el entorno sea cálido y seguro para poner en marcha los servidores cuando se restablecen los sistemas después de un mantenimiento o un corte de electricidad. Esto es muy importante para evitar problemas como choques térmicos o fallos repentinos del hardware.
Tipos de calentadores utilizados en los centros de datos
Los centros de datos modernos recurren a diversos tipos de calentadores en función de sus necesidades, el tamaño del centro de datos y la zona geográfica.
Estos tres tipos de calefacción que se utilizan más comúnmente y estos incluyen:
Calentadores de circulación
Los calentadores de circulación se utilizan para calentar fluidos como agua o aceite que luego circulan por la instalación o por componentes específicos. Son perfectos en aplicaciones que requieren una regulación térmica constante.
Han sido especialmente útiles en centros de datos que utilizan un sistema de refrigeración líquida en el que el fluido debe permanecer dentro del rango de temperatura requerido para evitar que cause daños a piezas o componentes delicados.
El calentador de circulación tiene un diseño compacto y un termostato incorporado que permite un control preciso de la temperatura. Suelen integrarse en sistemas de reserva o de reserva para mantener la temperatura en casos en los que el sistema de climatización principal está fuera de servicio.
Calentadores en línea
Calentadores en línea son similares a los calentadores de circulación, pero se instalan directamente en las líneas de flujo de fluido. El calentador en línea calienta el fluido que circula por la tubería a la temperatura deseada.
Esto resulta especialmente útil en procesos que requieren un flujo constante y un intercambio inmediato de calor.
Los centros de datos suelen utilizar calentadores en línea cuando emplean sistemas de refrigeración líquida de circuito cerrado en los que el refrigerante se mantiene a la temperatura ideal y se evita que se enfríe demasiado o que la temperatura descienda demasiado durante los periodos de poca actividad.
Sistemas y controles de patines
Los sistemas de calefacción sobre patines son paquetes prediseñados que incluyen calentadores, panel de control bombas, válvulas y tuberías que se suministran como una solución de «conectar y usar».
Estos sistemas se utilizan con frecuencia en grandes centros de datos que necesitan soluciones de calefacción personalizadas y automatizadas.
Se trata de un método eficaz y escalable de integrar la calefacción en el sistema global de gestión térmica.
Los paneles de control de estos sistemas de patines pueden integrarse en el sistema de gestión de edificios (BMS) de la instalación, lo que permite controlar y supervisar la temperatura de forma centralizada y en tiempo real.
Consideraciones sobre la instalación y el mantenimiento de calentadores
Los centros de datos requieren una instalación adecuada y un mantenimiento constante de los calentadores para garantizar la seguridad, la fiabilidad y la eficiencia energética. Hay que tener en cuenta varios factores:
Colocación estratégica
La instalación del calentador debe realizarse en las zonas donde existan mayores riesgos de condensación o enfriamiento, es decir, en las esquinas de la habitación, cerca de las paredes exteriores, alrededor de los sistemas de refrigeración y en las salas de baterías o armarios de red. Una colocación cuidadosa garantiza la prevención de puntos calientes o zonas frías y una distribución uniforme.
Integración de sistemas de climatización
Los calentadores no deben funcionar de forma aislada. Deben integrarse con los sistemas de climatización y los sensores ambientales para evitar ciclos contraproducentes de calefacción y refrigeración. La automatización inteligente permite utilizar la calefacción sólo cuando hay una necesidad extrema.
Cumplimiento y normas de seguridad
Los sistemas de calefacción de los centros de datos deben cumplir normas industriales como ANSI, ASHRAE y NFPA. Esto incluye protección contra incendios, aislamiento adecuado y sistemas de cierre de emergencia. La seguridad en el uso de la electricidad también es primordial, más aún cuando se trata de elementos calentadores de alta potencia.
Mantenimiento rutinario
Al igual que cualquier otro componente de un centro de datos, los calentadores requieren inspecciones periódicas. Las ineficiencias o riesgos se deben a acumulaciones de polvo, corrosión o fallos de los componentes. La limpieza rutinaria, el diagnóstico del sistema y la sustitución de piezas ayudan a mantener el rendimiento del sistema y a evitar averías.
Buenas prácticas para la calefacción de centros de datos
Los sistemas de calefacción de los centros de datos deben diseñarse y gestionarse con precisión para que la calefacción sea eficaz sin interferir en las estrategias de refrigeración; he aquí algunas de las mejores prácticas del sector:
Utilice los calentadores como complemento, no como sistema principal
Los calentadores sólo deben complementar su sistema de gestión térmica. El principal requisito para la mayoría de los centros de datos va a ser la refrigeración, con una calefacción mínima que se utilizará sólo cuando sea necesario para hacer frente a anomalías de temperatura o riesgos ambientales.
Instalación de sensores de humedad
Dado que la prevención de la condensación es uno de los objetivos clave de los calentadores, es de primordial importancia emparejar los sistemas de calefacción con sensores precisos de humedad y punto de rocío. Estos sensores pueden activar la calefacción sólo cuando se alcanzan los límites definidos, lo que garantiza un uso eficiente de la energía.
Aproveche la automatización inteligente
Conecte sus sistemas de calefacción al BMS de los centros de datos para no poder responder automáticamente en función de los datos en tiempo real. Las plataformas basadas en IA y aprendizaje automático también pueden ayudar a predecir cambios ambientales y ajustar proactivamente los parámetros de calefacción y refrigeración.
Consideraciones sobre eficiencia energética
Elementos calentadores eléctricos de bajo consumo y alta eficiencia de conversión. Considere la posibilidad de utilizar calentadores alimentados por energías renovables siempre que sea posible, sobre todo en regiones donde la calefacción es intensa.
Sistemas de redundancia y copia de seguridad
Al igual que los sistemas de refrigeración, los calentadores necesitan unidades de reserva para garantizar un funcionamiento a prueba de fallos. Las aplicaciones de misión crítica exigen redundancia en situaciones en las que la estabilidad del entorno no puede verse comprometida.
Conclusión
En el diseño de centros de datos, la calefacción puede no ser una preocupación primordial, pero desempeña un papel vital, sobre todo en condiciones climáticas frías y durante los ciclos de alimentación de energía. También ofrecen protección contra la condensación, garantizan que la temperatura de un fluido determinado se mantiene a un nivel óptimo y aseguran que los sistemas críticos permanezcan dentro de unos parámetros medioambientales muy estrictos, protegiendo en última instancia valiosas infraestructuras y asegurando la continuidad de las operaciones.
Los centros de datos modernos utilizan calentadores de circulación, unidades en línea y sistemas de patines para un calentamiento eficaz y escalable, integrado con control automático y mantenimiento constante. Dada su creciente complejidad y la imprevisibilidad del clima, los centros de datos necesitan lograr la estabilidad necesaria equilibrando calefacción y refrigeración para su éxito a largo plazo.
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