La demanda de refrigeración en los centros de datos está aumentando y los operadores de centros de datos están jugando un acto de equilibrio. A medida que los racks y las cargas de trabajo aumentan con el aumento de las funciones y servicios de inteligencia artificial (IA), los objetivos empresariales se expanden y los centros de datos pasan a tecnologías escalables, los operadores de instalaciones están encontrando técnicas y métodos para maximizar la utilización del agua.
¿Qué es la efectividad del uso de agua (WUE)?
A medida que los operadores encuentran diseños e innovaciones de refrigeración eficientes, una métrica y un enfoque probados implican el seguimiento de la efectividad del uso del agua (WUE). WUE mide la eficiencia con la que un centro de datos utiliza el agua para la refrigeración. Presentado por The Green Grid, se ha convertido en una métrica clave a medida que la IA impulsa densidades de rack de hasta 130 kW. El informe de uso de energía de centros de datos de EE. UU. de 2024 de Berkeley Lab impulsó este repunte, ya que los datos mostraron que el WUE promedio en los centros de datos de EE. UU. aumentó de 0,36 kW a 0,45 kW-0,48 kW a medida que se expandían los centros de hiperescala y colocation.
Figura 1. WUE promedio anual del centro en centros de datos de EE. UU. (Fuente: Berkeley Lab 2024 US Data Center Energy Usage Report)
El seguimiento de WUE ayuda a los equipos a identificar oportunidades para mejorar la utilización del agua, optimizar las estrategias de refrigeración y tomar decisiones informadas sobre actualizaciones de infraestructura. Para las organizaciones, supervisar el uso y controlarlo puede traducirse en un menor gasto en servicios públicos de la infraestructura, menos problemas normativos y una mayor resiliencia a largo plazo.
La siguiente ecuación calcula cuánta agua utiliza un centro de datos para soportar cada kilovatio-hora de energía de TI. Como regla general, un resultado más bajo indica una utilización más eficiente del agua.
El seguimiento de WUE establece la línea de base. Mejorarlo a menudo comienza con cómo los sistemas de refrigeración gestionan la reutilización del agua, especialmente a lo largo del ciclo de concentración.
Ciclo de concentración: Una palanca para un mejor WUE
Equilibrar el ciclo de concentración (CoC), la relación de impurezas sólidas en el agua reutilizada y recirculada en comparación con el agua de reposición descargada y concentrada por evaporación, puede reducir las necesidades de agua de reposición hasta en un 20 %, lo que contribuye a ahorrar costes. Lograr un CoC equilibrado requiere tratamiento químico para controlar la incrustación y la bioincrustación, que también protege los intercambiadores de calor aguas abajo. Los variadores de frecuencia (VFD) en ventiladores y bombas de torre pueden reducir el uso de energía ajustando la salida a la demanda, reduciendo indirectamente el uso de agua reduciendo las tasas de evaporación. Estas medidas pueden mejorar el WUE sin requerir cambios mayoristas en el bucle de refrigeración.
Estrategias clave para optimizar el uso de agua del centro de datos
Aunque la refrigeración líquida sigue siendo eficaz, su papel debe sopesarse frente a las alternativas emergentes.
- Sistemas de refrigeración líquida de circuito cerrado: Los sistemas de circuito cerrado recirculan el agua a través de intercambiadores de calor, reduciendo la retirada de agua entre un 50 % y un 70 %, dependiendo del clima y la carga. Este diseño reduce el tratamiento químico, simplifica la monitorización y mantiene una calidad del agua constante. Pero también requiere una planificación cuidadosa para manejar el rechazo de calor en entornos de alta densidad, especialmente en áreas con limitaciones de disponibilidad de agua.
- Sistemas de refrigeración híbridos: Los sistemas híbridos combinan refrigeración por aire y líquida para mejorar el rendimiento térmico a la vez que reducen el uso de agua. Estos sistemas a menudo funcionan en modo seco durante la mayor parte del año, utilizando aire ambiente para expulsar el calor y manteniendo el WUE cerca de cero. Funcionan bien en climas moderados, pero pueden tener dificultades para mantener la eficiencia en condiciones extremas o durante cargas pico.
- Refrigerantes de bajo GWP como alternativa práctica: Para instalaciones que se enfrentan a limitaciones de agua, los refrigerantes de bajo potencial de calentamiento global (GWP) ofrecen un rendimiento optimizado y un tiempo de actividad protegido al tiempo que cumplen con las nuevas normativas.
Supervisión y optimización en tiempo real
La eficiencia de refrigeración depende de más que hardware: requiere un control de supervisión estricto y visibilidad en tiempo real. Sensores que realizan un seguimiento de los cambios de temperatura, la humedad y los datos de alimentación de flujo en plataformas que ajustan los puntos de referencia automáticamente según la carga y las condiciones climáticas. Sistemas como Vertiv™ Liebert® iCOM™-S analizan cientos de puntos de datos para ajustar con precisión las temperaturas del agua, las velocidades del ventilador y la salida de refrigeración. Esto puede reducir las oscilaciones en WUE, alerta de anomalías de forma temprana y admite el mantenimiento predictivo. Para los operadores, esto también significa menos sorpresas, mejor uso de recursos y un rendimiento más estable en cargas de trabajo cambiantes.
Escalar la refrigeración sin escalar la demanda de agua
La aplicación de estrategias centradas en WUE, como sistemas de circuito cerrado, refrigeración híbrida y controles automatizados, puede soportar cargas de trabajo de alta densidad mientras mantiene estable el consumo de agua. Este enfoque ayuda a los operadores a gestionar el uso de recursos de forma más precisa, reducir los costes operativos y mantenerse alineados con los estándares medioambientales.
Descubre cómo Vertiv aplica estas estrategias en centros de datos del mundo real. Explora el informe de negocio responsable de Vertiv 2024 para obtener más información sobre el rendimiento del agua.
