La refrigeración por inmersión será la próxima gran revolución en cuanto a técnicas de enfriamiento se refiere. Y es que es una buena forma de conseguir racks de altísima densidad y la mejor solución para llevar la computación de alto rendimiento (HPC) a un abanico mucho más amplio de usuarios y aplicaciones. Pero para muchos centros de datos, añadir la refrigeración por inmersión a las instalaciones existentes representa un gran desafío. Descubre en el presente artículo las últimas técnicas, junto con todas las ventajas y riesgos que conlleva.
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Qué es la Refrigeración por inmersión para centros de datos y por qué es necesaria
También conocida como refrigeración por inmersión en líquido, la refrigeración por inmersión es un método que consiste en sumergir componentes informáticos (o incluso servidores completos) en un líquido conductor térmico, pero no eléctrico (refrigerante dieléctrico). Aún poco utilizado para la refrigeración de hardware informático, se está popularizando en centros de datos más innovadores. Los servidores o equipos informáticos refrigerados por inmersión no utilizan ventiladores y el intercambio de calor entre el circuito de agua caliente y el de agua fría suele producirse a través de un intercambiador de calor.
Beneficios de la refrigeración por inmersión
La refrigeración de los equipos de los centros de datos es uno de los principales retos a los que se enfrentan los proveedores de servicios de centros de datos. Están incurriendo en elevados costes de energía para refrigerar los equipos, sin olvidar el impacto de los enormes requisitos energéticos sobre el medio ambiente. La refrigeración por inmersión líquida se ha puede ser una solución eficaz para los centros de datos.
Reducción de la huella de carbono
La refrigeración por inmersión beneficia la sostenibilidad al reducir significativamente la huella de carbono del centro de datos, probablemente entre un 15 y un 30% dependiendo de la ubicación y la capacidad de reutilizar el calor residual. Por tanto, es altamente respetuosa con el medio ambiente.
Facturas más económicas
La solución por inmersión proporciona un sistema de refrigeración directo a los servidores mediante la inmersión en un baño de líquido dieléctrico no conductor. El líquido refrigerante es muy eficaz en comparación con la capacidad calorífica del aire. Absorbe eficazmente el calor, manteniendo fríos los servidores. Permite a los centros de datos de gran capacidad alcanzar el máximo nivel de eficiencia sin incurrir en grandes costes de energía.
Con un sistema de refrigeración por inmersión, se reduce en gran medida o se elimina la necesidad de ventiladores de refrigeración en cada uno de los servicios y el uso general del aire acondicionado en la sala de servidores. Las estimaciones indican que el consumo de energía puede reducirse hasta un 40% en comparación con otros sistemas.
Tolerancia a múltiples entornos
En la refrigeración por inmersión, los servidores se sumergen directamente en el refrigerante, por lo que no entran en contacto con el entorno. Esto significa que el sistema puede instalarse prácticamente en cualquier lugar, ya que no se tienen en cuenta cuestiones relacionadas con la calidad del aire. Como resultado, puede instalarse en entornos que suelen ser beneficiosos para los servidores tradicionales, como zonas donde la humedad y las temperaturas son elevadas, sitios con aire polvoriento o aceitoso, o lugares donde puede preocupar el daño causado por la sal.
Sin contaminación acústica
El ruido es una gran preocupación con los ventiladores de refrigeración tradicionales; este problema se elimina con el cambio a un sistema de refrigeración por inmersión. Esto no sólo hace que el centro de datos sea propicio, sino que también cambia por completo el entorno.
Diferencias entre la refrigeración por inmersión y la refrigeración directa al chip
La refrigeración por inmersión implica sumergir directamente el hardware de TI en una carcasa sellada, pero de fácil acceso, lleno de líquido dieléctrico. Con la refrigeración directa al chip, el fluido no entra nunca en contacto directo con los componentes electrónicos. En cambio, la refrigeración directa al chip utiliza tuberías para bombear un líquido refrigerante a placas frías que se encuentran en componentes electrónicos para transferir calor.
Formas en las que se puede implementar la refrigeración por inmersión
Las fases de inmersión monofásica y bifásica se refieren a estados de la materia, no a etapas físicas del sistema. Las huellas físicas de estos dos tanques de refrigeración por inmersión no son drásticamente diferentes, pero sus ciclos de refrigeración y los fluidos que contienen los diferencian.
Enfriamiento por inmersión en UNA FASE (monofásica)
Utiliza aceites que no cambian de estado, es decir, no evaporan dentro del tanque debido a su alto punto de ebullición, por lo tanto, requiere circulación forzada del líquido dieléctrico a través de los componentes electrónicos calientes antes de llegar al intercambiador de calor.
Enfriamiento por inmersión en DOS FASES (bifásica)
Utiliza los fluoro carbono (refrigerante) que hierve en la superficie de los componentes electrónicos, absorbiendo el calor en el proceso de evaporación. Estas aplicaciones no requieren bombas, ni circulación forzada del líquido dieléctrico a través de los servidores. El intercambio de calor ocurre pasivamente por el proceso natural de evaporación. El gas en fase vapor se enfría de nuevo en un intercambiador de calor situado en la parte superior del tanque para permitir el flujo retorne a fase líquida.
La solución por inmersión proporciona un sistema de refrigeración directo a los servidores mediante la inmersión en un baño de líquido dieléctrico no conductor
¿Monofásica o bifásica? ¿Qué técnica es la más indicada?
Tanto la refrigeración monofásica como la bifásica ofrecen facilidad de ubicación e instalación para los centros de datos gracias a su configuración plug and play y a la falta de dependencia de la infraestructura tradicional. Ambas técnicas también se comportan bien entre sí en lo que a compatibilidad se refiere. Los usuarios no deberían tener apenas problemas a la hora de decidir qué hardware utilizar o adaptar su configuración actual, ya que muchos servidores ya son compatibles con esta técnica.
Los niveles de eficiencia de ambos métodos son significativamente más altos si se comparan con los de un centro de datos tradicional refrigerado por aire. Normalmente, las soluciones de refrigeración por inmersión monofásicas requieren mucho menos mantenimiento y son mucho más fáciles de acceder y reparar si es necesario realizar ajustes.
Existen diferencias significativas entre los dos métodos de refrigeración por inmersión cuando se compara el fluido dieléctrico. Muchos han cuestionado los niveles de seguridad de los fluidos utilizados en la refrigeración bifásica, tanto para las personas como para el medio ambiente. Con la sostenibilidad y el impacto en el medio ambiente convirtiéndose en una preocupación cada vez mayor para la industria, esto pone en tela de juicio la longevidad y la aplicación de la refrigeración bifásica.
Riesgos de la refrigeración por inmersión
A pesar de sus múltiples ventajas, la refrigeración por inmersión tiene sus inconvenientes. El riesgo de fugas es una gran preocupación para muchos profesionales de TI, especialmente con la refrigeración directa al chip. En el caso de producirse una potencial fuga, podría tener un efecto devastador en el hardware.
La refrigeración por inmersión también requiere que los operadores de TI y de centros de datos aprendan nuevas habilidades y adopten un nuevo marco de gestión, lo que puede representar una empresa importante y costes operativos adicionales.
También puede implicar la contratación de nuevo personal o consultores especializados. Además, este mercado aún está madurando, con una amplia gama de opciones que están dando lugar a diversos productos patentados, con el consecuente riesgo de dependencia del proveedor o lo que popularmente se conoce como vendor lock-in.
