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Confiamos en los servicios de centros de datos constantemente para mantenernos trabajando, conectados y entretenidos. Sin embargo, estas instalaciones utilizan cantidades significativas de energía y agua, que han sido destacadas por el Laboratorio Nacional Lawrence Berkley y la EPA como un problema ambiental.
Las empresas de centros de datos se han comprometido a mejorar las prácticas sostenibles, pero cuando se trata de la conservación del agua y la energía, deben trabajar estrechamente con su proveedor de tratamiento de agua para lograr sus ambiciosos objetivos.
Es importante que el proveedor de tratamiento de agua tenga la experiencia necesaria para abordar los sistemas de manera holística y determinar el mejor programa para equilibrar la protección de los equipos y, al mismo tiempo, ahorrar agua y energía.
La Parte 1 de esta serie de tres partes sobre la eficiencia del centro de datos se centra en prevenir el uso excesivo de agua.
Los centros de datos conscientes del agua han adoptado la métrica de eficiencia del uso del agua (WUE) para monitorear y gestionar su uso del agua. Una forma en que los centros de datos pueden mejorar WUE es adelantarse al consumo excesivo de agua, buscando parámetros de control críticos en su programa de tratamiento de agua.
El uso excesivo de agua puede provenir de varias áreas clave:
El desbordamiento no controlado o la ejecución constante de un programa de torre de enfriamiento en ciclos innecesariamente bajos de concentración puede costar a un centro de datos millones de galones de agua por año.
Considere un solo sistema de 500 toneladas que funcione a una carga anual promedio del 65 %. El funcionamiento del sistema a 2,0 ciclos de concentración en lugar de 3,0 ciclos de concentración más altos consume 1,94 millones de galones adicionales de agua por año*.
Una parte clave del tratamiento del agua del centro de datos es analizar regularmente el agua de aporte entrante y establecer rangos de control del programa de la torre de enfriamiento que minimicen el consumo de agua sin poner el sistema en riesgo de incrustación.
Los centros de datos necesitan programas de tratamiento de agua diseñados teniendo en cuenta la conservación del agua, y es importante comunicar los parámetros de control críticos con los socios de tratamiento de agua regularmente para mitigar el uso excesivo de agua.
Los rangos de control para las métricas de ahorro de agua, como la conductividad y los ciclos de concentración objetivo, pueden comunicarse a los operadores de centros de datos a través de informes de servicio regulares. Además, los controladores de torres de enfriamiento y los sistemas de gestión de edificios pueden programarse con alarmas para notificar a los operadores si los parámetros de control clave, como la conductividad, se desvían del rango de control estrecho.
Por supuesto, todos los sistemas son diferentes y la diligencia debida es necesaria para determinar la viabilidad de utilizar estos métodos. Siempre consulte los manuales y las guías de su equipo.
*Basado en cálculos realizados en el configurador y la calculadora de enfriamiento CTVista®+ de ChemTreat
La parte 1 de esta serie analizó los factores clave para mitigar el uso excesivo de agua en los centros de datos. La gestión energética es otra área de enfoque para estas instalaciones, específicamente cuando se trata del intercambio de calor.
Los centros de datos utilizan aproximadamente el 2 % de la energía en los EE. UU., pero no ha habido un modelo ideal para evaluar la eficiencia energética debido a los diseños de centros de datos que evolucionan rápidamente. Las densidades de los racks en las instalaciones de datos modernas pueden variar de 40 a 500 W/ft2 y dar como resultado una carga de calor desigual, lo que hace que el modelado de energía de edificios comerciales típicos sea un ajuste deficiente. Además, los equipos de TI, refrigeración y HVAC no siempre evolucionan a la misma velocidad.
Los operadores miden la efectividad del uso de energía (PUE) como una forma de controlar el consumo de energía en sus instalaciones.
A veces, los operadores pueden pasar por alto el impacto que el tratamiento inadecuado del agua puede tener en el consumo de energía. El ensuciamiento microbiológico en el intercambio de calor del lado del agua y los sistemas de agua helada puede ser el culpable que hace o rompe los objetivos de sostenibilidad y PUE de un sitio.
En las superficies de intercambio de calor del lado del agua, el ensuciamiento no solo dará como resultado un consumo de energía mucho mayor debido a la baja eficiencia del intercambio de calor, sino que a menudo acortará la vida útil del propio equipo de intercambio de calor.
La contaminación microbiológica también puede ser un gran problema en los sistemas de agua refrigerada, especialmente cuando se utilizan tanques de almacenamiento térmico grandes. El control microbiológico adecuado a menudo se pasa por alto en esta área porque el agua refrigerada se considera un sistema “cerrado”. Sin embargo, el bajo flujo en el tanque crea un área madura para que el sedimento se asiente, lo que promueve el crecimiento de bacterias y biopelículas.
Cuando la biopelícula se extiende y se establece en superficies de intercambio de calor, inhibirá significativamente la eficiencia del intercambio de calor. Mientras que la conductividad térmica del cobre, aluminio y acero inoxidable es de 384,0, 138,5 y 16,3 W/mK respectivamente, la conductividad térmica de la biopelícula promedia 0,65 W/mK1. Una capa de biopelícula que reduce el diámetro del tubo en un 10 % reduciría el intercambio de calor en un 55 %.
En el lenguaje de los costos operativos, una capa de biopelícula de 0,6 mm de grosor en superficies de intercambio de calor de una enfriadora de 500 toneladas costaría $15.000 adicionales por año para operar.
La falla prematura e inesperada del equipo puede ser una amenaza para el tiempo de actividad y la confiabilidad del centro de datos. La vida útil del tubo de enfriamiento se reduce drásticamente por problemas microbiológicos persistentes. Retirar el equipo para la retubación o el reemplazo no es barato ni ideal para preservar la redundancia. La misma enfriadora de 500 toneladas costaría casi $125,000 en retubo o $350,000 en reemplazo total.
Los centros de datos de la generación 5 se alejan constantemente de los sistemas tradicionales de enfriamiento de la planta de enfriamiento, optando por soluciones más modulares diseñadas para ser más fáciles de usar en agua y energía.
Estas estrategias de enfriamiento de nueva generación todavía dependen en gran medida del agua para el enfriamiento y no están exentas de sus desafíos de tratamiento. Los microbios siguen proliferando en estos sistemas, y se necesitan programas adecuados de pretratamiento o prevención del agua para preservar la vida útil del equipo. No implementar una estrategia de tratamiento adecuada puede provocar peligros para la salud a través de patógenos transmitidos por el agua y reemplazo innecesario de medios de enfriamiento temprano. Un poco de mantenimiento preventivo puede ser muy útil en los sistemas de enfriamiento de nueva generación.
Comuníquese con ChemTreat hoy mismo para realizar una consulta sobre el mantenimiento preventivo de sus sistemas de enfriamiento. Nuestro equipo tiene experiencia ayudando a los clientes de centros de datos a resolver sus desafíos de tratamiento de agua.
Recuerde siempre que todos los sistemas son diferentes y que es necesario ser diligente para determinar la viabilidad de utilizar estos métodos. Consulte los manuales y guías de su equipo.
En las partes 1 y 2, analizamos la importancia del tratamiento del agua para mantener la eficiencia del centro de datos.
Sin embargo, simplemente agregar química a los sistemas de agua de enfriamiento no es suficiente. Crear un programa de tratamiento de agua que proteja la eficiencia del intercambio de calor y minimice el uso de agua adopta un enfoque holístico.
Los centros de datos dependen de un personal eficiente, por lo que es fundamental tener un socio de tratamiento de agua para actuar como parte de su equipo y ejecutar programas para lograr sus objetivos de PUE, WUE y sostenibilidad.
Los tratantes de agua deben comunicarse con los operadores de los centros de datos regularmente para garantizar que los programas de alimentación química se alineen con los cronogramas de circulación de mantenimiento preventivo.
Las pruebas regulares de agua pueden incluir cosas como equilibrios minerales y análisis de bacterias de laboratorio para buscar indicadores de formación de sarro y biopelícula antes de que se conviertan en desafíos insuperables.
Un programa de tratamiento de agua que utiliza una estrategia de reacción terminará costando más en mano de obra, química, años de equipos y tiempo de inactividad en comparación con un programa que utiliza un enfoque consistente y proactivo.
ChemTreat está aquí para ayudarle a administrar su programa de tratamiento de agua de manera eficiente. Hemos reunido un equipo altamente experimentado listo para ayudarlo a implementar un programa de tratamiento de agua personalizado según sus necesidades únicas del sistema.
El equipo de ChemTreat puede ayudar a sus instalaciones a desarrollar una estrategia ganadora de tratamiento de agua.
Nuestros programas pueden incluir:
Citaciones:
Estimación de costos basada en una enfriadora de 500 toneladas con 3.000 horas de operación anuales y un costo de electricidad de $0,09/kWh.
Fuentes adicionales
¿Quiere saber dónde puede lograr el mayor impacto en la mejora de la PUE? ChemTreat ofrece una evaluación y un informe gratuitos de sustentabilidad para ayudarlo a identificar dónde y cómo está usando el agua y la energía. También podemos ofrecerle recomendaciones clave para ayudarle a alcanzar sus objetivos de ahorro de agua y energía. ¡Solicite su evaluación gratuita hoy mismo!
Consultor técnico de la industria
Valerie Richter se graduó de la Universidad Rutgers y comenzó su carrera en investigación médica. Al cambiar al tratamiento de agua en 2012, estuvo muy involucrada en la construcción nueva y la puesta en marcha de sistemas en múltiples industrias. Ahora, asesora en aplicaciones de materias primas y aguas residuales, así como en refrigeración y calderas, mantiene un enfoque basado en la investigación para la resolución de problemas y participa en múltiples proyectos de I+D y esfuerzos de desarrollo de capacitación. Le apasiona la sostenibilidad y encontrar soluciones ecológicas
