Calculo de los requerimientos de enfriamiento para el centro de Datos

Calculo de los requerimientos de enfriamiento para centro de datos.

Introducción

Determinar la cantidad aproximada de calor que genera o generará un centro de datos, nos ayudara a estimar la capacidad de equipos de enfriamiento que deberán instalarse para mantener la temperatura del centro de datos en los niveles óptimos de funcionamiento. En este documento se tomaran en cuenta los equipos de tecnología de información así como los equipos de soporte a la continuidad operativa del centro, tales como UPS.

Debe ser del conocimiento de todos que los equipos que trabajan con energía eléctrica tales como los de tecnología de información generan calor, este se produce por la fricción que producen los electrones al viajar o moverse por los conductores (cables), este proceso puede ser tan intenso y peligroso que si no se realiza la extracción del calor generado o no se enfría el cable, puede producirse un incendio con su revestimiento plástico ocasionando una situación por demás crítica.

Para evitar que un equipo supere el umbral de calor permitido, es necesario cuantificar la cantidad de calor que los equipos están produciendo y así poder dimensionar el sistema de enfriamiento que evitará que los equipos se recalienten y se dañen.

Medición de la producción de calor

No hay un consenso sobre la unidad de medida a utilizar para estimar la cantidad de calor que se genera en un centro de datos, se podría utilizar BTU por horas, Toneladas por día o Joule por segundo esta  última es equivalente a Watts, aun cuando todas miden los niveles de energía producto del calor, los Watts está teniendo mayor acogida en el ámbito internacional entre los diseñadores y administradores  de Centros de Cómputo. La tabla siguiente ilustra la conversión entre estas unidades.

Valor en:	Multiplicado por:	Se obtiene:
BTU por Hora	0,293	Watts
Watts por segundo	3,41	Btu por horas
Tonelada	3,530	Watts por segundo
Watts	0,000283	Toneladas

La unidad de medida en Watts ha venido teniendo una gran acogida para utilizarla de manera generalizada en los cálculos de los requerimientos de enfriamiento de los data center, en virtud de que los equipos de Tecnologías de Información ya traen especificado el consumo con este parámetro.

El calor generado por los equipos tecnológicos depende casi en su totalidad de la fuente de poder, los medios de transmisión como los cables UTP no generan mucho calor razón por el cual no es necesaria su inclusión en los cálculos.

Como calcular la cantidad de calor del Centro de Datos

Es necesario conocer el valor de ciertos parámetros para calcular la cantidad de calor total que se genera en un Centro de Cómputo, la mayoría de ellos ya están bien especificado por lo que realizar este cálculo no requiere de un conocimiento profundo de los sistemas de generación de calor. La tabla siguiente indica cuales son estos parámetros y los valores y formulas utilizados para precisarlos.

Item	Dato Solicitado	Calculo de la Producción de Calor	Sub total Generación de Calor
Equipos de TI	Poder total equipos de TI en Watts	Consumo total de TI en Watts	_____________ Watts
UPS más Baterías	Tasa estimada del Sistema de Potencia en Watts	(0.04 x Tasa Sistema de Potencia) + (0.05 x consumo Total de TI)	_____________ Watts
Sistema Eléctrico	Tasa estimada del sistema de potencia en  Watts	(0.01 Tasa Sistema de Potencia)) + (0.02 x consumo Total de TI)	_____________ Watts
Luces	Área en pie cuadrado, o área en metros cuadrados	2.0 x área en pie cuadrado, o 21.53 x área en metro cuadrado	_____________ Watts
Personas	Número máximo de personas dentro del Centro de Datos	100 x Max de personas	_____________ Watts
Total	Sub totales de por cada Item	Suma total de la generación de Calor	_____________ Watts

 Fuente: APC Whitepaper #25 "Calculating Total Cooling Requirements for Data Centers"

Otras fuentes de calor

Las condiciones ambientales son una fuente generadora de calor sobre todo en los periodos de verano o cálidos, este factor se debe tomar en cuenta si los equipos dentro del data center limitan con las paredes externas y si el techo es lo que lo separa del exterior, si por el contrario los equipos se encuentran distantes de estos dos límites entonces es suficiente aplicar el esquema anteriormente descrito.

Control de Humedad

Así como es importante mantener la temperatura del centro de cómputo, también se debe controlar el nivel de humedad, es por eso que el sistema de enfriamiento debe diseñarse de tal forma que sea capaz de evitar la humedad por encima de los valores permitidos, si este no es el caso será necesario incluir equipos de des humificación lo cual se traduce en un incremento en la generación de calor que debe considerarse para re-calcular la capacidad total del sistema de enfriamiento.

Capacidad del Sistema de Enfriamiento

El sistema de enfriamiento debe considerar los aspectos antes descritos tales como:

El consumo total de los equipos de TI

El consumo total de los UPS, aires acondicionados, des humificadores y otros

El tamaño del centro de cómputo

El crecimiento a futuro.

Esto garantizará una correcta elección del sistema que mejor realizará las funciones de enfriamiento logrando aprovechar en un mayor porcentaje la capacidad instalada.