Las actualizaciones del diseño de CRAC simplifican el mantenimiento de HVAC

Jun 11, 2023

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Durante los últimos 10 años, los proveedores han simplificado el mantenimiento de los sistemas de calefacción y refrigeración del aire de las salas de ordenadores con nuevos tipos de motores, menos piezas móviles, menores requisitos de humidificador y más sensores para el mantenimiento predictivo.

Estos sistemas ayudan a prevenir el sobrecalentamiento, regulan la temperatura y permiten que los equipos de las instalaciones distribuyan aire y agua por toda la infraestructura a escala. Los acondicionadores de aire para salas de computadoras (CRAC) usan compresores para enfriar y los manejadores de aire para salas de computadoras (CRAH) usan agua de un enfriador central, pero los cambios de hardware y mantenimiento se aplican a ambas opciones.

La mayor mejora para las unidades de aire de las salas de ordenadores son los nuevos motores con conmutación electrónica (EC) que utilizan rotores externos con ventiladores concéntricos de accionamiento directo. Aportan eficiencia energética, velocidad variable y tamaño más pequeño para operaciones de refrigeración y calefacción. Estos ventiladores son al menos un 30 % más eficientes energéticamente que los motores convencionales y las transmisiones por correa de la misma capacidad.

Los ventiladores impulsados ​​por EC son más pequeños, por lo que los administradores pueden montarlos para optimizar la descarga de aire. Los administradores pueden incluso colocar estos ventiladores debajo del piso, lo que descarga aire directamente en un patrón más amplio. Esto elimina las columnas de aire a alta velocidad que provocan desafíos de enfriamiento uniforme.

Los motores de los ventiladores EC utilizan inherentemente velocidad variable. Las organizaciones ahorran energía cuando todos los aires acondicionados, incluidas las unidades redundantes, funcionan simultáneamente a velocidad reducida y no funcionan según un horario. Las configuraciones que duplican la velocidad del ventilador multiplican el consumo de energía por un factor de ocho; Reducir a la mitad la velocidad del ventilador reduce el consumo de energía en un 87%.

Los motores EC son electrónicos, pero incluso con protecciones incorporadas son vulnerables a picos bruscos de voltaje y el bajo voltaje puede apagarlos. Los administradores deben considerar dispositivos de regulación o protección cuando la energía entrante sea deficiente.

Estos motores eliminan los requisitos de correas, poleas y cojinetes, lo que elimina la suciedad y la mugre de las correas que causan muchos problemas de mantenimiento del CRAC. Los motores, los serpentines de refrigeración, la descarga de aire y el interior de la unidad también están más limpios, porque los cojinetes sellados del motor EC no necesitan lubricación, lo que elimina las salpicaduras de lubricante.

Los CRAC más limpios significan que entra menos suciedad al centro de datos y se acumula debajo de los pisos elevados y en los filtros del servidor, pero reemplazar los filtros sigue siendo importante. La mayoría de los CRAC tienen interruptores de presión para apagar las unidades si los filtros sucios impiden el flujo de aire, pero los ventiladores de velocidad variable cambian la presión constantemente, lo que hace que esos interruptores no sean confiables.

Algunos fabricantes ahora ofrecen sensores de presión diferencial opcionales para resolver problemas con los interruptores de presión y son estándar en muchas unidades en fila. Sigue siendo mejor que los administradores cambien los filtros periódicamente y mantengan limpio el centro de datos. Esto significa que los administradores deben desempacar el equipo fuera del centro de datos, usar toallitas para los pies para mantener limpios los zapatos, trapear los pisos húmedos y utilizar un servicio de limpieza del centro de datos una vez al año.

Los planes de servicio han cambiado mínimamente, excepto que los proveedores no necesitan revisar las correas, poleas y cojinetes, y los serpentines de enfriamiento permanecen limpios por más tiempo. Los proveedores miden la corriente del motor porque las organizaciones todavía la esperan para los informes, pero no es una métrica particularmente útil con las unidades CRAC más nuevas. Esto se debe a que los motores EC pueden funcionar a velocidades variables y ciertas ofertas tienen circuitos de detección para ajustar el flujo de aire según sea necesario.

A medida que el número de sensores CRAC continúa aumentando, junto con los datos acumulados, el personal de servicio puede encontrar formas más sencillas de solucionar problemas o realizar análisis de causa raíz. Los equipos de instalaciones también pueden acceder a algunos de estos datos para informes y mantenimiento general.

Algunos proveedores de gestión de infraestructura de centros de datos dicen que la IA puede predecir fallos inminentes a partir de estos datos, pero los sensores de los CRAC son de uso general y no proporcionan suficiente información para ser útiles para los modelos de IA. Además, las organizaciones necesitan sensores de vibración para los flujos de trabajo de IA y los costos y requisitos de recalibración de los acelerómetros de calidad cercana a los de laboratorio son prohibitivos.

Las unidades CRAC y CRAH actualizadas y las pautas de ASHRAE ahora hacen innecesario que cada CRAC tenga un humidificador que soporte directamente la unidad. ASHRAE TC 9.9 actualmente recomienda a los administradores controlar la humedad con mediciones del punto de rocío, en lugar de usar la humedad relativa.

Muchas unidades CRAC y CRAH del mercado no utilizan humidificadores internos, sino que dependen de unidades ultrasónicas independientes en el centro de datos. Independientemente del tipo de humidificador (recipiente de vapor, infrarrojo y ultrasónico), los equipos de las instalaciones deben utilizar agua bien filtrada, preferiblemente desionizada, para reducir el mantenimiento, mantener niveles bajos de humedad y ahorrar energía.

Vertiv, Stulz y Data Center Resources son algunos proveedores que ofrecen kits de modernización para reemplazar motores y sopladores convencionales con motores y ventiladores EC en acondicionadores de aire heredados.

Los ahorros de energía resultantes en los CRAH pueden generar un retorno de la inversión de unos pocos años o menos. A los CRAC no les va tan bien con las opciones de modernización porque la mayoría tiene compresores de capacidad constante. Si los administradores reducen la velocidad del ventilador pero no cambian la velocidad del compresor de capacidad variable, pueden provocar que el serpentín se congele y se apague.

Las organizaciones también pueden agregar variadores de frecuencia (VFD) a la mayoría de los motores CRAH y CRAC convencionales a un costo menor que los ventiladores EC para ahorrar energía. Pero los VFD son relativamente grandes, tienen una vida útil más corta que los motores que admiten y pueden requerir filtros de línea de armónicos.