Explanation of Cooling and Air Conditioning Terminology for IT

Explicación de la terminología de la
refrigeración y el aire acondicionado
para los profesionales de TI
White Paper 11
Revisión 3
Por Tony Evans
> Resumen Ejecutivo
Hoy en día, con el aumento de la densidad de potencia
que se está produciendo en los centros de datos, la
eliminación de calor se está convirtiendo en un motivo
de gran preocupación para los profesionales de TI.
Lamentablemente, la terminología del aire
acondicionado que se suele emplear en la industria de
la refrigeración resulta innecesariamente complicada.
Esta complejidad dificulta a los profesionales de TI la
tarea de especificar los requisitos de refrigeración y la
convierte en algo frustrante. Por otra parte, también
impide una comunicación clara sobre el rendimiento de
los sistemas de refrigeración actuales con contratistas,
ingenieros y técnicos de mantenimiento. En este
documento, referencia básica para los profesionales de
TI y los operadores de los centros de datos, se explican
los términos empleados en el ámbito de la refrigeración
con un lenguaje común.
Contenido
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Introducción
2
Términos de HVAC
2
Tablas de conversión
16
Conclusión
18
Recursos
19
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Explicación de la terminología de la refrigeración y el aire acondicionado
para los profesionales de TI
Introducción
Recursos relacionados
White Paper 25
Cálculo de los requisitos
totales de refrigeración para
centros de datos
Términos de
HVAC
Las crecientes densidades de potencia de los entornos de TI actuales han obligado a los
responsables de TI a comprender la planificación, la adquisición, el funcionamiento y el
mantenimiento de las soluciones de refrigeración. Por desgracia, en la industria de los
sistemas de calefacción, ventilación y aire acondicionado (HVAC) se suele emplear una
terminología compleja y muy redundante. Aparte de los términos relacionados con las
metodologías de refrigeración accionadas por unidades principales, se están creando
muchos términos referentes a las arquitecturas de armarios de bastidor y servidor, habituales
en los nuevos entornos de TI. Esta terminología tan enrevesada impide a los responsables
de TI comunicar de forma eficaz los requisitos de los sistemas a los profesionales de la
refrigeración, lo cual puede traer aparejadas soluciones de refrigeración precarias.
La enmarañada jerga empleada para describir los sistemas de refrigeración se podría explicar
fácilmente en términos de calor, humedad, temperatura, presión y flujo. Las unidades de medida
relacionadas con los sistemas de refrigeración también pueden llevar a confusión al personal
de TI encargado de evaluar las necesidades de refrigeración. Es importante destacar que los
responsables de TI son capaces de entender y especificar los requisitos de refrigeración sin
necesidad de conocer los complejos términos de HVAC. En el Documento técnico 25, Energía
térmica generada por los equipos y requisitos de refrigeración, se describe un método sencillo
para evaluar y especificar la capacidad de refrigeración.
En este documento se definen los términos relativos a la refrigeración comunes a las salas de TI
y los centros de datos. Asimismo, se han incluido factores de conversión de gran utilidad.
Sistema de refrigeración por aire
Tipo de sistema de refrigeración de precisión muy extendido en entornos de TI de todos los
tamaños. En un sistema de refrigeración por aire, la bobina de condensación (véase bobina
de condensación más adelante) queda expuesta directamente a la atmósfera exterior. El resto
de los componentes del ciclo de refrigeración se encuentran dentro del acondicionador de aire.
Algunas veces, es necesario tender tubos para el refrigerante que lleguen hasta el tejado o el
perímetro exterior del edificio.
Economizador de aire
Conjunto de conducto y silenciador y sistema de control automático que permiten al sistema
de refrigeración suministrar aire del exterior para reducir o impedir la refrigeración mecánica
a temperaturas frías o templadas. (De la norma 90.1-2007 de ASHRAE/IESNA).
ANSI
Sigla de American National Standards Institute (Instituto Norteamericano de Normas Nacionales).
ASHRAE
Sigla de American Society of Heating, Refrigerating, and Air-Conditioning Engineers (Sociedad
Norteamericana de Ingenieros de Calefacción, Refrigeración y Aire Acondicionado).
ASHRAE 52.1
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La norma 52.1 de la ASHRAE es un texto donde se describe la evaluación y el rendimiento
de los filtros de aire empleados en los centros de datos y las salas de equipos.
ASHRAE TC9.9
Comité técnico encargado de la elaboración de las pautas térmicas relativas a equipos
e instalaciones de centros de datos y otros entornos de procesamiento de datos. Se trata
de un consorcio de fabricantes y usuarios de TI que redacta las pautas comunes para la
estandarización, la distribución, la realización de pruebas y la generación de informes en
relación con salas de TI y centros de datos.
BTU
Sigla de British Thermal Unit (Unidad Térmica Británica). Es una unidad de energía térmica
muy utilizada en América del Norte para medir las cargas térmicas contenidas en centros de
datos y salas de TI. Una BTU se define como la cantidad de energía térmica necesaria para
elevar la temperatura de una libra (453,6 g) de agua un grado Fahrenheit (-17,22 °C) en
una hora. Es un término antiguo que se usa habitualmente para indicar la energía térmica
generada cuando se expresa en BTU/h. El término vatios es la unidad de medida más
sencilla y extendida. Al final de este documento, se explica la conversión de BTU a vatios.
Montaje de techo
Pequeño acondicionador de aire de precisión colgado o suspendido del techo. Este tipo de
acondicionador de aire se ofrece en muchos diseños, pero lo habitual es que esté conectado
a una unidad de extracción de calor colocada sobre una almohadilla exterior o en el tejado
a través de los tubos del refrigerante o el agua.
CFM
Sigla de cubic feet per minute (pie cúbico por minuto). El CFM se usa para medir el flujo
de aire que atraviesa un espacio o sistema de abastecimiento.
Sistema de agua fría
Tipo de sistema de refrigeración de precisión muy extendido en entornos de TI de tamaño medio
a grande. Los sistemas de agua fría utilizan agua como medio de refrigeración. El agua fría se
bombea desde un refrigerador hacia unidades de tratamiento de aire diseñadas para refrigerar
el espacio y que se instalan en salas de ordenadores. Un acondicionador de aire de agua fría se
parece al radiador de un coche con un ventilador, en el que el aire caliente se enfría al atravesar
por soplado un radiador frío. En un sistema de agua fría encargado de refrigerar una instalación
de TI, el agua fría se puede proporcionar como suministro básico en el edificio, pero también se
pueden instalar refrigeradores de agua especiales.
Refrigerador
Dispositivo empleado para enfriar continuamente grandes volúmenes de agua. Un refrigerador
utiliza el ciclo de refrigeración para producir grandes volúmenes de agua fría (por lo general,
a entre 7 y 9 °C) que se distribuye a las unidades de Tratamiento de Aire en Salas de
Ordenadores o CRAH, diseñadas para extraer el calor del entorno de TI.
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Sala blanca
Sala prácticamente libre de polvo y bacterias donde se llevan a cabo trabajos de laboratorio
y montajes o reparaciones de equipos de precisión. En las salas blancas suelen instalarse
sistemas de aire acondicionado de precisión.
Aire acondicionado de confort
Sistema de aire acondicionado común diseñado para la comodidad de las personas.
En comparación con los sistemas de aire acondicionado para salas de ordenadores, los
sistemas de confort suelen extraer del espacio una cantidad de humedad inaceptable y, por
lo general, no tienen la capacidad de mantener los parámetros de temperatura y humedad
especificados para las salas de TI y los centros de datos.
Compresor
El compresor es un componente esencial del ciclo de refrigeración que utiliza energía mecánica
para comprimir o exprimir el refrigerante gaseoso. Este proceso de compresión es lo que
permite que el acondicionador de aire absorba calor a una temperatura (21 °C, por ejemplo)
y lo expulse al exterior a una temperatura potencialmente superior (38 °C, por ejemplo).
Condensación
El agua que se obtiene como subproducto en la deshumidificación. La condensación suele
extraerse de la sala de TI o el centro de datos mediante una bomba que la conduce al sistema
de desagüe del edificio (a través de un tubo de condensación). Puesto que uno de los objetivos
de los sistemas de aire acondicionado instalados en salas de ordenadores es preservar la
humedad, la deshumidificación no suele emplearse en estos casos. No obstante, un diseño
deficiente puede provocar que la deshumidificación y la condensación resultante se produzcan
de manera espontánea.
Bobina del condensador
Una bobina de condensador es un componente comúnmente empleado en los sistemas de
aire acondicionado para expulsar calor. Normalmente, se coloca en una almohadilla exterior
o en el tejado y tiene el aspecto de un radiador de automóvil guardado en un armario. Suele
estar caliente al tacto (49 °C) durante el funcionamiento normal. Su función consiste en
transferir la energía térmica del refrigerante al entorno circundante (normalmente exterior),
más frío. El aerorefrigerador o el refrigerador de líquido relacionados realizan la misma tarea
de extracción de calor y se parecen externamente, con la diferencia de que la bobina del
condensador utiliza refrigerante caliente que se transforma de gas a líquido a su paso por
la bobina, mientras que el refrigerador de líquido utiliza un fluido caliente, como agua o una
mezcla de agua y glicol.
Conducción
Forma de transferencia de calor en la que la energía térmica se transfiere de una parte a otra
del mismo objeto o entre dos objetos que están en contacto. Cuando una cuchara fría se deja en
una olla de agua hirviendo, la cuchara se calienta. Este es un ejemplo de conducción. Aparte de
la conducción, existe otras dos formas de transferencia de calor: la convección y la radiación.
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Convección
Forma de transferencia de calor en la que la energía térmica se transfiere de un objeto a un
líquido en movimiento, como aire, agua o refrigerante. El disipador de calor del procesador
de un ordenador es un ejemplo de transferencia de calor por convección. Aparte de la
convección, existe otras dos formas de transferencia de calor: la conducción y la radiación.
Torre de refrigeración
Método de extracción de calor que transfiere energía térmica de un centro de datos o una
sala de TI a la atmósfera exterior mediante la evaporación de agua. En una torre de refrigeración, se pulveriza agua sobre un material de relleno de amplia superficie al tiempo que
grandes volúmenes de aire salen a través de la estructura. El efecto neto de este proceso es
que una pequeña cantidad del agua que circula por la torre de refrigeración se evapora a la
atmósfera exterior. El resto del agua (más fría ahora) se acumula en la parte inferior de la
torre de refrigeración
CRAC
Sigla de Computer Room Air Conditioning (unidad de Aire Acondicionado para Salas de
Ordenadores). Dispositivo instalado frecuentemente en centros de datos que utilizan un
ciclo de refrigeración autónomo para extraer el calor de la sala y alejarlo del centro de datos
a través de algún medio de refrigeración contenido en tuberías. Se debe emplear con un
sistema de extracción de calor que, posteriormente, transfiera el calor del centro de datos
al entorno. El sistema de extracción de calor, encargado de expulsar el calor a la atmósfera
exterior, suele ser uno de los siguientes aparatos: unidad de condensación, refrigerador de
líquido o torre de refrigeración.
CRAH
Sigla de Computer Room Air Handling (unidad de Tratamiento de Aire para Salas de Ordenadores).
Dispositivo instalado frecuentemente en centros de datos o salas de TI que utiliza agua fría en
circulación para extraer el calor. Debe utilizarse junto con un refrigerador.
CHR
Sigla de chilled water return (retorno de agua fría), término que hace referencia a las tuberías
destinadas a devolver el agua fría de las unidades de tratamiento de aire instaladas en las
salas de ordenador al refrigerador.
CHS
Sigla de chilled water supply (suministro de agua fría), término que hace referencia a las
tuberías destinadas a abastecer las unidades de tratamiento de aire instaladas en las salas
de ordenadores del agua fría procedente del refrigerador.
CWR
Sigla de condenser water return (retorno de agua del condensador), término que hace
referencia a las tuberías destinadas a devolver el agua del condensador del refrigerador
a la torre de refrigeración.
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CWS
Sigla de condenser water supply (suministro de agua del condensador), término que hace
referencia a las tuberías destinadas a abastecer al refrigerador de agua del condensador
procedente de la torre de refrigeración.
Deshumidificación
Proceso que consiste en extraer la humedad del aire. En los centros de datos o salas de TI,
la deshumidificación se produce, principalmente, cuando el aire cargado de humedad fluye
a través de la bobina fría del evaporador. Se produce deshumidificación, por ejemplo,
cuando una lata fría de refresco se deja a temperatura ambiente. La humedad del agua
contenida en el aire se elimina por condensación en la superficie de la lata en forma de gotas
de agua.
Condición de diseño
Las propiedades deseadas para un entorno expresadas en temperatura de bulbo seco,
temperatura de bulbo húmedo y humedad relativa. Las condiciones de diseño se suelen
emplear durante las fases de planificación de un centro de datos o una sala de TI como base
para determinar las especificaciones de los sistemas de aire acondicionado. Generalmente,
los fabricantes de equipos de refrigeración publican datos de rendimiento para los sistemas
de aire acondicionado según distintas condiciones de diseño.
Punto de condensación (DP)
Temperatura a la cual el vapor de agua comienza a condensarse. En un día de verano
caluroso, una lata de refresco fría se encuentra por debajo del punto de condensación, por
lo que se produce una condensación en la superficie de la lata.
Sistemas de expansión directa
Término genérico aplicado a sistemas de aire acondicionado para salas de ordenadores que
cuentan con un sistema de refrigeración autónomo y que utilizan aire, glicol o agua para enfriar.
Flujo descendente
Término aplicado a acondicionadores y unidades de tratamiento de aire instalados en salas
de ordenadores que descargan el aire en dirección descendente. Se emplea, sobre todo,
para abastecer de aire un suelo elevado, pero también distribuye aire al nivel del suelo si el
acondicionador se coloca sobre una superficie elevada.
Temperatura de bulbo seco (TBS)
Temperatura del aire mostrada en un termómetro ordinario.
Aero refrigerador
Véase “Refrigerador de líquido”.
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Bobina economizadora
Término que se refiere a la bobina de refrigeración adicional instalada en unidades de
acondicionamiento de aire en salas de ordenadores para proporcionar una refrigeración
natural en climas fríos. La bobina economizadora contiene glicol frío que circula directamente
desde el refrigerador de líquido cuando las condiciones atmosféricas lo permiten.
EER
Sigla de energy efficiency ratio (índice de eficiencia energética), medida que cuantifica el
rendimiento de un compresor en relación con su consumo energético. Es mejor que esta
medida tenga valores altos.
Entalpía
Cantidad total de energía utilizada para calentar o enfriar una sustancia entre dos
temperaturas, incluida la energía empleada para cambiar el estado de la sustancia si es
necesario. Por ejemplo, si calentamos una muestra de agua a una presión atmosférica
normal de 1 °C a 135 °C, la entalpía es la suma de la energía térmica sensible añadida
(de 1 °C a 100°C y de 100 °C a 135 °C) y la energía térmica latente añadida (cambio de
estado de líquido a vapor a 100 °C).
Evaporación
Proceso por el cual un líquido se transforma en vapor. Si una taza de agua se hirviera
durante el tiempo suficiente, toda el agua se evaporaría. Al aplicar calor, el agua se convierte
en vapor y se mezcla con el aire.
Bobina del evaporador
La bobina del evaporador es un componente esencial del ciclo de refrigeración. Se asemeja
al radiador de un automóvil. Esta es la pieza del sistema que está fría al tacto (a unos 7 °C
en sistemas de aire acondicionado) durante el funcionamiento normal. Se suele ubicar dentro
del espacio del que se desea extraer el calor. El aire frío que sale del acondicionador de aire
transfiere una pequeña cantidad de energía térmica al refrigerante saturado al atravesar la
bobina del evaporador.
Válvula de expansión
La válvula de expansión es un componente esencial del ciclo de refrigeración. Regula el flujo
del refrigerante líquido de alta presión hacia la bobina del evaporador. Está concebida para
abrirse lo suficiente para dejar que el refrigerante fluya y mantener un diferencial de presión
alta desde la entrada hasta la salida. La presión en la salida de la válvula de expansión es lo
suficientemente baja para que esta inicie un cambio de fase en el refrigerante, que pasa de
líquido a vapor. Un pulverizador presurizado es un ejemplo de cómo funciona una válvula de
expansión. Si pulveriza el combustible contenido en un recipiente durante unos segundos,
el contenedor se enfría a medida que la presión en el interior disminuye.
Firestat
Dispositivo situado en el acondicionador de aire que alerta de incendios e inicia la parada de
la unidad cuando la temperatura del aire de retorno supera un límite preestablecido.
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Flash
Término que describe el cambio de estado del refrigerante de líquido a vapor en el interior
de la válvula de expansión y la bobina del evaporador de una unidad de acondicionamiento
de aire para salas de ordenadores.
Distribución masiva
Metodología de retorno o distribución de aire en la que el sistema de refrigeración de la sala
de ordenadores y los equipos de TI expulsan o introducen aire en la habitación en grandes
cantidades sin que exista ningún conducto especial entre ambos.
Soporte de suelo
Dispositivo utilizado para elevar la altura del acondicionador o la unidad de tratamiento de
aire en una sala de ordenadores para que se adapte a la altura del suelo elevado y pueda
controlar el flujo de aire que sale del aparato.
Refrigerador de líquido
Dispositivo constituido por bobinas y ventiladores que transfiere energía térmica desde un
flujo de glicol hacia la atmósfera exterior.
Válvula de regulación de líquidos
Dispositivo, controlado normalmente por un motor eléctrico, que regula el flujo de agua
o glicol que atraviesa la bobina y/o el intercambiador de calor de un acondicionador de
aire o una unidad de tratamiento de aire instalados en una sala de ordenadores.
Refrigeración natural
Práctica en la que se aprovecha la atmósfera exterior para enfriar directamente la sala de TI
o el centro de datos. Existen dos métodos comunes de refrigeración natural. La refrigeración
natural con aire introduce aire frío del exterior directamente en la sala de TI o el centro de
datos cuando las condiciones atmosféricas lo permiten. La refrigeración natural marina
utiliza una bobina de refrigeración adicional con glicol que circula directamente desde el
refrigerador de líquido cuando las condiciones atmosféricas lo permiten. Existen leyes en
materia de edificación en zonas del noroeste del Pacífico que exigen la instalación de
sistemas de refrigeración natural en todos los centros de datos.
Distribución totalmente entubada
Metodología de retorno o distribución de aire en la que el aire entra o sale de las cargas
directamente por los tubos o conductos.
Glicol
Término común para referirse a una mezcla de etilenglicol y agua (parecida a la combinación de
anticongelante y agua empleada en muchos vehículos) que sirve como medio para la extracción
de calor en acondicionadores de aire en salas de ordenadores. La mezcla de glicol es resistente
a la congelación en climas fríos. Véase “Sistema de refrigeración por glicol”.
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Sistema de refrigeración por glicol
Tipo de sistema de refrigeración de precisión muy extendido en entornos de TI de todos
los tamaños. En un sistema de glicol, el acondicionador de aire absorbe el calor de la sala
de TI y lo extrae en forma de solución líquida y caliente de glicol y agua. A continuación, el
líquido caliente fluye a través de bombas hacia un radiador externo con ventilador encargado
de expulsar el calor.
HVAC
Sigla de Heating, Ventilation and Air Conditioning (Calefacción, Ventilación y Aire Acondicionado).
Algunas veces, se incluye la “R” de “refrigeración” al final.
Calor
El calor es simplemente una forma de energía. Está presente en todos los tipos de materia
que existen en la tierra en diversas cantidades e intensidades. La energía térmica se puede
medir en relación con cualquier temperatura de referencia, cuerpo o entorno.
Intercambiador de calor
Un intercambiador de calor permite que diferentes fluidos transfieran energía térmica sin
mezclarse. Esto se consigue haciendo fluir los líquidos por tubos finos o placas de metal
finas independientes. Los intercambiadores de calor son una alternativa a las bobinas del
condensador muy utilizada en sistemas de aire acondicionado refrigerados por agua o glicol.
Transferencia de calor
La transferencia de calor es un proceso en el cual un objeto o un líquido pierden energía
térmica que es absorbida por otro objeto o líquido. La energía térmica siempre se transmite
de una sustancia a mayor temperatura hacia otra a menor temperatura. Por ejemplo,
la temperatura de un objeto frío que se encuentre en una habitación caliente no puede
disminuir: el objeto solo puede absorber energía térmica y aumentar su temperatura.
La cantidad de calor transferido siempre se puede medir durante un periodo de tiempo
para determinar el coeficiente de transferencia de calor.
Tubo de gas caliente
Tubo del refrigerante que conecta el compresor con la bobina de condensación en un
sistema de aire acondicionado. En sistemas de refrigeración por aire, el tubo de gas caliente
puede tener una longitud de muchos metros de largo.
Humidificación
Proceso que consiste en añadir la humedad al aire. Un ejemplo sencillo de humidificación
se da cuando se hierve agua y el vapor de agua producido se mezcla con el aire.
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Humidificador
Dispositivo empleado para suministrar humedad al centro de datos o la sala de TI. Los
humidificadores utilizan calor o vibraciones rápidas para crear vapor de agua. La humedad se
suele incorporar al flujo de aire que sale del acondicionador o la unidad de tratamiento de aire.
Capacidad de refrigeración latente
Fracción de capacidad total que un acondicionador o una unidad de tratamiento de aire
instalados en una sala de ordenadores emplean para condensar agua líquida a partir del
flujo de aire que se está enfriando. La capacidad de refrigeración latente no contribuye a la
refrigeración de los centros de datos ni las salas de TI.
Calor latente
Energía térmica que se debe transferir a una sustancia o extraer de ella para que esta
cambie de estado. Por ejemplo, la energía utilizada para hervir agua (energía térmica
latente) no puede elevar la temperatura del agua por encima de los 100 °C. Si se transfiere
más calor, el agua hervirá más rápido (se acelera el cambio de fase), pero la temperatura
no aumentará.
Calor latente de vaporización
Término que hace referencia a la cantidad de calor latente transferido durante el cambio de
fase de líquido a vapor de una sustancia determinada.
Tubo de líquido
Tubo del refrigerante líquido que conecta el lado de salida de la bobina de condensación con
el lado de entrada de la válvula de expansión. En sistemas de refrigeración por aire, el tubo
de líquido puede tener una longitud de muchos metros de largo.
Lps
Sigla de liters per second (litros por segundo). La unidad Lps se usa para medir el flujo de
aire que atraviesa un espacio o sistema de abastecimiento. Lps es el equivalente métrico de
la unidad CFM (pie cúbico por minuto).
Distribución entubada localmente
Metodología de retorno o distribución de aire en la que el aire se suministra o retorna
a través de conductos que incorporan ventilaciones junto a las cargas.
Aire renovado
Aire exterior introducido en la sala de TI o el centro de datos. El aire renovado es un
requisito de las leyes de edificación cuyo principal objetivo es garantizar que el espacio
sea adecuado para la ocupación humana.
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Controlador del microprocesador
Sistema lógico informatizado integrado en los sistemas de refrigeración de precisión que
monitoriza, controla y recopila datos sobre temperatura, humedad, rendimiento de los
componentes, requisitos de mantenimiento y fallo de los componentes.
Multicool
Sistema de refrigeración de precisión que combina una bobina de agua fría y una bobina
de evaporación en el mismo chasis. Se puede utilizar cualquiera de los dos sistemas.
Los sistemas Multicool ofrecen una gran versatilidad y redundancia.
Cámara
Cualquier espacio limitado utilizado para la distribución o el retorno del aire de refrigeración.
El espacio que se encuentra bajo un suelo elevado es un ejemplo de cámara.
Especificación de cámara
Característica especial del cableado eléctrico y de comunicación que se emplea en espacios
destinados al transporte de aire acondicionado de retorno o de suministro. Los cables
diseñados para cámara tienen una inflamabilidad y unas características de liberación de
calor menores que las de los cables estándares.
Densidad de potencia
Potencia eléctrica utilizada en un espacio dividida por el área del espacio expresada en
2
vatios/ft . La densidad de potencia también se puede expresar como la potencia media por
bastidor de un centro de datos expresada en kW/bastidor.
Aire acondicionado de precisión
Término referido a sistemas de tratamiento o acondicionamiento de aire especialmente
concebidos para enfriar equipos de TI ubicados en centros de datos o salas de TI.
Los sistemas de aire acondicionado de precisión mantienen los niveles de temperatura
(+/- 0,56 °C) y humedad (+/-4%) entre tolerancias mucho más restrictivas que los sistemas
ordinarios de aire acondicionado. Estos sistemas, diseñados para un uso continuo, ofrecen
mayores caudales de aire (170+ CFM/kW o 4,8+ Lps/kW) y altos niveles de filtración de aire.
Los acondicionadores de aire de precisión están pensados para minimizar la cantidad de
humedad extraída del aire durante el proceso de refrigeración.
Tabla psicométrica
Las propiedades del aire y el agua contenida en él a diferentes temperaturas recogidas
en una tabla. En particular, muestra la interdependencia cuantitativa entre la temperatura
y la humedad. Resulta útil en la planificación, especificación y monitorización de los sistemas
de refrigeración.
Paquete de bomba
Bomba y armario cuyo propósito es hacer circular el glicol o el agua del condensador en los
sistemas correspondientes. Los paquetes de bomba se especifican según el caudal deseado
y las fugas de tuberías de cada aplicación.
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Radiación
Forma de transferencia de calor en la que la energía térmica se transfiere por medio de
ondas electromagnéticas. Un objeto que se calienta al sol es un ejemplo de calentamiento
por radiación. Aparte de la radiación, existe otras dos formas de transferencia de calor: la
convección y la conducción.
Refrigerante
Fluido operante utilizado en el ciclo de refrigeración. Los sistemas modernos usan,
principalmente, hidrocarburos fluorados no inflamables, no corrosivos, no tóxicos y no
explosivos. Los refrigerantes se suelen denominar por la designación numérica ASHRAE.
El refrigerante más empleado en el entorno de TI es el R-22. El problema medioambiental de la
destrucción de la capa de ozono podría hacer que se reforzase la normativa que regula el uso
de refrigerantes alternativos, como el R-134a, o que se creasen nuevas normas al respecto.
Ciclo de refrigeración
Ciclo cerrado de evaporación, compresión y condensación cuyo efecto neto es alejar la
energía térmica de un entorno y desplazarla hacia otro entorno. El refrigerante cambia su
estado físico de líquido a gas y, nuevamente, a líquido cada vez que atraviesa los diversos
componentes. Cuando el refrigerante pasa de líquido a gas, absorbe energía térmica del
área que se está enfriando (el entorno de TI, por ejemplo). Y a la inversa, cuando pasa
de gas a líquido, el refrigerante expulsa la energía térmica hacia otro entorno (al exterior
o a una fuente de agua).
Recalentador
Bobina de calentamiento instalada en un acondicionador o una unidad de tratamiento de aire de
una sala de ordenadores para contribuir a la deshumidificación del flujo de aire de descarga.
Humedad relativa
Cantidad de vapor de agua contenido en el aire en relación con la cantidad máxima que
puede contener. Se expresa en %.
Aire de retorno
Aire introducido en un sistema de aire acondicionado.
Capacidad de refrigeración sensible
Cantidad de energía térmica que se calcula que el acondicionador de aire puede extraer de
la sala de TI o el centro de datos. Según las condiciones de funcionamiento, esta puede ser
inferior a la capacidad nominal del acondicionador de aire porque parte de la capacidad de
refrigeración del aparato se puede utilizar para deshumidificar el aire. Por lo general, no
conviene deshumidificar los centros de datos, pero este es un proceso que ocurre de manera
espontánea cuando el aire de retorno tiene una temperatura tan baja que alcanza el punto
de condensación a su paso por el acondicionador de aire. La condensación resultante de la
humedad contenida en las bobinas del acondicionador de aire representa una pérdida de la
capacidad de refrigeración. Lo ideal es que el aire que vuelve al acondicionador de aire esté
a una temperatura lo suficientemente alta para que no alcance el punto de condensación
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durante la refrigeración; si es así, no se produce deshumidificación y se utiliza la capacidad
nominal completa del acondicionador de aire para enfriar la carga térmica de la sala de TI.
Calor sensible
El calor sensible es la energía térmica que provoca un cambio en la temperatura de una
sustancia, pero que no produce un cambio de estado (por ejemplo, de vapor a agua líquida).
Es el único tipo de energía térmica que generan los ordenadores y los equipos de TI.
Coeficiente de calor sensible
El coeficiente entre la capacidad de extracción del calor sensible de un acondicionador de
aire y su capacidad total de extracción de calor. En un entorno de TI, un coeficiente de
calor sensible elevado contribuye a reducir los costes de funcionamiento y a optimizar la
refrigeración de los equipos. Lo ideal es que este coeficiente sea de 1, lo que significa que
se dispone de toda la capacidad del acondicionador de aire para enfriar las cargas de TI.
Cuando este valor es inferior a 1, es porque se está produciendo una deshumidificación no
deseada en el acondicionador de aire.
Punto de ajuste
Umbrales automáticos o establecidos por el usuario para el calentamiento, la refrigeración
y la deshumidificación medidos, normalmente, en el flujo del aire de retorno del
acondicionador o la unidad de tratamiento de aire de una sala de ordenadores.
Calor específico
Término que describe las capacidades relativas de los refrigerantes y otros fluidos para
transportar energía térmica. Se define como el calor necesario para elevar la temperatura
de una cantidad determinada de sustancia un grado.
Sistema dividido
Sistema de aire acondicionado para sala de ordenadores (montado en el suelo, el techo o la
pared) en el que el refrigerante circula a través de tubos hacia otra ubicación para expulsar el
calor. El sistema se denomina dividido porque está compuesto por dos partes: 1) La unidad
que absorbe el calor de la sala (el evaporador) y que está conectada a través de las tuberías
del refrigerante a la parte 2) La unidad que expulsa el calor al exterior (el condensador).
Los aparatos de aire acondicionado integrados más comunes de uso doméstico son sistemas
divididos en los que el evaporador se coloca en el interior y el condensador se ubica fuera,
sobre una almohadilla a tierra o en el tejado.
Cambio de estado
Cualquier cambio en las propiedades de una sustancia entre los estados sólido, líquido
y gaseoso.
Aire de suministro
Aire introducido en un espacio procedente de un aparato de aire acondicionado.
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Temperatura
Medida de la energía térmica contenida en un cuerpo o una sustancia. Existen dos escalas
comunes para medir la temperatura: la centígrada y la Fahrenheit. La escala centígrada
(denominada también Celsius) está muy extendida a nivel internacional, mientras que la
escala Fahrenheit se emplea, principalmente, en los Estados Unidos.
Tonelada (refrigeración)
Es una unidad de energía térmica muy utilizada históricamente en América del Norte para
medir las cargas térmicas contenidas en centros de datos y salas de TI. Una tonelada
equivale a 12 000 BTU y es la cantidad de energía térmica necesaria para fundir 907 kg de
hielo en un día (24 horas). Es un término antiguo que se usa habitualmente para indicar la
energía térmica generada cuando se expresa en toneladas/día. No obstante, es preferible
usar el término vatios, una unidad de medida más moderna, sencilla y extendida. Al final
de este documento, se explica la conversión de toneladas a vatios.
Aleta giratoria
Dispositivo de orientación de aire instalado en muchos soportes de suelo para ayudar
a redirigir el flujo del aire refrigerado de la dirección vertical a la horizontal cuando sale
por el acondicionador o la unidad de tratamiento de aire en una sala de ordenadores.
Refrigeración ininterrumpida
Proceso de extracción de calor continua de la sala de TI o el centro de datos cuando se
produce un fallo en el equipo o un fallo de alimentación para impedir que se produzcan
daños térmicos y pérdidas de datos debido al sobrecalentamiento de los equipos.
Flujo ascendente
Término aplicado a acondicionadores y unidades de tratamiento de aire instalados en salas
de ordenadores que descargan el aire en dirección ascendente.
Barrera de vapor
Material que se aplica en la pintura, el suelo, el techo o en láminas de plástico especialmente
diseñado para minimizar la migración de humedad hacia la sala de TI o el centro de datos,
o desde estos hacia fuera.
Sistema de refrigeración por agua
Tipo de sistema de refrigeración de precisión muy extendido en entornos de TI de tamaño
medio a grande. Los sistemas de refrigeración por agua utilizan agua (en lugar de aire) como
medio de condensación. La condensación se lleva a cabo en un intercambiador de calor
refrigerante-agua ubicado habitualmente en el interior del aparato de aire acondicionado
instalado en la sala de ordenadores. El agua fluye en un bucle continuo hacia una torre de
refrigeración externa que expulsa el calor a la atmósfera exterior.
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para los profesionales de TI
Detector de agua
Dispositivo utilizado en salas de TI y centros de datos para detectar la presencia anormal
de agua líquida procedente de fugas o de la condensación.
Economizador de agua
Sistema en el que el suministro de aire del sistema de refrigeración se enfría indirectamente con
agua que se enfría por transferencia de masa o calor al entorno sin recurrir a la refrigeración
mecánica. (De la norma 90.1-2007 de ASHRAE/IESNA).
Vatio
Unidad de medida de la energía de uso común para medir cargar eléctricas y térmicas en
centros de datos y salas de TI. El vataje consumido por los equipos de TI, las luces, etc., es
la cantidad de energía térmica que el sistema de aire acondicionado debe extraer de la sala.
Este término se está extendiendo en la especificación de sistemas de refrigeración.
Temperatura de bulbo húmedo (TBH)
Temperatura del aire mostrada en un termómetro húmedo cuando el vapor de agua se está
evaporando del termómetro. La diferencia entre las temperaturas de bulbo seco y bulbo
húmedo es un método usado desde siempre para determinar la humedad. Hoy en día, la
medición directa de la humedad por medio de sensores eléctricos relega esta terminología
a un segundo plano.
Fluido operante
Gas o líquido utilizado para transportar calor. En un sistema de aire acondicionado, el fluido
operante es el refrigerante. Dentro del centro de datos o la sala de TI, el aire es el fluido
operante que transporta la energía térmica y la aleja de los equipos de TI.
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para los profesionales de TI
Tablas de
conversión
Con frecuencia, la conversión de las unidades de medida relacionadas con los sistemas
de refrigeración puede llevar a confusión al personal de TI encargado de evaluar las
necesidades de refrigeración. A continuación, presentamos una serie de fórmulas y factores
útiles para convertir las unidades del sistema británico al métrico y viceversa.
Ejemplo de conversión de toneladas (refrigeración) a kilovatios:
2 toneladas x 3,517 = 7,034 kilovatios
Tabla 1a
Factores de conversión del
sistema británico al métrico
(refrigeración)
Cantidad
Refrigeración
De unidades inglesas
A unidades métricas
Multiplicar por
Tonelada
(refrigeración)
Kilovatios
3.517
BTU/segundo
Kilovatios
1.054
BTU/hora
Kilovatios
0.000293
Longitud
Pie
Metro
0.3048
Superficie
Pie cuadrado
Metro cuadrado
0.09290
Masa
Libra
Kilogramo
0.4536
Capacidad de
carga
Libras/pie cuadrado
Kilogramos/metro cuadrado
4.882
Volumen
Pie cúbico
Metro cúbico
0.02832
Galón
Litro
3.785
Caudal de tubo
Galón/minuto
Litros/segundo
0.06364
Caudal del aire
Pie cúbico/minuto
Metro cúbico/segundo
0.000471
Velocidad del
flujo de aire
Pie/segundo
Metros/segundo
0.3048
Temperatura
Grados Fahrenheit
Grados Celsius
0,5555 x
(Fahrenheit - 32)
Ejemplo de conversión de kilovatios a toneladas (refrigeración):
2 kilovatios x 0,2843 = 0,5686 toneladas
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Tabla 1b
Factores de conversión del
sistema métrico al británico
(refrigeración)
Cantidad
Refrigeración
De unidades
métricas
A unidades inglesas
Multiplicar por
Kilovatios
Tonelada (refrigeración)
0.2843
Kilovatios
BTU/segundo
0.9488
Kilovatios
BTU/hora
3413.
Longitud
Metro
Pie
3.281
Superficie
Metro cuadrado
Pie cuadrado
10.764
Masa
Kilogramo
Libra
2.2046
Capacidad de
carga
Kilogramos/metro
cuadrado
Libras/pie cuadrado
0.2048
Volumen
Metro cúbico
Pie cúbico
35.311
Litro
Galón
0.2642
Caudal de tubo
Litros/segundo
Galón/minuto
0.06364
Caudal del aire
Metro cúbico/segundo
Pie cúbico/minuto
15.713
Velocidad del
flujo de aire
Metros/segundo
Pie/segundo
3.281
Temperatura
Grados Celsius
Grados Fahrenheit
1,8 x Celsius +32
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para los profesionales de TI
Conclusión
Una comprensión general de los términos y los factores de conversión más comunes
favorece una comunicación más precisa y reduce las confusiones entre los responsables
de planificar, gestionar, mantener y trabajar en salas de TI y centros de datos.
About the author
Tony Evans is an engineer with Schneider Electric in West Kingston, RI. He has 14 years of
experience in power and cooling system design and is a member of ASHRAE Technical
Committee 9.9 (Mission Critical Facilities, Technology Spaces, & Electronic Equipment).
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