Climatización y eficiencia energética en la industria CPD

Pero con el transcurso de los años las potencias y densidades en los CPD han venido incrementándose, aumentando a su vez el gasto destinado a los sistemas de climatización soporte. Nos hallamos inmersos ya no en una revolución digital, sino en un cambio de era de alcance desconocido. Este gran cambio acarreará en los próximos años significativas innovaciones en la eficiencia energética del CPD, y más particularmente en la climatización. Por todo ello veamos, antes de entrar en el análisis, algunos datos globales que ofrecen una imagen fidedigna de la crucial importancia en términos energéticos de la climatización.

El consumo energético mundial en la industria CPD (o datacenter, la referiremos como industria CPD, por las siglas Centro de Proceso de Datos) es de unos 450-470 TWh anuales y subiendo. Este consumo viene a suponer en torno al 3,5% de la energía mundial, y un 2,2% de las emisiones de CO₂. El almacenamiento mundial TIC se estima actualmente en unos 33 Zettabyte, o bien 33000 trillones de bytes, con un incremento que parece ser exponencial. Este incremento guarda cierta proporcionalidad, no necesariamente lineal (por razones de eficiencia en la computación), con el gasto energético.

Además, si se eliminara de ese porcentaje el peso aportado por Google (3,2 GW instalados: imagen inferior), Apple, Amazon o Facebook, los cuales por su dimensión y trascendencia están obligados a mantener políticas muy verdes en sus CPD, el porcentaje relativo respecto al resto de la energía en términos globales sería aún significativamente menor.

Por tanto la eficiencia y sostenibilidad en climatización tiene mucho que decir, tanto desde las fuentes de producción como desde la infraestructura de consumo.

Además de esto, la Resiliencia /redundancia Vs eficiencia energética ha sido el histórico caballo de batalla tanto en diseño como explotación CPD. Es decir, la optimización y reducción de consumo eficiente en un CPD está limitado por la propia condición de instalación redundante de la infraestructura crítica.

Sin embargo, dada la propia naturaleza crítica de los CPD, el PUE a la postre no hace una lectura fidedigna con respecto a la infraestructura instalada y el factor desuso propio de la infraestructura. Por ello “The green grid” desarrolló una nueva métrica denominada Performance Indicator (PI) que trata de calibrar no sólo la eficiencia energética en sí, sino la repercusión propia de la resiliencia del sistema y la adecuación térmica en IT, tratándose por tanto de dar una evaluación global de los tres factores, dado que al menos dos de ellos son contrapuestos (resiliencia y eficiencia energética).

No únicamente. Todo se origina en la potencia IT, que de ordinario cae en olvido, tomándose como insalvable y despegada del consumo de infraestructura, pero la mejora en la refrigeración optimiza a su vez la eficiencia IT, lo que no se refleja en el PUE que no tiene en cuenta el consumo IT.

La ventilación propia de los servidores (ventiladores EC /thermal management) se optimiza con la mejora de la eficiencia y la temperatura: límites ashrae, thermal conformance de “performance indicator” arriba visto, si bien paradójicamente existen CPD con alta eficiencia y PUE alto, y baja eficiencia y PUE bajoà servidores “zombi” y comatosos.

Los servidores IT puede consumir un 40% de media de su pico nominal en estado de reposo. Hay una eficiencia HVAC latente y silenciosa, dentro de la infraestructura IT, que puede suponer entre el 3 y 7% de toda la potencia IT instalada. Liquid Cooling, por ejemplo, mitiga la pérdida por ventilación en servidores, pero sólo es aplicable en casos específicos: supercomputación y servidores especiales.

El elenco de opciones implementables que posibilitan una objetivable eficiencia energética en climatización, es amplísimo en la industria CPD, y contra lo que a veces se piensa, no hay dos CPD iguales. Más allá del paradigma propio que significa el Liquid Cooling, los sistemas pueden ser Con/Sin sistema almacenamiento de energía (TES) con vistas a a la implementación del continuous cooling, con depósitos de inercia/ hielo-cambio de fase, con enfriadoras condensadas por agua/aire y agua de condensación por torres (cerradas o abiertas) o drycoolers híbridos; con freecooling agua y/o freecooling aire (directo o indirecto). Con freecooling de gas refrigerante (bombeo refrigerante y efecto termosifón) y con/ sin enfriamiento adiabático en diferentes niveles /capas del sistema.

Asimismo dentro de diversas tecnologías pueden contemplarse compresores de levitación magnética /inverter/ compresor digital, sistemas convencionales DX con unidades CRAC con freecooling de aire o UTAs con DX+freecooling de aire directo /indirecto.