Refrigeración Eficiente

Refrigeración Eficiente
Javier López
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Refrigeración Eficiente
Javier López
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Física
M (masa)(Kg/seg)
Q = 
x
potencia = densidad x
refrigeración
(kW)
(kg/ m3)
V
x
caudal
x
(m3/seg)
Cp
x
T
calor
específico
x diferencia
temperatura
(kj/kgºC)
(ºC)
Cp = calor necesario para aumentar 1ºC
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FLUIDO: Aire vs Agua
Q (potencia refrigeración) =  (densidad) x V (caudal) x Cp (calor específico) x T (dif.temperatura)
AGUA
AIRE
 = 1,18
Cp = 1,02
 = 1000
T = 10
Cp = 4,2
T = 10
60 kW = 1,18 x 5 x 1,02 x 10
60 kW = 1000 x 0,0014 x 4,2 x 10
Caudal = 5 m3/seg
Caudal = 0,0014 m3/seg
a igual potencia (60 kW), es necesario menor caudal de agua que de aire
EL AGUA ES MAS EFICIENTE COMO REFRIGERANTE QUE EL AIRE
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FLUIDO: Flujo
Q (potencia refrigeración) =  (densidad) x V (caudal) x Cp (calor específico) x T (dif.temperatura)
AIRE
 = 1,18
Cp = 1,02
T = 5 y 10
60 KW = 1,18 x 10 x 1,02 x 5
60 KW = 1,18 x
5 x 1,02 x 10
Caudal = 10 ó 5 m3/seg
a igual potencia (60 kW), a mayor diferencia de temperatura, menor caudal de refrigerante
EL TRATAMIENTO DE LOS FLUJOS DE FLUIDO MEJORA EL SISTEMA (CONTENCIÓN Y CERCANÍA)
Calcular que el caudal de flujo proporcionado por el sistema de refrigeración, que entra en los servidores, es el adecuado
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Puerta Refrigerada
Intercambiador de calor aire-agua
Puerta trasera de los racks
Batería alimentada por agua fría
Sistema PASIVO
( sin consumo eléctrico ni ventiladores)
Capacidad de absorción de cargas de
calor de hasta 35 kW
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Concepto
de sala fría
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Puerta Refrigerada (funcionamiento)
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Puerta Refrigerada (ventajas)
• Es una solución uniforme y compacta
• No ocupa huella
• Máxima eficiencia y mínimo riesgo, no usa ventiladores
• Flujo de aire accionado por ventiladores de los servidores
• Mínima caída de presión del aire
• Sin ruido
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Puerta Refrigerada (instalación)
Rebajar carga en los racks -> aumentar temp. Agua
Chillers redundantes con freecooling + enfriamiento adiabático
Carga IT:
800 kW
Rack 30-32 kW
agua 15/21ºC
PUE:
Potencia Frigorífica:
265-210 kW
1.33 - 1.26
Total Energy:
1,065-1,010 MW
PUE Mecánico
LOEWE CSC
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Liquid Cooling al Servidor
Refrigeración por agua, directa al chip
Intercambiador de calor en la trasera
del rack
Agua caliente
Bombas internas de circulación del
agua
Capacidad de absorción de entre el 60 y
80% de la carga térmica del servidor
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Liquid Cooling al Servidor (componentes)
CPU
GPU
MEMORIA
TUBOS CONEXION
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Liquid Cooling al Servidor (componentes)
Rack CDU
PORTICO DE DISTRIBUCION
Intercambiador de calor
agua exterior –agua interior
Temperaturas del agua de entrada 40ºC y de salida 60ºC
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Liquid Cooling al Servidor (funcionamiento)
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Liquid Cooling al Servidor (ventajas)
Nº de racks requeridos para
1.000 nodos PRIMERGY CX2550 M1p
• Es una solución compacta
• No ocupa huella
• Permite aumentar la densidad por rack
• La baja presión del circuito de agua evita derrames
• El calor del agua puede emplearse en otros usos
• Máxima eficacia energética
• Sin ruido
• Requiere refrigeración por aire para los elementos sin liquid cooling
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Liquid Cooling al Servidor (instalación)
DRY COOLER
(LC)
CHILLER + CRAH
(AC)
CHILLER + CRAH
(AC)
40/60ºC
10/15ºC
10/15ºC
Carga IT:
800 kW
Potencia Frigorífica:
450 kW
Agua 10/15ºC
Total Energy:
1.25 MW
Carga IT:
PUE:
1.56
500 kW (LC) + 300 kW (AC)
Potencia Frigorífica:
160 kW
Agua 10/15ºC y 40/60ºC
Total Energy:
PUE Mecánico
14
0.96 MW
PUE:
1.2
PUE Mecánico
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