Sistema de refrigeración por inmersión

Tipos de sistemas de refrigeración por inmersión

Un **sistema de refrigeración por inmersión** es un sistema de rechazo de calor utilizado para enfriar equipos electrónicos sumergiéndolo en un fluido térmicamente conductor y eléctricamente aislante. Generalmente, existen dos tipos principales de sistemas de refrigeración por inmersión: sistemas por lotes y sistemas de flujo.

• Refrigeración por inmersión en lote:

  En la refrigeración por inmersión en lote, los servidores se sumergen en líquido en un contenedor sellado. El líquido inmóvil absorbe el calor de los componentes del servidor. Este tipo proporciona un enfriamiento eficaz incluso a altas temperaturas. El líquido calentado se bombea luego a través de un intercambiador de calor o radiador para enfriar el líquido fuera antes de regresar a los servidores.

• Refrigeración por inmersión de flujo:

  En la refrigeración por inmersión de flujo, el servidor se sumerge en un tanque lleno de un líquido refrigerante. Una bomba hace circular el fluido para transferir el calor lejos de los componentes críticos. Este método ofrece una gestión térmica eficiente incluso en ambientes de alta temperatura.

Ambos tienen sus beneficios:

• Sistemas por lotes: menores costos operativos, menor consumo de energía, diseño más simple.
• Sistemas de flujo: mejor refrigeración a altas temperaturas ambientales, sin degradación del fluido, puede enfriar los servidores rápidamente.

La selección depende de las necesidades de refrigeración y los requisitos de la instalación.

La refrigeración por inmersión ofrece ventajas distintivas para la refrigeración de centros de datos. Existen dos tipos principales: por lotes y de flujo. Cada método enfría de manera diferente al sumergir los servidores en refrigerante. Los sistemas de flujo proporcionan una refrigeración de servidor más eficiente, lo que permite una mejor transferencia de calor y reduce las posibilidades de contaminación del fluido. Sin embargo, los sistemas por lotes son más simples y menos costosos de operar y mantener.

Más allá de estos dos tipos, existen variaciones como la refrigeración por inmersión monofásica y bifásica, centrándose en las propiedades y operaciones del refrigerante. La monofásica utiliza un fluido con propiedades constantes. Por el contrario, la refrigeración por inmersión bifásica aprovecha el cambio de fase del fluido de trabajo, como la vaporización, para mejorar la transferencia de calor y lograr un mejor enfriamiento. Este proceso recupera el calor para su reutilización en las instalaciones, lo que lo hace más eficiente. Cada tipo y variación tiene beneficios únicos que influyen en el diseño y los costos de los centros de datos.

Función y características del sistema de refrigeración por inmersión

Un sistema de refrigeración por inmersión ideal debe ser a prueba de fugas. El mantenimiento del sistema también debe ser más fácil de realizar, ya que ayuda a reducir la condensación que normalmente se encuentra en los sistemas de refrigeración por aire. Además, el sistema elimina la necesidad de infraestructura de refrigeración para el centro de datos. Esto ayuda a ahorrar costes de capital y operativos. Dado que el sistema es más eficiente energéticamente, reduce el acuerdo de compra de energía con el proveedor de energía.

Para cualquier sistema de refrigeración por inmersión exitoso, hay una serie de requisitos que deben considerarse. Esto incluye el fluido, que debe ser dieléctrico, el diseño del tanque de refrigeración y la circulación del líquido refrigerante. El sistema también debe tener intercambiadores de calor para transferir el calor a un medio refrigerante con el fin de disiparlo. Para colmo, el sistema debe cumplir con los requisitos reglamentarios.

Las características del sistema son lo que ayudan a completar sus funciones. Incluyen:

• Compacto: La refrigeración por inmersión ocupa menos espacio en comparación con los sistemas tradicionales de refrigeración por aire. Esto se debe a que no hay necesidad de infraestructura de refrigeración adicional, como conductos o enfriadores.
• Control de temperatura: El sistema proporciona un mejor control de temperatura y estabilidad, lo que ayuda a mantener todas las condiciones de funcionamiento óptimas para la PC.
• Reducción del ruido: El sistema funciona silenciosamente ya que no hay ventiladores ruidosos o compresores mecánicos.
• Recuperación de calor: El sistema permite recuperar el calor generado durante el funcionamiento de la PC, que se puede utilizar para precalentar agua para otros procesos, ahorrando así costes de energía.
• Escalable: Dependiendo del número de unidades, la refrigeración por inmersión de PC es escalable y se puede ampliar fácilmente para adaptarse a las necesidades de refrigeración crecientes.
• Impacto ambiental: Dado que se producen menos emisiones de CO2, el sistema utiliza fuentes de energía renovables. También tiene un menor GWP, que es el potencial de calentamiento global de los refrigerantes.
• Alta presión: El sistema permite una distribución uniforme del refrigerante en todos los componentes del sistema bajo alta presión.
• Componentes robustos: El sistema tiene piezas duraderas que requieren menos mantenimiento y pueden soportar condiciones extremas.

Escenarios

Un sistema de refrigeración por inmersión se puede utilizar en varios escenarios. Las siguientes son las principales aplicaciones:

• Centros de datos y computación de alto rendimiento

  La refrigeración por inmersión se aplica ampliamente en los centros de datos para enfriar los clústeres de servidores. Las supercomputadoras también utilizan esta tecnología para lograr una mayor densidad y eficiencia. Las organizaciones que buscan actualizar sus sistemas de refrigeración o reducir el consumo de energía pueden considerar la refrigeración por inmersión como una solución.

• Overclocking y construcciones de PC para entusiastas

  Los constructores de PC que buscan el máximo rendimiento más allá de las condiciones normales pueden utilizar la refrigeración por inmersión. Es una forma fiable de mantener excelentes temperaturas de la PC, disipando el calor de los portátiles de alta potencia y manteniendo un funcionamiento estable. Es posible que a estos constructores les interese utilizar esta tecnología para lograr sus ambiciosos objetivos informáticos.

• Refrigeración de baterías de vehículos eléctricos

  Muchos fabricantes de vehículos eléctricos utilizan la refrigeración por inmersión para regular las temperaturas de las baterías durante los ciclos de carga/descarga. Este método ayuda a lograr un rendimiento constante y mejora la seguridad al tiempo que extiende la vida útil. El uso de esta tecnología en los paquetes de baterías de vehículos eléctricos ayuda en gran medida a los diseñadores a lograr una gestión térmica eficiente.

• Sistemas de energía renovable

  Las turbinas eólicas implementan la refrigeración por inmersión para mantener las temperaturas del generador bajo control. Los sistemas geotérmicos también pueden utilizar este método para extraer calor de los bucles subterráneos. Cualquier equipo de energía renovable que requiera una dispersión de calor eficaz puede beneficiarse de la refrigeración por inmersión.

Cómo elegir un sistema de refrigeración por inmersión

Hay muchas formas de enfriar una PC. Algunos jugadores optan por el tubo líquido de aspecto elegante en lugar del gran bloque de metal. Algunos mineros necesitan más flujo de aire. Entonces, ahora, en lugar de solo PC refrigeradas por aire o agua, tenemos otra opción: PC refrigeradas por inmersión. Se ven geniales y la tecnología es increíble.

El problema es que estos sistemas son mucho más caros que los métodos de refrigeración convencionales. También requieren algún mantenimiento adicional en el futuro. Pero si realmente quieres probar esta tecnología, definitivamente vale la pena. Primero, veamos qué es un sistema de refrigeración por inmersión. Luego, veremos por qué es mejor y cómo elegir uno.

Los factores clave a considerar al elegir un sistema de refrigeración por inmersión incluyen:

• Configuración: Debe determinarse la configuración del sistema, ya sea un solo tanque o varios tanques en serie o en paralelo.
• Tamaño: Los sistemas de refrigeración por inmersión están disponibles en diferentes tamaños; por lo tanto, se debe determinar el tamaño del sistema para acomodar la capacidad requerida.
• Espacio: Se debe medir el espacio de instalación disponible para determinar qué sistema se ajustará mejor.
• Tipo de sistema: Hay disponibles diferentes tipos de sistemas de refrigeración por inmersión, que incluyen estáticos y de flujo continuo. Se debe realizar una revisión exhaustiva de cada tipo para determinar cuál es el más adecuado.
• Operativo: Se debe realizar una evaluación crítica de las necesidades operativas, incluidas las fuentes de calor a enfriar, la temperatura a mantener y el rendimiento del sistema requerido.
• Condiciones ambientales: La efectividad del sistema depende de varias condiciones ambientales externas como la humedad, la temperatura y la altitud. Estas condiciones deben evaluarse para determinar qué sistema funcionará mejor.
• Mantenimiento: El sistema de refrigeración por inmersión requiere mantenimiento periódico para que funcione correctamente. Se necesitan inspecciones de rutina para verificar los niveles y las concentraciones del refrigerante, así como las condiciones de funcionamiento de la bomba. Reemplace los filtros periódicamente y enjuague el sistema con refrigerante nuevo para eliminar los contaminantes.
• Eficiencia energética: Al elegir un sistema de refrigeración por inmersión, se debe considerar su clasificación de eficiencia energética. Esta clasificación afecta significativamente los costes operativos a largo plazo.
• Coste: se deben comparar los costes de integración, servicio y sistema, y ​​también se deben considerar los posibles ahorros a largo plazo que estos sistemas pueden proporcionar. Esto ayudará a establecer expectativas y tomar una decisión más informada.

Preguntas frecuentes sobre los sistemas de refrigeración por inmersión

P1: ¿Cuál es la función del sistema de refrigeración por inmersión?

A1: El sistema de refrigeración por inmersión funciona colocando un sistema completo de hardware de computadora en un líquido eléctricamente inerte y haciendo circular ese fluido. Este proceso maneja y reduce adecuadamente el calor generado por los sistemas de computación de alto rendimiento.

P2: ¿Cuáles son los beneficios de un sistema de refrigeración por inmersión?

A2: Los beneficios de un sistema de refrigeración por inmersión incluyen mayor eficiencia energética, menores costes de mantenimiento, operaciones de sistema confiables, excelente gestión térmica y menor ruido.

P3: ¿Cuáles podrían ser los desafíos potenciales del uso de un sistema de refrigeración por inmersión?

A3: Los desafíos podrían ser los costes de implementación del sistema, los requisitos de espacio de las instalaciones y la necesidad de servicios de mantenimiento altamente especializados.

P4: ¿Con qué frecuencia se debe reemplazar el fluido en un sistema de refrigeración por inmersión?

A4: El fluido en un sistema de refrigeración por inmersión debe reemplazarse periódicamente para un rendimiento óptimo. La frecuencia de reemplazo del fluido depende de factores como la calidad del fluido, el diseño del sistema y las condiciones operativas.