Calculadora de refrigeración
BTUs evacuar para un centro de datos o rack basado en el consumo de energía.
Carga de calor (consumo de energía)
Cuadro de contenidos
Guía integral de refrigeración por centro de datos
¿Qué es la refrigeración del centro de datos?
El enfriamiento del centro de datos es el conjunto de sistemas y prácticas utilizados para eliminar el calor del equipo de TI (servidores, almacenamiento, equipo de red) y mantener niveles seguros de temperatura y humedad. Sin un enfriamiento adecuado, el equipo se sobrecalienta, degrada el rendimiento y aumentan las tasas de fracaso. La capacidad de refrigeración del tamaño correctamente es esencial para la confiabilidad, eficiencia y crecimiento futuro.
Por qué la carga de calor importa
Prácticamente toda la energía eléctrica consumida por IT y sistemas de soporte se convierte en calor dentro de la habitación o rack. La iluminación, la gente y la ganancia solar agregan una pequeña fracción en comparación con la carga de TI. El sistema de refrigeración debe eliminar este calor continuamente; de lo contrario la temperatura ambiente aumenta. Por lo tanto, la carga de calor para evacuar está directamente ligada al consumo total de energía, de ahí la regla: la potencia en vatios (después de aplicar un margen de seguridad) equivale a la carga de calor a la refrigeración de tamaño.
- Carga de calor: Calor total para eliminar, en vatios o BTU/h. Para los espacios IT es esencialmente igual a la potencia eléctrica total.
- BTU/h: Unidades termales británicas por hora; unidad común para la capacidad de refrigeración en América del Norte.
- Toneladas de refrigeración: 1 tonel = 12.000 unidades BTU/h. Las unidades HVAC y CRAC/CRAH se especifican a menudo en toneladas.
- Nivel de seguridad: Capacidad extra (por ejemplo 10-20%%) para picos, crecimiento futuro y redundancia.
Beneficios de la adecuada talla de refrigeración
- Confiabilidad: El equipo permanece dentro de los límites de temperatura del fabricante; menos fallas y vida más larga.
- Eficiencia: El enfriamiento de tamaño derecho evita el sobreprovisionamiento (waste) y el subprovisionamiento (puntos calientes y riesgo).
- Planificación: Conocer BTU/h o toneladas ayuda a comparar unidades CRAC, planificar la redundancia (N+1) y el presupuesto.
- Cumplimiento: Muchas normas (por ejemplo, ASHRAE) recomiendan rangos de temperatura y humedad; el enfriamiento adecuado es compatible con el cumplimiento.
Limitaciones y consideraciones
- Esta calculadora asume que toda la energía eléctrica se convierte en calor en el espacio. Para salas de TI dedicadas esto es preciso; añadir iluminación y ocupación si en la misma zona.
- Las pérdidas PDU y UPS (típicamente un pocos por ciento) también producen calor dentro de la habitación—incluyelas en potencia total si están en el espacio enfriado.
- El control de humedad (humidificación/deshumidificación) puede requerir capacidad adicional; consulte las especificaciones HVAC.
- El diseño de flujo de aire (aisles calientes / fríos, contención) afecta la eficacia; el diseño adecuado mejora la eficiencia de enfriamiento.
El enfriamiento subvencionado conduce a puntos calientes, agitación térmica y falla del equipo. Utilice siempre valores de potencia medidos o conservadores e incluya un margen de seguridad. Para instalaciones críticas, considere la redundancia N+1 o 2N así que el enfriamiento continúa si una unidad falla.
El enfriamiento de tamaño por potencia (vatios) convertido a BTU/h o toneladas es el enfoque estándar para centros de datos y salas de servidores. Utilice esta calculadora para obtener la capacidad necesaria, añadir un margen de seguridad, y planificar la redundancia donde el tiempo de trabajo es crítico. Combine con buen diseño de flujo de aire y monitoreo para una estrategia de refrigeración completa.
¿Por qué el poder equivale al calor para evacuar
Por la primera ley de la termodinámica, la energía se conserva. La energía eléctrica suministrada a servidores, interruptores, almacenamiento y PDU se convierte casi totalmente en calor: una pequeña parte se convierte en luz o sonido, pero en un centro de datos la gran mayoría termina como calor en la habitación. Los ventiladores dentro del equipo mueven ese calor en el aire de la habitación; el sistema de enfriamiento de la habitación (CRAC/CRAH, en-row, o similar) entonces debe eliminarlo.
Así que para un solo rack, una fila de racks, o un centro de datos completo: añadir el consumo de energía de todo el equipo de TI (y soporte) en la zona refrigerada, aplicar su margen de seguridad, y convertir a BTU/h o toneladas. Esa es la capacidad de refrigeración que necesitas para evacuar. Las unidades HVAC y CRAC/CRAH se especifican a menudo en toneladas o BTU/h, por lo que esta conversión es esencial para la adquisición y el diseño.
BTU y toneladas de refrigeración
La Unidad Termal Británica (BTU) es la energía necesaria para elevar la temperatura de una libra de agua por un grado Fahrenheit. La capacidad de enfriamiento se expresa generalmente en BTU por hora (BTU/h): la tasa de eliminación de calor. En América del Norte, el aire acondicionado y refrigeración por centro de datos también se especifican en toneladas de refrigeración.
1 tonelada de refrigeración = 12.000 BTU/h. Históricamente esto representó el efecto enfriador de fundir una tonelada de hielo durante 24 horas. Una unidad CRAC de 10 toneladas elimina 120.000 BTU/h.
Fórmulas y conversiones
BTU/h = Power (watts) × 3.412
1 watt = 3.412 BTU/h (unidades térmicas británicas por hora). La calculadora aplica su margen de seguridad a la potencia antes de convertir.
Toneladas de refrigeración: 1 tonelada = 12.000 BTU/h. Así que Tons = BTU/h ÷ 12.000. El aire acondicionado y el enfriamiento del centro de datos a menudo se clasifican en toneladas (por ejemplo, una unidad de 10 toneladas elimina 120.000 BTU/h).
Referencia rápida:
- 1 kW = 3,412 BTU/h ≈ 0.284 tons
- 1 ton ≈ 3.517 kW (heat removal equivalent)
Tipos de sistemas de refrigeración
El centro de datos y el enfriamiento de la habitación del servidor se pueden proporcionar de varias maneras. La capacidad todavía se expresa en BTU/h o toneladas; la calculadora se aplica a todos ellos.
Nivel de habitación (CRAC/CRAH)
Sala de computación Aire acondicionado (CRAC) o unidades de manejo de aire (CRAH) enfrían toda la habitación. Capacidad en toneladas o BTU/h. Común en centros de datos medianos a grandes.
In-row / close-coupled
Unidades colocadas en o junto a filas de rack para enfriamiento selectivo. Bien por zonas de alta densidad. Todavía tamaño por carga de calor total (BTU/h o toneladas) para la zona que sirven.
Enfriamiento líquido
Enfriamiento líquido directo o indirecto (por ejemplo, intercambiadores de calor de puerta trasera, directo a chip). Elimina el calor más eficientemente; la carga total de calor en watts/BTU/h todavía conduce el enfriamiento o el enfriamiento seco.
Nivel de cubierta (ACU)
Unidades de aire acondicionado pequeñas por rack o par de racks, a menudo utilizados en pequeñas habitaciones o sitios de borde. Rated in BTU/h; sum per-rack load to size.
Valores típicos y tabla de referencia
Utilice esta tabla para comprobar la capacidad de cálculo o estimación de escenarios comunes. Los valores usan la fórmula BTU/h = watts × 3.412 y toneladas = BTU/h ÷ 12.000.
| Carga | Power (W) | BTU/h | Toneladas |
|---|---|---|---|
| 1 rack (3 kW) | 3,000 | ~10,236 | ~0.85 |
| 1 rack (6 kW) | 6,000 | ~20,472 | ~1.7 |
| 10 kW habitación | 10,000 | ~34,120 | ~2.84 |
| 50 kW habitación | 50,000 | ~170,600 | ~14.2 |
| 100 kW datacenter | 100,000 | ~341,200 | ~28.4 |
Margenes de redundancia y seguridad
Para instalaciones críticas, el enfriamiento suele ser redundante. N+1 significa una unidad adicional: si necesita unidades N para cubrir la carga, instale N+1 para que pueda fallar o mantenerse sin perder la capacidad. 2N significa duplicación total. En N+1, cada unidad debe ser capaz de manejar la carga completa (o al menos la carga con una unidad baja), así que tamaño cada CRAC para total BTU/h, no total dividido por número de unidades.
Añadir 10–20% a la carga de calor calculada para picos, crecimiento futuro e incertidumbre de medición. Si la habitación tiene iluminación o gente en el mismo espacio, añadir un poco más. La calculadora le permite entrar en un margen (por ejemplo, 110 para 10%%, 120 para 20%%).
Buenas prácticas
- Use la potencia medida o la placa de nombre para la precisión; resumir toda la carga de TI en la zona (rack o habitación).
- Añadir 10–20% márgen para picos, crecimiento futuro, o iluminación/humanos si en el mismo espacio.
- Para el enfriamiento redundante (N+1), tamaño cada unidad para la carga completa para que se pueda bajar.
- Cuenta para pérdidas PDU y UPS: un poco de potencia total también se convierte en calor en la habitación.
- Preferir diseño y contención de pasillos calientes y fríos para mejorar la eficacia y eficiencia de la refrigeración.
- Supervisa las temperaturas y humedad de la ingesta; establece alertas para capturar la subcapacidad o fallas tempranamente.