Sistemas de enfriamiento para racks de servidores

Los servidores por su tecnología, consumo eléctrico y funcionamiento continuo generan gran cantidad de calor. No disipar adecuadamente este calor puede producir sobrecalentamiento, desgastes y por ende fallos en los equipos o en el peor de los casos hasta incendios. El trabajo continuo a altas temperaturas reduce la vida útil de los dispositivos electrónicos, provoca roturas e interrupciones no planificadas, afectando la calidad del servicio.

Mantener los servidores a una temperatura óptima (entre 18 ⁰C y 27 ⁰C) es esencial para asegurar que funcionen de manera eficiente y sin interrupciones. Una refrigeración adecuada no solo impacta en la fiabilidad y rendimiento de los sistemas instalados en los racks de servidores, sino que además minimiza el consumo de energía, los costos operativos y contribuye a la sostenibilidad ambiental.

El desarrollo de los racks para servidores ha propiciado el diseño de diversos sistemas de refrigeración.

Refrigeración por aire

Estos sistemas de enfriamiento para rack emplean el aire generado, ya sea por convección, ventiladores o aires acondicionados. Este aire se hace circular a través de los diferentes dispositivos instalados en el rack para servidor y en este proceso el calor es expulsado hacia el exterior. La refrigeración por aire puede ser del tipo:

• Flujo de aire: Los racks de servidores están diseñados con perforaciones en paneles laterales o frontales para permitir la circulación de manera eficiente del flujo de aire. El aire frío del exterior se introduce en la parte frontal del rack y se expulsa el caliente por la parte trasera.
• Ventiladores y bandejas de ventilador: Son empleados ventiladores para estimular la circulación del aire a través de los racks. Las bandejas de ventilador se colocan en puntos estratégicos dispuestos en los racks para eliminar los puntos calientes y asegurar un flujo de aire continuo.
• Sistemas de climatización: Los sistemas de aire acondicionado específicos para centros de datos, conocidos como CRAH (Computer Room Air Handler), enfrían el aire caliente y lo recirculan.

Los sistemas de refrigeración por aire ofrecen varias ventajas, entre las que se encuentran:

• Fácil implementación: sencillo de configurar.
• Capacidad de refrigeración limitada: en entornos de servidores de alta densidad, la refrigeración por aire no logra expulsar todo el calor excesivo.

Refrigeración líquida

Los sistemas de refrigeración líquida para racks de servidores son un método avanzado que emplea líquidos especiales, en lugar de aire para disipar el calor generado por los equipos que conforman los servidores. Esta tecnología es especialmente útil en entornos de alta densidad donde los métodos de refrigeración por aire no son suficientes.

Existen varios tipos de refrigeración líquida para racks de servidores, cada uno con sus propias ventajas y aplicaciones específicas:

• Refrigeración por inmersión: los servidores están sumergidos en un líquido dieléctrico (no conductor de electricidad) que absorbe el calor para luego disiparlo. Este sistema es ideal para entornos de alta densidad donde se genera mucho calor.
• Direct to Chip:  método que utiliza tubos flexibles para llevar líquido dieléctrico directamente al chip de procesamiento (CPU, GPU, etc.). Similar a la refrigeración por inmersión el líquido absorbe el calor y lo disipa fuera del equipo.
• RDHx (Rear Door Heat Exchanger):  sistema que emplea intercambiadores de calor en la parte trasera de los racks para eliminar el calor generado. Diseñado para centros de datos que no pueden modificar su infraestructura. 
• Enfriadores InRow: dispositivos enfriadores instalados entre los racks que utilizan líquido para enfriar directamente el aire caliente que sale de los servidores.

En comparación con la refrigeración por aire, los sistemas que emplean líquidos ofrecen: 

• Mayor eficiencia, al poseer una capacidad de transferencia de calor superior al aire, lo que permite una refrigeración más eficiente y por ende un menor consumo energético.
• Ocupan menor espacio, lo que permite la instalación de una mayor densidad de servidores en un espacio reducido.

Aunque la refrigeración liquida es muy eficiente para usarse en configuraciones de servidores densamente compactados, se deben considerar las siguientes desventajas:

• Costo inicial: las configuraciones de refrigeración líquida pueden ser costosas de instalar. La refrigeración por inmersión requiere equipo especializado.
• Mantenimiento: exigen un servicio especializado de mantenimiento, el cual debe ser frecuente y requiere de recambios para evitar filtraciones y derrames.

¿Cómo elegir el sistema de refrigeración adecuado para su rack?

Para garantizar un funcionamiento estable de sus servidores y poder elegir el sistema de enfriamiento adecuado, se recomienda tomar en cuenta los factores que influyen en la temperatura del gabinete del rack, entre los que se encuentran:

• Disposición del local: la distribución de sala y la eficacia del sistema de ventilación pueden afectar la temperatura dentro del rack. Un local con alta densidad de equipos e insuficiente ventilación puede resultar en la acumulación de calor.
• Flujo de aire: un deficiente flujo de aire puede generar puntos calientes y aumentar el riesgo de sobrecalentamiento dentro del rack.
• Carga de trabajo: la cantidad de trabajo que realizan los servidores influye en su temperatura. A mayor carga de trabajo más calor, lo que demanda una mejor refrigeración.
• Densidad de equipos: la densidad de los equipos dentro del rack afecta la temperatura. Una mayor densidad dificulta la libre circulación del flujo de aire y aumenta la acumulación de calor.
• Antigüedad de los equipos: los dispositivos más antiguos funcionan a temperaturas más altas, son menos eficientes y por ende generan más calor.
• Sistema de ventilación (natural o aire acondicionado): los sistemas de ventilación y aire acondicionado adecuados son fundamentales para lograr una adecuada refrigeración.

Los sistemas de refrigeración ayudan a prevenir el sobrecalentamiento, mantener el rendimiento óptimo de los equipos y prolongar su vida útil. Existen varios métodos de refrigeración, como la refrigeración por aire y la refrigeración líquida. La refrigeración por aire es común y fácil de instalar, pero puede ser menos eficiente en entornos de alta densidad. Por otro lado, la refrigeración líquida ofrece una mayor eficiencia y es ideal para aplicaciones de alta densidad, aunque puede ser más costosa de implementar.

Ya sea que opte por un sistema de refrigeración por aire, líquido o inmersión, tenga en cuenta la eficiencia, el costo, gastos de mantenimiento y compatibilidad con sus dispositivos. Recuerde que un control preciso de la temperatura garantiza un rendimiento confiable y extiende la vida útil de sus servidores.

Sysracks ofrece una variedad de soluciones de refrigeración para racks de servidores, incluyendo sistemas de ventilación y paneles de control de temperatura. Estos sistemas están diseñados para garantizar un funcionamiento estable y un rendimiento máximo de los equipos informáticos y de telecomunicaciones.