Los data centres generan enormes cargas térmicas, y las unidades de distribución de refrigerante (CDU) que gestionan ese calor dependen de mediciones precisas y en tiempo real para funcionar de forma segura y eficiente. Los sensores de presión, temperatura, caudal y nivel desempeñan un papel fundamental a la hora de garantizar que las CDU sigan funcionando según la demanda.
Un data centre típico cuenta con miles de servidores que, en conjunto, generan una cantidad significativa de calor. Según Microsoft, que cuenta con más de 300 data centres en todo el mundo, por cada megavatio-hora (MWh) de energía eléctrica consumida se produce 1 MWh de energía térmica. Con el auge de la minería de criptomonedas, la inteligencia artificial y otras aplicaciones de computación de alto rendimiento (HPC), el número, el tamaño, la capacidad y la carga térmica de los data centres seguirán aumentando.
El exceso de calor provoca que los servidores se apaguen automáticamente y acorta su vida útil, por lo que es necesario mantenerlos dentro de un rango de temperatura controlado. La Sociedad Americana de Ingenieros de Calefacción, Refrigeración y Aire Acondicionado (ASHRAE) ha publicado unas directrices térmicas en las que se recomienda un rango de temperatura de 18…27 °C, o aproximadamente 64…81 °F, para los equipos de procesamiento de datos.
Evitar el sobrecalentamiento con unidades de distribución de refrigerante
Existen dos formas principales de evitar el sobrecalentamiento de los servidores. La refrigeración por aire utiliza ventiladores y aire acondicionado para extraer el aire caliente e introducir aire frío. Sin embargo, este método por sí solo suele ser insuficiente en entornos de alta densidad. Como resultado, muchos centros de datos e instalaciones de HPC (computación de alto rendimiento) nuevos utilizan un enfoque híbrido que combina la refrigeración por aire y por líquido, o bien recurren exclusivamente a la refrigeración por líquido.
Vista detallada de un servidor moderno con tubos de refrigeración líquida que garantizan un control óptimo de la temperatura. Granja de minería de bitcoins
Las unidades de distribución de refrigerante, o CDU, son sistemas que bombean un líquido refrigerante a través de un único rack de servidores o de una fila de racks. El líquido suele circular por tubos situados directamente sobre los chips de procesamiento o en la parte trasera de un rack de servidores, absorbiendo el calor generado y disipándolo. Algunos sistemas avanzados sumergen completamente los componentes en un líquido especial que es térmicamente conductor pero eléctricamente aislante.
En una CDU de líquido a aire, la energía térmica del refrigerante caliente se transfiere al aire ambiente exterior al edificio. En una CDU de líquido a líquido, el intercambio de calor tiene lugar a través del sistema de climatización del edificio. Una vez que el líquido se ha enfriado de nuevo, se filtra y se recircula.
Independientemente de su tamaño o tipo, las CDU están equipadas con diversos sensores electrónicos para supervisar y controlar presiones, temperaturas, caudales y niveles de fluido. Estos sensores también ayudan a alertar a los operadores en caso de que se produzcan fugas u otros problemas.
Sensores de presión en las unidades de distribución de refrigerante
Los sensores de presión de las CDU miden la presión en las tuberías de suministro y retorno del refrigerante. En función de la diferencia entre las presiones detectadas, el sistema de control ajusta la velocidad de la bomba según sea necesario para mantener una presión y un caudal óptimos que garanticen una refrigeración eficaz.
El estado del filtro también puede supervisarse midiendo la presión en la entrada y la salida. Además, los transmisores de presión detectan anomalías como fugas o picos de presión y activan alarmas para que los operadores puedan tomar medidas antes de que se produzcan daños en los equipos o servidores. Esto ayuda a mantener tanto la eficiencia del sistema como la seguridad operativa.
Sensor de presión A-10
El A-10 es un transmisor compacto pero de alto rendimiento para la medición y el control de la presión en sistemas de refrigeración. Presente en aplicaciones industriales de todo el mundo, este sensor, de probada eficacia en el campo, puede soportar hasta 100 millones de ciclos de carga con una precisión prácticamente constante. Su integración en diferentes diseños de CDU es sencilla gracias a la configurabilidad y la aplicabilidad universal del A-10. Además, ofrece una excelente relación calidad-precio, y la gran mayoría de los pedidos se envían a los pocos días de su realización.
Para aplicaciones estándar y de gran volumen, el R-1 ofrece una excelente relación calidad-precio y un gran rendimiento. Este robusto transmisor de presión está diseñado expresamente para supervisar y controlar condensadores, compresores y boosters en aplicaciones de climatización y refrigeración. Con piezas en contacto con el fluido de acero inoxidable y una célula de medición de película fina soldada herméticamente, el R-1 es muy resistente a los refrigerantes que suelen encontrarse en las CDU. Los fabricantes de equipos originales (OEM) también valoran la opción de etiquetado privado.
Termorresistencia en miniatura TR33 y TR36
Sensores de temperatura en unidades de distribución de refrigerante
Los sensores de temperatura garantizan que el líquido refrigerante de las CDU se mantenga dentro del rango óptimo para una transferencia de calor eficiente y ayudan a evitar la condensación que podría dañar los componentes electrónicos. Los termómetros de resistencia, o RTD, suelen montarse en los puntos de entrada y salida. A continuación, los datos medidos se utilizan para regular la capacidad de refrigeración del sistema. La temperatura ambiente es otro parámetro crucial que debe supervisarse en estas unidades.
La termorresistencia en miniatura TR33 y la termorresistencia compacta TR36 son muy adecuados para unidades de refrigeración. Estas termorresistencias roscadas constan de un pozo termométrico o tubo de protección con una conexión de proceso fija y se atornillan directamente en el proceso. Las versiones Pt100/Pt1000 ofrecen una salida directa del sensor, mientras que las versiones con transmisores integrados proporcionan una señal de salida de 4…20 mA. Ambas ofrecen una precisión de clase A según la norma IEC 60751, y se ofrecen diseños específicos para cada cliente.
Sensor de temperatura roscado TF35 y TF37
El sensor de temperatura roscado TF35, con conexión eléctrica mediante conector, y el termometro roscado TF37, con cable de conexión, son termómetros roscados resistentes a las vibraciones con un pozo termométrico integrado para una inserción rápida y sencilla directamente en las líneas de refrigerante, tanto en el circuito primario de la instalación como en el circuito secundario del servidor. El rango de medición de estos sensores compactos se extiende desde −58 °F (−50 °C) hasta aproximadamente 500 °F (260 °C). Están disponibles con varios elementos de medición, entre ellos Pt100/Pt1000, NTC y KTY81-210; otros están disponibles bajo pedido.
Para la monitorización de la temperatura por contacto de las tuberías de suministro y retorno de una CDU, la sonda de temperatura po cable TF-2000 es una solución fiable y rentable. Su elemento de medición Pt100/Pt1000 o NTC está completamente recubierto de elastómero termoplástico (TPE) para ofrecer una protección IP68 contra la condensación. Esta sonda de temperatura con cable es fácil de montar en las tuberías: la punta de la sonda puede insertarse en un manguito de cobre soldado y fijarse con una abrazadera de tubería o una brida para cables, o bien fijarse en la ubicación deseada con el soporte de montaje rápido diseñado para el manguito cuadrado del TF-2000.
Interruptor de caudal electrónico FSD-4 con salida de temperatura opcional
Sensores de caudal para unidades de distribución de refrigerante en los data centres
Los sensores de caudal supervisan la circulación del refrigerante para garantizar que fluya a un caudal óptimo que permita una transferencia de calor eficiente. Si se detecta alguna desviación del rango aceptable, estos instrumentos activan un ajuste o emiten una alarma.
El sensor de caudal con indicador FSD-4 está diseñado expresamente para la supervisión y el control de sistemas de refrigeración, incluida la prevención del funcionamiento en seco de las bombas. Gracias a dos interruptores digitales, este interruptor de caudal electrónico también puede programarse para la conmutación en función de la temperatura. La parametrización in situ resulta sencilla gracias a una pantalla de tres botones, mientras que la versión IO-Link permite no solo la parametrización remota, sino también la recopilación de datos sobre variables como las horas de funcionamiento y los valores máximos y mínimos.
Sensores de nivel para unidades de distribución de refrigerante en los data centres
Los sensores de nivel supervisan y regulan los niveles de refrigerante dentro de un depósito, garantizando que se mantengan dentro de los límites preestablecidos. Si el nivel del fluido desciende o asciende fuera del rango ideal, el sensor de nivel activa una alarma o realiza ajustes automáticos mediante operaciones de conmutación.
Interruptor de nivel optoelectrónico OLS-C04
El sensor de nivel RLT-1000, basado en la tecnología de cadena de láminas, proporciona una señal amplificada de corriente o tensión, o una señal de resistencia a través de un potenciómetro de 3 hilos. Esto garantiza una supervisión precisa y continua del nivel de refrigerante en el interior del depósito.
El interruptor de nivel magnético de flotador RLS-1000 ofrece hasta cuatro puntos de conmutación que activan una alarma cuando se alcanzan umbrales de nivel específicos en el interior del depósito. Estos sensores, robustos y fiables, están fabricados en acero inoxidable y cuentan con longitudes de tubo guía personalizables de entre 150 mm y 1.500 mm, diversas opciones de flotadores y conexiones eléctricas y de proceso adaptables, lo que facilita su integración en diferentes diseños de sistemas.
El interruptor de nivel optoelectrónico OLS-C04 es un interruptor de nivel optoelectrónico diseñado específicamente para el sector de la refrigeración, que cuenta con un prisma de cristal integrado en su carcasa de acero. Este dispositivo compacto, montado en el lateral del depósito, ofrece una solución sencilla para detectar el nivel límite. También incluye un LED que indica el estado de conmutación.
La gama de sensores de nivel sigue evolucionando en cuanto a precisión, durabilidad, funcionalidad, flexibilidad y rentabilidad. Próximamente se lanzará un sensor de nivel basado en tecnología capacitiva, con la capacidad de combinar múltiples funciones, entre las que se incluyen contactos, señalización continua y detección de temperatura.
WIKA: Detección inteligente para unidades de distribución de refrigerante
WIKA es un proveedor mundial de sensores electrónicos robustos, precisos y fácilmente configurables para unidades de distribución de refrigerante y otros sistemas de refrigeración. La gama de transductores, transmisores e interruptores OEM también es rentable y está disponible en un plazo de entrega breve tras realizar el pedido.
Si tienes más preguntas sobre los data centres, visita nuestra página web o no dudes en ponerte en contacto con nosotros. Nuestros expertos estarán encantados de ayudarte con tu aplicación.
Preguntas frecuentes
1. ¿Qué es una unidad de distribución de refrigerante en un data centre?
Una unidad de distribución de refrigerante, o CDU, es un sistema que bombea y gestiona el líquido refrigerante a través de un rack de servidores o una fila de racks para eliminar el calor de los equipos de procesamiento de datos.
2. ¿Por qué son importantes los sensores en las CDU?
Los sensores supervisan la presión, la temperatura, el caudal y el nivel para que la CDU pueda regular el rendimiento de la refrigeración, detectar anomalías y avisar a los operadores si se producen fugas o problemas de funcionamiento.
3. ¿Qué miden los sensores de presión en una CDU?
Los sensores de presión miden la presión en las tuberías de suministro y retorno del refrigerante. También ayudan a supervisar el estado de los filtros y a detectar fugas o picos de presión.
4. ¿Por qué se utilizan sensores de temperatura en las CDU?
Los sensores de temperatura garantizan que el líquido refrigerante se mantenga dentro del rango óptimo para una transferencia de calor eficiente y ayudan a prevenir la condensación que podría dañar los componentes electrónicos.
5. ¿Cuál es la función de un sensor de caudal en una CDU?
Un sensor de caudal supervisa la circulación del refrigerante y activa una alarma o un ajuste si el caudal se desvía del rango aceptable.
6. ¿Por qué son necesarios los sensores de nivel en las unidades de distribución de refrigerante?
Los sensores de nivel supervisan los niveles de refrigerante dentro de un depósito y ayudan a activar alarmas u operaciones de conmutación si el nivel del fluido desciende o asciende por encima de los límites preestablecidos.