pfm- eficiencia energÉtica en cpdsbibing.us.es/proyectos/abreproy/70345/fichero/pfm...máster...

UNIVERSIDAD DE SEVILLA

MÁSTER EN SISTEMAS DE ENERGÍA TÉRMICA

Eficiencia Energética en Centros de Procesos de Datos

(CPDs)

Código Europeo de Conducta.

TRABAJO FIN DE MÁSTER

TUTOR: JOSE GUERRA MACHO

JOSE LUIS ESPINOSA MACHADO

SEVILLA, SEPTIEMBRE 2012

Máster Oficial Sistemas de Energía Térmica _____________________________________________________________________________

EFICIENCIA ENERGÉTICA EN CPDS. 2

INDICE

1. AUTOR Y AGRADECIMIENTOS ....................................................................................................... 5

1.1. AUTOR DEL ESTUDIO ....................................................................................................................... 5 1.2. TUTOR Y AGRADECIMIENTOS ............................................................................................................ 5

2. INTRODUCCION ............................................................................................................................ 6

2.1. UN POCO DE HISTORIA. .................................................................................................................... 6 2.2. CENTRO DE PROCESOS DE DATOS. ...................................................................................................... 7 2.3. MOMENTO ACTUAL DE LOS CPDS. ..................................................................................................... 7

3. CENTRO PROCESO DE DATOS – CPD. ............................................................................................. 8

3.1. DEFINICIÓN. .................................................................................................................................. 8 3.2. ELEMENTOS DE UN CPD. ................................................................................................................. 8 3.3. NIVELES DE LA INFRAESTRUCTURA DEL CPD. TIA-942........................................................................... 9 3.4. HOUSING – HOSTING. ................................................................................................................... 13 3.5. EVOLUCIÓN DE LOS CPDS. ............................................................................................................. 16 3.6. EL COSTE ENERGÉTICO DE LOS CPDS. ............................................................................................... 17 3.7. OPORTUNIDADES PARA INCREMENTAR LA EFICIENCIA DE CPDS. ............................................................. 19

4. DESARROLLO DE UN MODELO IT GREEN PARA CPDS. ................................................................. 20

4.1. GREEN COMPUTING –IT GREEN. ..................................................................................................... 20 4.2. DISEÑO DEL CENTRO DE DATOS ....................................................................................................... 21 4.3. MEDIDAS DE EFICIENCIA DEL CPD. PUE-DCIE-HVAC SE. ................................................................... 23 4.4. VARIABLES DE OPERACIÓN ÓPTIMAS EN CPDS. ................................................................................... 26 4.5. CPDS TRADICIONALES VS CONTENEDORES MODULARES. ..................................................................... 30 4.6. VIRTUALIZACIÓN .......................................................................................................................... 33 4.7. CLIENTE / SERVIDOR ..................................................................................................................... 33 4.8. REDES INFORMÁTICAS ................................................................................................................... 34 4.9. COMPUTACIÓN EN LA NUBE ............................................................................................................ 34 4.10. TELE TRABAJO .............................................................................................................................. 35 4.11. CERTIFICADOS EN GREEN COMPUTING.............................................................................................. 35

5. AUDITORIA ENERGÉTICA EN CPD. ............................................................................................... 36

5.1. ANÁLISIS PREVIO. ......................................................................................................................... 36 5.2. ESTUDIO DE DOCUMENTACIÓN Y ELABORACIÓN DEL PLAN DE TRABAJO .................................................... 38 5.3. ANÁLISIS DEL CPD. ....................................................................................................................... 38 5.4. REDACCIÓN DEL INFORME FINAL. .................................................................................................... 39 5.5. SEGUIMIENTO DE MEDIDAS IMPLANTADAS. ........................................................................................ 39

6. MEDIDAS DE MEJORA A IMPLANTAR EN CPD. ............................................................................ 40

6.1. ELECCIÓN DEL FUNCIONAMIENTO ÓPTIMO. ........................................................................................ 40 6.2. ELECCIÓN DEL MODO ECONOMIZADOR MÁS EFICIENTE. ........................................................................ 41 6.3. ELECCIÓN DEL LAS CONDICIONES DE OPERACIÓN. ................................................................................ 53 6.4. GESTIÓN ENERGÉTICA. .................................................................................................................. 59 6.5. CONDICIONES AMBIENTALES. ......................................................................................................... 65 6.6. GESTIÓN DEL FLUJO DE AIRE. .......................................................................................................... 68 6.7. PLANTA DE ENFRIAMIENTO. ............................................................................................................ 78 6.8. EQUIPAMIENTO IT. ....................................................................................................................... 95 6.9. MOTORES. .................................................................................................................................. 98 6.10. SUMINISTRO Y DISTRIBUCIÓN DE ENERGÍA.......................................................................................... 99 6.11. ILUMINACIÓN. ........................................................................................................................... 104 6.12. RESUMEN Y EJEMPLO DE ESTRATEGIAS PARA REDUCCIÓN DE CONSUMO ENERGÉTICO. ............................... 105

7. ESTANDARES INTERNACIONALES. ............................................................................................. 108



7.1. CÓDIGO DE CONDUCTA EN DATA CENTERS. ..................................................................................... 108

8. GLOSARIO DE TERMINOS CPD. .................................................................................................. 129

9. RESUMEN Y CONCLUSIONES. .................................................................................................... 129

9.1. RESUMEN. ................................................................................................................................ 129 9.2. CONCLUSIONES FINALES. .............................................................................................................. 130

10. BIBLIOGRAFÍA. .......................................................................................................................... 131

LISTA DE FIGURAS

FIGURA 1: VISIÓN ESQUEMÁTICA DEL FLUJO DE ELECTRICIDAD EN UN CPD. ................................................................. 18

FIGURA 2: VISIÓN SIMPLIFICADA DEL FLUJO DE ELECTRICIDAD EN UN CPD. ................................................................. 19

FIGURA 3 DIAGRAMA DE FLUJO DEL CONSUMO ENERGÉTICO DE UN TÍPICO CPD (PUE:2,13). ........................................ 19

FIGURA 4: AUMENTO DE LA EFICIENCIA EN CPD. ................................................................................................... 20

FIGURA 5: MODELO DE IT GREEN. ...................................................................................................................... 21

FIGURA 6: DEFINICIÓN DEL PUE Y DCIE. ............................................................................................................. 23

FIGURA 7: EJEMPLO DE PUE. ............................................................................................................................ 25

FIGURA 8: EJEMPLO DE HVAC SYSTEM EFFECTIVENESS. ......................................................................................... 25

FIGURA 9: MEDICIONES DEL SERVIDOR PARA LA DETERMINACIÓN DEL COMPORTAMIENTO MEDIOAMBIENTAL DEL CPD. ...... 27

FIGURA 10: ASHRAE 2011 THERMAL GUIDELINES. ESCENARIOS MEDIOAMBIENTALES PARA CLASES PARA CPDS. ............ 30

FIGURA 11: EJEMPLO DE ANÁLISIS IN SITU. .......................................................................................................... 39

FIGURA 12: TIPOS DE SISTEMAS DE REFRIGERACIÓN CON MODO ECONOMIZADOR. ....................................................... 44

FIGURA 13: BYPASS DEL AIRE ACONDICIONADO A TRAVÉS DE AIRE FRESCO DIRECTO. ..................................................... 45

FIGURA 14: BYPASS DEL AIRE ACONDICIONADO A TRAVÉS DE INTERCAMBIADOR DE CALOR DE PLACAS AIRE-AIRE. ................ 46

FIGURA 15: BYPASS DEL AIRE ACONDICIONADO A TRAVÉS DE INTERCAMBIADOR DE CALOR ROTATIVO AIRE-AIRE. ................ 47

FIGURA 16: BYPASS DE ENFRIADORA A TRAVÉS DE INTERCAMBIADOR DE CALOR. .......................................................... 47

FIGURA 17: BYPASS DE ENFRIADORA COMPACTA A TRAVÉS DE ENFRIADORA SECA.. ....................................................... 48

FIGURA 18: BYPASS DE ENFRIADORA COMPACTA A TRAVÉS DE AEROTERMO - ENFRIADORA SECA. .................................... 49

FIGURA 19: FACTORES DE CARGA DE ENFRIAMIENTO PARA LOS MODOS ECONOMIZADOR RESPECTO A LA BASE. .................. 52

FIGURA 20: INCREMENTO DE ENERGÍA DEL SERVIDOR VS TEMPERATURA AMBIENTE PARA CLASES A2 Y A3. ...................... 53

FIGURA 21: INCREMENTO DEL FLUJO DE AIRE DEL SERVIDOR VS INCREMENTO DE TEMPERATURA AMBIENTE. .................... 54

FIGURA 22: HISTOGRAMA DE TEMPERATURA DE BULBO SECO PARA CIUDAD DE CHICAGO PARA AÑO 2010. ...................... 54

FIGURA 23: HISTOGRAMA DE TEMPERATURA DE BULBO SECO CON LAS CONSIDERACIONES DE ECONOMIZADOR ASUMIDAS PARA

CIUDAD DE CHICAGO PARA AÑO 2010. ...................................................................................................... 55

FIGURA 24: PROYECCIONES DE LA TASA DE FALLOS PARA ECONOMIZADOR DE AIRE LATERALES Y ECONOMIZADORES DE AGUA EN

DIFERENTES CIUDADES............................................................................................................................. 56

FIGURA 25: PROYECCIONES DE LA TASA DE FALLOS PARA ECONOMIZADORES DE AGUA CON TORRE DE REFRIGERACIÓN SECA EN

DIFERENTES CIUDADES............................................................................................................................. 56

FIGURA 26: DIAGRAMA DE FLUJO PARA IMPLEMENTAR EL PROCESO DE OPTIMIZACIÓN DE CONDICIONES DE OPERACIÓN EN

CPD. ASHRAE TC 9.9 .......................................................................................................................... 58

FIGURA 27: SISTEMA DE CERRAMIENTO DE PASILLOS CALIENTES SEGÚN UN MÉTODO DE REFRIGERACIÓN POR FILAS. ............ 69

FIGURA 28: ENTORNOS DE TRABAJO CON CERRAMIENTO DE PASILLOS FRÍOS Y CALIENTES. .............................................. 70

FIGURA 29: DIAGRAMA P-H DE REFRIGERACIÓN. ................................................................................................... 89

FIGURA 30: AUMENTO DE CWT: AUMENTA EL LIFT DEL COMPRESOR – CONSUMO ENERGÍA. ......................................... 90



FIGURA 31: COMPARACIÓN DE CONSUMOS DE ENERGÍA: PLANTA ENFRIADORA DE 500 TON A 85/95 Y 95/115°F

TEMPERATURA DEL AGUA DEL CONDENSADOR. ........................................................................................... 90

FIGURA 32: EJEMPLO DE IMPLEMENTACIÓN DE MEDIDAS DE AHORRO EN CPDS. ........................................................ 107

LISTA DE TABLAS

TABLA 1. ITEMS CONSIDERADOS POR SUBSISTEMA EN ESTÁNDAR TIA-942. ................................................................ 10

TABLA 2. CARACTERÍSTICAS DE DISPONIBILIDAD SEGÚN TIER EN TIA-942. ................................................................ 12

TABLA 3. CATEGORÍAS PARA MEDICIÓN DEL PUE. ................................................................................................. 24

TABLA 4. RESUMEN DE MODIFICACIONES DE ASHRAE THERMAL GUIDELINES 2004-2008-2011. ............................... 26

TABLA 5. TABLA 1. ASHRAE 2008 THERMAL GUIDELINES. .................................................................................... 27

TABLA 6. RELACIÓN ENTRE CLASES 2008 - 2011. ................................................................................................. 28

TABLA 7. TABLA 4. ASHRAE 2011 THERMAL GUIDELINES ESPECIFICACIONES DE EQUIPOS SEGÚN CLASE –

OPERACIÓN/POWER OFF. ....................................................................................................................... 29

TABLA 8. COMPARACIÓN PRINCIPALES ATRIBUTOS ENTRE CPD TRADICIONAL Y CPD MODULAR. ..................................... 31

TABLA 9. PROBLEMAS A RESOLVER CON EL DISEÑO DE CPD MODULAR. ...................................................................... 32

TABLA 10. RANGO DE OPCIONES A CONSIDERAR EN LA OPTIMIZACIÓN DE LOS AHORROS DE ENERGÍA. ASHRAE 2011. ....... 40

TABLA 11. COMPARACIÓN CUANTITATIVA DE DIFERENTES MODOS DE ECONOMIZADOR . ................................................ 50

TABLA 12. COMPARACIÓN CUALITATIVA DE DIFERENTES MODOS DE ECONOMIZADOR.................................................... 51

TABLA 13. AUMENTO ESPERADO DEL NIVEL DE POTENCIA ACÚSTICA EN DBA. ............................................................. 54

TABLA 14. TASA DE FALLO TIEMPO- TEMPERATURA PARA EQUIPOS IT EN CIUDAD EJEMPLO. ........................................... 55

TABLA 15. RESUMEN DE CERRAMIENTO DE PASILLOS FRÍOS VS CERRAMIENTO DE PASILLOS CALIENTES. ............................. 71

TABLA 16. RESUMEN DE ESTRATEGIAS PRÁCTICAS PARA REDUCIR EL CONSUMO DE ENERGÍA ELÉCTRICA EN CPDS. ............ 106

TABLA 17. CLASIFICACIÓN DE CATEGORÍAS EU CODE CONDUCT. ............................................................................ 112

TABLA 18. CLASIFICACIÓN DE TIPO DE PARTICIPANTE EU CODE CONDUCT. .............................................................. 113

TABLA 19. CLASIFICACIÓN DE ÁREAS DE RESPONSABILIDAD EU CODE CONDUCT. ...................................................... 114

TABLA 20. ÁREAS DE RESPONSABILIDAD PARA TIPOS DE SOLICITANTES. EU CODE CONDUCT. ....................................... 115



1. AUTOR Y AGRADECIMIENTOS

1.1. Autor del estudio

El presente proyecto Fin de Máster ha sido realizado por D. José Luis Espinosa Machado, Ingeniero Industrial, con experiencia en auditorías energéticas, huella de

carbono, implantación de sistema de gestión energética según la ISO 50001 y revisión de CPDs. Actualmente es CEM – Certified Energy Manager por la AEE – Association of

Energy Engineers.

1.2. Tutor y Agradecimientos

Este trabajo es realizado como último paso del Máster de Sistemas de Energía Térmica de la Escuela de Ingenieros de Sevilla.

El título del trabajo desarrollado es “Eficiencia Energética en CPDs. Código Europeo de Conducta”.

El tutor del proyecto es José Guerra Macho, a quién quiero agradecer sinceramente su dedicación y apoyo en la elaboración de este proyecto.



2. INTRODUCCION

2.1. Un poco de historia.

Hoy en día está claro que la sociedad ha cambiado radicalmente hacia una sociedad de la información y comunicación. Este cambio se ha producido en los

últimos años del siglo XX y primeros del XXI debido a la difusión masiva de las tecnologías de la información y la comunicación (TIC). Este escenario se ha producido

tras una serie de acontecimientos claves ocurridos en los últimos 40 años.

Globalización de las Telecomunicaciones. Los inventos que hoy están al alcance de prácticamente todo el mundo, la televisión o el teléfono móvil, se han popularizado tanto que se han convertido en los más importantes canales de comunicación y a

partir de la década de los setenta su alcance se amplía a nivel global y su cobertura se expande a todo el planeta gracias a los satélites. Ciertos eventos pueden ser

contemplados por todo el planeta a la vez, como los Juegos Olímpicos o Mundial de Futbol, tal que en cada nueva celebración se tiene más seguidores. Por otro lado, el

uso del cable de fibra óptica a partir de los años noventa ha elevado exponencialmente la capacidad de las redes de telefonía.

Desarrollo del ordenador. El desarrollo del computador u ordenador personal ha sido increíble desde su nacimiento en 1975. El coste, capacidad, difusión y aplicabilidad

han ido mejorando de una manera excepcional.

Dependencia del sistema económico global de la información, su procesamiento y comunicación. A partir de la década de los setenta, los distintos países iniciaron un proceso de globalización que cambió la dinámica del sistema económico mundial, en

el que los países son cada vez más dependientes de lo que sucede en los otros, como lo demuestra la última crisis financiera iniciada en Estados Unidos.

La competitividad. La globalización introdujo modificaciones esenciales en la naturaleza de la economía, debido a la internalización de las compañías y aumento

de la red de contactos empresarial. Como regla para una buena competencia se tiene que para subsistir en un mercado mundial, interconectado, con una infinidad de

variaciones y características, las empresas necesitan ser cada vez más flexibles para adaptarse a las condiciones de cada lugar.

Uno de los factores centrales del éxito, es la capacidad de obtener y procesar la información esencial de manera casi instantánea. Esto permite estar alerta ante

oportunidades de nuevos mercados y conocer lo que está haciendo la competencia entre otros. La información se convierte así en un recurso estratégico.

La productividad. En el mundo empresarial está claro que para ser competitivos, se debe aumentar la eficiencia: producir mayor cantidad de bienes y servicios a un costo

menor, mediante la optimización de los procesos. En esta optimización las operaciones TIC son cruciales para la mayoría de compañías. Las TIC están formadas

por redes de ordenadores y dispositivos de telecomunicación que hacen más eficientes y expeditos todos sus procesos, desde los administrativos hasta los de

producción. En este caso, como en la competitividad, el recurso estratégico es la información.



Sociedad de la Información. Como se puede observar hoy en día, el uso de las TIC no se ha restringido únicamente al campo de la actividad económica, debido al desarrollo de diferentes dispositivos y aplicaciones su empleo se ha extendido al resto

de la sociedad.

Los ordenadores, móviles y las telecomunicaciones se encuentran prácticamente en

todas las áreas de la actividad humana, y hoy en día ocupan un lugar importante en los hogares de casi todas las sociedades.

Nace internet. Al disponer de Internet casi todo se ha convertido en inmediato, universal, y accesible. El número de información electrónica crece continuamente, y

ya en el año 2006 la información digital era tres millones de veces superior a la de los libros escritos, pues mucha de esta información nunca se publica por escrito.

Es difícil dimensionar la trascendencia del instante histórico en que nos ha tocado vivir, justo porque formamos parte de él. Nuestros abuelos han “sufrido” una

“tecnologización” impresionante, no imaginada ni por Julio Verne, pasando por el desarrollo de la radiodifusión, teléfono, televisión, telegrafía, computadoras,

comunicación por satélite, correo electrónico, móviles, portátiles….. y todo esto en tan solo unas décadas.

Nace la nube. "Cloud computing" es un nuevo modelo de prestación de servicios de negocio y tecnología, que permite al usuario acceder a un catálogo de servicios

estandarizados y responder a las necesidades de su negocio, de forma flexible y adaptativa, en caso de demandas no previsibles o de picos de trabajo, pagando

únicamente por el consumo efectuado. El cambio paradigmático que ofrece la computación en nube es que permite aumentar el número de servicios basados en la

red. Esto genera beneficios tanto para los proveedores, que pueden ofrecer, de forma más rápida y eficiente, un mayor número de servicios, como para los usuarios que

tienen la posibilidad de acceder a ellos, disfrutando de la ‘transparencia’ e inmediatez del sistema y de un modelo de pago por consumo.

2.2. Centro de Procesos de datos.

Y con tanta Sociedad de la Información, ¿dónde reside la información y la fuente del

conocimiento? La respuesta es complicada. La información puede ubicarse en cualquier lugar del planeta, gracias a las nuevas redes y a la globalización. Pero las

organizaciones, conscientes de que información es subsistencia, precisan de Centros de Proceso de Datos.

2.3. Momento actual de los CPDs.

Si bien es cierto que la tecnología no para su ritmo de innovación de forma frenética,

en estos momentos el nicho de los centros de datos es uno de los más activos. La reducción por parte de las empresas de la partida dedicada a invertir en

infraestructura frente a un aumento de las propuestas de externalización, la madurez de tecnología como la virtualización o el cloud computing que invitan a eliminar el

hardware sin renunciar a las soluciones y servicios conocidos, y en especial, el modelo de pago por uso entendido como una fórmula para “consumir” tecnología sin realiza

grandes inversiones iniciales en aprovisionamiento de equipos, y un aumento



considerable de las facturas eléctricas que crecen a la par que el consumo

energético “in-house” si no se realizan estrategias de ahorro y eficiencia, han sido cuatro de los principales argumentos que están inclinando la balanza a favor de que

las compañías contraten los servicios de centros de datos de proveedores especializados.

3. CENTRO PROCESO DE DATOS – CPD.

3.1. Definición.

Se denomina Centro de Proceso de Datos (CPD o “Data Center” en inglés) a aquella ubicación donde se concentran los recursos necesarios para el procesamiento de la información de una organización. Anteriormente también llamado centro de cálculo o centro de datos por su equivalente en inglés data center.

Un CPD viene a ser básicamente, bien un edificio o bien, una sala de tamaño variable

usada para mantener en él una gran cantidad de equipamiento electrónico (servidores, sistemas de almacenamiento de datos, equipos de comunicaciones, …).

Estas instalaciones son creadas y mantenidas por las organizaciones con objeto de tener acceso a la información necesaria para sus operaciones. Por ejemplo, un banco

puede tener un CPD con el propósito de almacenar todos los datos de sus clientes y las operaciones que estos realizan sobre sus cuentas. El “Know How” de las compañías

se encuentra normalmente en estos CPDs.

Prácticamente todas las compañías de tamaño mediano o grande disponen de algún

tipo de CPD, mientras que las más grandes llegan a tener varios u optan por externalizar este servicio.

Entre los factores más importantes que motivan la creación de un CPD se puede destacar el garantizar la continuidad y disponibilidad del servicio a clientes,

empleados, ciudadanos, proveedores y empresas colaboradoras, pues en estos ámbitos es muy importante la protección física de los equipos informáticos o de

comunicaciones implicados, así como servidores de bases de datos que puedan contener información crítica.

El centro de datos o CPD, es pues la estancia donde se encuentran los servidores, sistemas de comunicaciones, almacenamiento, y toda la tecnología fundamental de

la empresa, tal que cuando “se cae la red”, muchas empresas dejan prácticamente de funcionar, por lo que es considerado como instalación crítica de la empresa.

Si no hay CPD, la información se detiene, “o se pierde”.

Por ello, las organizaciones son cada vez más conscientes de la importancia de tener

un CPD que garantice un confort y una seguridad a sus activos más valiosos: la información.

3.2. Elementos de un CPD.

Un CPD es una inversión estratégica para la organización. Por ello su diseño es muy

importante, pues condiciona, como hemos visto, no sólo a la tecnología, sino a la



organización y su subsistencia. Las consideraciones básicas que hay que tener en

cuenta a la hora de diseñar un CPD son:

• Ubicación, espacio, dimensionamiento. En España, la mayoría de las salas

destinadas a CPD por las pymes no superan los 30 m2. Los CPDs de 100 m2 se consideran de tamaño medio. Pocos centros privados alcanzan los 500 m2.

• Estructuras constructivas o Arquitectura. • Fuente de energía eléctrica del CPD a una capacidad máxima.

• SAIS, Sistemas de Alimentación Ininterrumpida redundantes en paralelo y/o doble paralelo.

• Tipo de refrigeración del CPD a una capacidad máxima. • Fluido de gases.

• Suelos técnicos flotantes registrables. • Acometidas eléctricas.

• Diseño hidrófugo ante recorridos de fontanería o filtraciones de agua. • Cableado de datos: cobre, fibra (principalmente), …

• Bandejas portacables distribuidoras. • Canalizaciones para proveedores de servicios de Telecomunicaciones.

• Sistemas anti-incendio. Elementos ignífugos. • Sistema de seguridad: control de accesos, CCTV, detectores de movimientos…

• Generadores de energía y cuadros de distribución eléctrica. Depósito de combustible.

• Instalación de sistemas de alarmas, control de temperatura y humedad. • Los suelos, paredes y techos deben estar sellados, pintados o construidos con

un material que reduzca al máximo la aparición de polvo. • Puertas con protección antiincendio.

• Carga del suelo: capacidad de carga suficiente para soportar tanto la carga concentrada como la carga distribuida de los equipos instalados.

• Señalización. • Protección de contaminantes.

• Equipos de comunicaciones en alta disponibilidad. • Sistemas de copias de seguridad.

La relación anterior es una relación no exclusiva de los elementos que hay que considerar a la hora de diseñar y construir un CPD. Para ello se requiere un esfuerzo de

diseño multidisciplinario, promoviendo la cooperación en el diseño y en las fases de construcción. Una planificación adecuada durante la construcción o renovación del

edificio es mucho menos costosa y perjudicial que realizarla cuando las instalaciones ya se encuentran operativas.

3.3. Niveles de la Infraestructura del CPD. TIA-942.

Un CPD se diseña para estar operativo las 24 horas todos los días del año. A mayor

disponibilidad, mejor servicio, más producción. Pero la disponibilidad no es gratis.

¿Por qué la disponibilidad es tan importante? Porque perder la información puede

significar perder un contrato, y en definitiva la empresa. Pero además, no tener la información disponible durante un periodo de tiempo, también puede implicar graves

pérdidas económicas. Esto ya indica que son instalaciones con consumos específicos importantes y que deben funcionar al 100%.



Afortunadamente hoy en día la mayoría de los CPD aunque sufren averías, estas son

reparadas en periodos breves de forma automática o mediante intervención por los técnicos a su cargo.

Por tanto, en el diseño de un CPD se persigue eliminar los puntos únicos de fallo para obtener una mejor redundancia y fiabilidad tanto en el CPD y su infraestructura, como

en los servicios externos y suministro eléctrico. La redundancia aumenta la tolerancia a fallos y la manejabilidad.

Actualmente, existen una serie de estándares para clasificar los CPDs. En abril de 2005, la Telecomunication Industry Association publica su estándar (TIA-942, 2005) con la

intención de unificar criterios en el diseño de áreas de tecnología y comunicaciones. Siendo este uno de los primeros y más extendidos estándares para valorar el nivel de disponibilidad de un CPD. Este estándar establece cuatro niveles (TIERS) en función de la redundancia necesaria para alcanzar niveles de disponibilidad de hasta el 99.995%.

Se entiende redundancia como el grado de disponibilidad de la infraestructura de instalaciones del CPD. A su vez divide la infraestructura soporte de un CPD en cuatro

subsistemas a saber:

• Telecomunicaciones

• Arquitectura • Sistema Eléctrico

• Sistema Mecánico

Dentro de cada subsistema el estándar desarrolla una serie de ítems como los de la

tabla siguiente:

Telecomunicaciones Arquitectura Eléctrica Mecánica

Cableado de racks Selección del sitio Cantidad de accesos

Sistemas de climatización

Accesos redundantes Tipo de construcción Puntos únicos de falla Presión positiva Cuarto de entrada Protección ignífuga Cargas críticas Cañerías y drenajes Área de distribución Requerimientos NFPA 75 Redundancia de UPS Plantas enfriadoras

Backbone Barrera de vapor Topología de UPS CRAC´s y condensadores

Cableado horizontal Techos y pisos PDU’s Control de HVAC

Elementos activos redundantes

Área de oficinas Puesta a tierra

Detección de incendio

Alimentación redundante

NOC EPO (Emergency Power Off)

Sprinklers

Patch panels Sala de UPS Baterías Extinción por agente Patch cords Sala de generador Monitoreo Detección por

aspiración (ASD) Documentación Control de acceso Generadores Detección de

líquidos CCTV Transfer switch

Tabla 1. Items considerados por subsistema en Estándar TIA-942.

Para aumentar la redundancia y los niveles de confiabilidad, los puntos únicos de falla

deben ser eliminados tanto en el CPD como en la infraestructura que le da soporte, provocando por otro lado un encarecimiento del CPD.



El concepto de nivel sirve para estratificar los grados de redundancia en los sistemas

del CPD. Los cuatro niveles de CPD (denominados niveles TIER) son los siguientes:

CPD de nivel 1 – básico

Un CPD de nivel 1 es un CPD básico sin redundancia. Tiene una sola ruta para la distribución de energía eléctrica y refrigeración sin componentes redundantes.

Un CPD de nivel 1 es susceptible de ser interrumpido tanto por las actividades que han sido planificadas como por las que no. Los SAI y grupos electrógenos son sistemas de

un único módulo y tienen muchos puntos únicos de falla. Las cargas críticas pueden estar expuestas a cortes durante el mantenimiento preventivo y trabajos de

reparación. La carga máxima de los sistemas en situaciones críticas es del 100%.

Los errores de ejecución o fallos imprevistos de los componentes de la infraestructura

del edificio ocasionarían la interrupción del CPD. La tasa de disponibilidad máxima del CPD es 99.671% del tiempo

CPD de nivel 2 – componentes redundantes

Un CPD de nivel 2 tiene una única ruta para la distribución de la energía eléctrica y

refrigeración, y componentes redundantes en esta ruta de distribución. Estos CPD cuentan con piso falso, UPS y generadores eléctricos, pero están conectados a una

sola línea de distribución eléctrica

Las instalaciones de nivel 2 con componentes redundantes son un poco menos

susceptibles de sufrir interrupciones a causa de las actividades planificadas o no planificadas, en comparación con un CPD básico. Su diseño es “lo necesario mas uno”

(N+1), lo que significa que existe al menos un duplicado de cada componente de la infraestructura1. El mantenimiento de la ruta de energía crítica y otras partes de la

infraestructura constituirían un motivo de cierre temporal. La tasa de disponibilidad máxima del CPD es 99.749% del tiempo.

CPD de nivel 3 – de mantenimiento simultáneo o concurrente

Un CPD de nivel 3 tiene múltiples rutas de distribución de energía eléctrica y

refrigeración, pero sólo una ruta activa. Debido a que los componentes redundantes no se encuentran en una ruta de distribución principal, el sistema es de mantenimiento

simultáneo. Para infraestructuras que utilizan sistemas de enfriamiento por agua significa doble conjunto de tuberías.

La capacidad del nivel 3 permite llevar a cabo cualquier actividad planificada en la infraestructura del edificio sin interrumpir el funcionamiento del hardware informático

en absoluto.

1 Requisito N+1: La redundancia N+1 proporciona una unidad extra, módulo, ruta o sistema, aparte de lo mínimo requerido para satisfacer los requisitos básicos. El fallo o mantenimiento de cualquier unidad, módulo, o ruta no interrumpirá las operaciones



Debe existir suficiente capacidad y doble línea de distribución de los componentes, de

forma tal que sea posible realizar mantenimiento o pruebas en una línea, mientras que la otra atiende la totalidad de la carga. Dichas actividades incluyen, entre otras, el

mantenimiento preventivo o programado, la reparación o sustitución de componentes, la inclusión o supresión de componentes, las pruebas de los

componentes y sistemas, etc. Las actividades no planificadas, como pueden ser los errores de ejecución o fallos imprevistos de los componentes de las instalaciones,

seguirán siendo un motivo de interrupción del CPD. La carga máxima en los sistemas en situaciones críticas es de 90%. La tasa de disponibilidad máxima del CPD es 99.982%

del tiempo.

CPD de nivel 4 – tolerante a fallos

Un CPD de nivel 4 tiene múltiples rutas activas de distribución de energía eléctrica y refrigeración. Debido a que al menos dos rutas están normalmente activas en un CPD

de nivel 4, la infraestructura tiene un índice más alto de tolerancia a fallos. Los CPD de nivel 4 disponen de múltiples alimentadores de energía eléctrica para todo el equipo

informático y de telecomunicaciones, por lo que es necesario que éste tenga múltiples entradas de potencia. El equipo debería seguir funcionando con una de estas

entradas de potencia fuera de servicio. El nivel IV requiere que todo el hardware informático tenga dos entradas de potencia.

El nivel 4 proporciona capacidad a la infraestructura del CPD para permitir cualquier actividad planificada sin que se interrumpa la carga crítica. La funcionalidad tolerante

a fallos también proporciona la capacidad de la infraestructura del CPD para soportar al menos un fallo o incidente no planificado, en el peor de los casos, sin causar

impacto en la carga crítica. Esto requiere, rutas de distribución simultáneamente activas.

La carga máxima de los sistemas en situaciones críticas es de 90% y persiste un nivel de exposición a fallas, por el inicio una alarma de incendio o porque una persona inicie

un procedimiento de apagado de emergencia o Emergency Power Off (EPO), los cuales deben existir para cumplir con los códigos de seguridad contra incendios o

eléctricos. La tasa de disponibilidad máxima del CPD es 99.995% del tiempo.

Para poner en perspectiva la tasa de disponibilidad que se pretende para los distintos

TIERS, el cuadro 2 expresa su significado expresado en el tiempo de parada anual del CPD. Estos porcentajes deben considerarse como el promedio de cinco años.

Tier % disponibilidad % parada Tiempo parada año Tier I 99.671 0.329 % 28.82 horas Tier II 99.741 0.251 % 22.68 horas Tier III 99.982 0.018 % 1.57 horas Tier IV 99.995 0.005 % 52.56 minutos

Tabla 2. Características de Disponibilidad según TIER en TIA-942.



3.4. Housing – Hosting.

¿Cuál es el tamaño de un CPD? En general un CPD puede tener casi cualquier tamaño en función de los requisitos y tamaño de la empresa o empresas a que presta

servicio, llegando hasta los varios miles de m2. Lo más importante de un CPD es garantizar el confort de los servidores y de los equipos de comunicaciones que en él se

alojan.

Actualmente, pueden clasificarse en CPDs pequeños (<200 m2), medianos (entre 200 y

1.000 m2), y grandes los de más de 1.000 m2.

Desarrollar, poner en marcha, y mantener un CPD no es tarea fácil. Requiere una

cierta inversión, y altos conocimientos y experiencia en su gestión. Por ello, en organizaciones de tamaño limitado, suele no resultar rentable invertir en el desarrollo

de un CPD donde albergar un número reducido de servidores. Para satisfacer estas necesidades surgen nuevos modelos de negocio, el “hosting” y el “housing”.

Housing-collocation.

El “housing” consiste básicamente en alquilar o vender un espacio físico de un CPD

para que el cliente coloque ahí su propio servidor. La empresa propietaria del CPD proporciona espacio, suministro eléctrico, refrigeración, conexión a Internet, etc., pero

el servidor es propiedad del cliente. Dicho de otra forma, es como si alquiláramos un espacio en un CPD para alojar nuestros servidores, proporcionándoles a éstos unas

condiciones ambientales y físicas suficientes para dotar de alta disponibilidad el servicio que se quiera prestar.

Hosting o internet.

El “hosting” o alojamiento web (Web Host) es el servicio que consiste en proveer a los

clientes del CPD, de espacio dentro de la capacidad del mismo, para poder almacenar diferente información, imágenes, vídeo, o cualquier contenido accesible

vía Web. Un ejemplo es cuando contratamos a una empresa un espacio para albergar una página web o una aplicación. Tanto el “housing” como el alojamiento

web se pueden complementar con servicios adicionales como copias de seguridad, conexiones redundantes, antivirus, etc.

En España ya hay todo un sector dedicado a proporcionar servicios a CPDs, tal que se pueden dividir entre Proveedores de Facilities para CPD, que son aquellas compañías

que suministran el equipamiento básico existente en cualquier CPD: cableado, conectividad, climatización, suelto técnico o sistemas de control de acceso, etc.; y Proveedores de Soluciones y Servicios TIC para CPD, donde están las empresas que

proveen de hardware, software, aplicaciones y servicios TIC a clientes alojados en los

Data Centers, como son los fabricantes y suministradores de servicios, equipos de almacenamiento, backup, productos y servicios de recuperación de datos, soluciones

de virtualización o sistemas de seguridad lógica.

Actualmente se trabaja en la construcción de varios grandes CPDs para poder alojar

los servidores y elementos de comunicación que puedan dar servicios a multitud de



empresas y organismos, y disponen de varios miles de metros cuadrados, un tamaño

nada desdeñable.

Pero ya fuera de los modelos de “hosting” y alojamiento web, las grandes

corporaciones requieren disponer de sus propios CPD, por el alto volumen de equipos que auto gestionan.

A continuación se tiene el desarrollo de un CPD multiservicios tamaño medio de unos 300 m2. En el siguiente resumen se recoge el diseño del mismo basado en el (Discurso

Académico D. Jose Damián Ferrer Quintana, 2009).

Como se puede observar, permite la instalación de más de 60 armarios de comunicaciones.

Considerando que cada armario puede albergar más de 20 servidores físicos, la capacidad máxima es de más de 1.000 servidores. Pero si a esto añadimos que los

servidores se pueden virtualizar, el número se incrementa considerablemente.

El diseño de todo CPD conlleva un análisis de necesidades futuras y una planificación

de alto nivel. Cualquier error en el diseño, sería poco reversible, ya que podría implicar una limitación en las prestaciones o crecimiento futuro del mismo. En siguientes

imágenes se recoge el diseño de citado CPD, tal que las canalizaciones tienen que coincidir milimétricamente con la ubicación de los armarios de equipos racks.

Distribución inferior del suelo flotante - Instalación de bandejas de cableado de datos y eléctricos



Recorrido de tubos de refrigeración del CPD – - Cuadros eléctricos de un Sector del CPD –

- Preparación de las rejillas de refrigeración por impulso - Equipos de refrigeración –

- Armarios con servidores y equipos de comunicaciones – - Cuarto auxiliar al CPD con SAI y sistemas anti-incendios



3.5. Evolución de los CPDs.

La evolución de los CPDs sigue el camino de la evolución de las tecnologías IT, tal que aunque cuando han transcurrido más de 30 años desde la aparición del

microprocesador, hoy en día, se continúa el desarrollo de las tecnologías de la información, aunque principalmente en aplicaciones para telefonía móvil; tal que el

tamaño de equipos se reduce y la velocidad aumenta.

Teniendo en cuenta la ley Moore, que expresa que aproximadamente cada 24 meses

se duplica el número de transistores en un circuito integrado; tal que se trata de una ley empírica, formulada por el co-fundador de Intel, Gordon E. Moore el 19 de abril de

1965, cuyo cumplimiento se ha podido constatar hasta hoy; implica mayor potencia, a menor tamaño, a mitad de precio, tal que un equipo nuevo puede ser hasta cinco

veces más potente que su antecesor, requiere sólo dos veces la energía que consumía este último y ocupa la mitad de espacio. Por otro lado, desde un punto de vista de

prestaciones, el nuevo equipo suele ser mucho más eficiente que el primero ya que para la misma energía ofrece un mayor rendimiento, pero desde el punto de vista

energético se produce el fenómeno de que, donde antes había un servidor, ahora se pueden instalar dos servidores, y por tanto se necesitaría una potencia cuatro veces

superior a la situación anterior.

Por tanto esta evolución de la tecnología supone una gran ventaja para la instalación

de nuevos CPDs. En menos espacio, y al mismo precio, tenemos mayor potencia de procesamiento. Pero nos encontramos con un problema añadido en CPDs existentes.

Equipos que solían llenar un local entero están actualmente ubicados en un único bastidor, concentrando una potencia extrema y grandes densidades caloríficas. Este

aumento de la densidad conduce a una generación mayor de calor, lo que requiere de soluciones de refrigeración que eviten sobrecargas térmicas.

Si bien la industria hardware ha conseguido que, a mayores prestaciones técnicas el incremento unitario del consumo de energía por equipo sólo haya sido de entre un 5%

y un 8%, ha sido la proliferación en el número de servidores la que ha generado un 90% del crecimiento en el consumo de energía. Actualmente el número de servidores a

nivel mundial que residen en CPDs asciende a una cantidad superior a los 30 millones.

Consecuencia, los CPD consumen cada vez mayor energía, hasta multiplicar su consumo en la última década. Estudios manejados por Hewlett-Packard advierten que en 1992 se registraba una media de 2.1 kW por rack en los Centros de procesamiento

de Datos (CPD), frente a los 14 kW por rack que se alcanzaron en 2006. Entre los años 2000 y 2005, la cantidad de energía eléctrica consumida en los CPDs en todo el

mundo se ha duplicado, y esta tendencia ha ido creciendo en los últimos años. Este crecimiento viene provocado por una demanda cada vez mayor en los servicios web,

los vídeos bajo demanda, las descargas de vídeo y música, y un uso cada vez más extendido socialmente de las nuevas tecnologías por internet. Actualmente se

manejan diseños de 25 a 40 kW por rack.

El incremento del consumo energético en nuestro país empieza a considerarse un

tema de magnitud nacional (y en todos los países de nuestro entorno), no ya sólo por el anuncio del Gobierno de aplicar fuertes subidas en el recibo de la luz en los hogares



y en el sector industrial, sino también por la demanda progresiva de energía por parte

de las infraestructuras de las empresas y hogares.

Este interés motiva la elaboración de este proyecto fin de máster.

3.6. El coste energético de los CPDs.

El precio de los servidores comienza a igualarse a su consumo energético. El 48% del

presupuesto tecnológico se destinó el año 2008 al recibo de la luz: Los costes de electricidad y climatización se multiplican por ocho, pero el precio del servidor se ha

reducido a una décima parte desde 1998.

En 2003, un servidor costaba alrededor de 30.000 €. Ahora, una máquina con mucha

más capacidad de proceso se puede comprar por unos 5.000 euros. Así, el coste de la energía eléctrica y de la climatización necesaria para mantener funcionando en

perfectas condiciones los servidores comienza a sobrepasar el precio del servidor.

Según “The Uptime Institute”, el coste de alimentar y refrigerar los servidores durante

tres años es equivalente al coste de adquisición del hardware del servidor. Llevando este argumento al extremo, resultaría que a una empresa le costaría más la factura de

la electricidad de CPD que lo que ha pagado por los equipos TIC que tiene instalados en su interior.

En resumen, se puede comentar que aproximadamente entre el 45 y el 60% de la energía que se consume en un centro de proceso de datos (CPD) se destina al

funcionamiento de las máquinas. El porcentaje restante se emplea fundamentalmente, en la climatización, además en la iluminación de la sala y en los

sistemas de alimentación ininterrumpida (SAI). (The Uptime Institute Inc., 2005)

Se calcula que Microsoft puede estar instalando 20.000 servidores por mes para

acercarse a Google, cuya red supera el millón de servidores. A juicio de “The Economist”, estos nuevos gigantes tecnológicos pueden ser comparados con las

fundiciones de aluminio por la energía que necesitan. Como si se tratara de una vuelta al pasado de la industrialización, a la hora de elegir el emplazamiento, los promotores

no dudan en buscar lugares donde se pueda hacer llegar la fibra óptica con facilidad y que se encuentren próximos a las fuentes de generación de energía eléctrica.

En España el tema se agrava. La factura eléctrica es cara y en aumento, el clima en muchos lugares es cálido y/o húmedo. Montar un CPD será mucho más caro que en

otros lugares del planeta. Por otro lado, la responsabilidad ambiental nos exige que el uso del CPD genere la menor emisión posible de CO2.

Recordemos una conclusión de un estudio de Gartner que ha dado la vuelta al mundo: “Los equipos de IT a nivel mundial son los responsables del 2% de las emisiones

de CO2, que es la misma cantidad que emite el conjunto de las empresas aeronáuticas”.

Por tanto, es necesario desarrollar o modificar los CPDs para que sean energéticamente eficientes. Previamente, repasemos brevemente los conceptos de Potencia y Energía.



3.6.1.Potencia eléctrica en el CPD

La fuente principal de energía de los CPDs, generalmente, son las redes públicas de suministro eléctrico, tal que por motivos de seguridad y redundancia, los CPDs deben

disponer de una fuente propia que garantice el suministro de energía en caso de caída o indisponibilidad de dicha Red.

Esta fuente alternativa de respaldo se obtiene mediante la instalación de generadores dimensionados con la potencia suficiente para alimentar tanto a los equipos TIC,

como a los Sistemas de Refrigeración y demás infraestructuras del CPD. Estos generadores suelen ser grupos electrógenos basados en motores diesel, que tendrán

que estar disponibles en cualquier momento; en ocasiones el grupo se comparte entre el CPD y otros servicios esenciales de la empresa.

3.6.2.Consumo energético en el CPD

Para optimizar el consumo energético e implantar medidas de eficiencia energética,

hay que tratar de no utilizar siempre toda la potencia del CPD para mantener los equipos operativos.

Si bien la potencia del CPD tiene que estar diseñada para soportar la máxima carga prevista, el consumo de energía debe adaptarse a las necesidades de cada

momento. Un ejemplo obvio es que, si la mitad de los equipos estuviesen apagados, el consumo del CPD se reduciría significativamente, aunque la potencia instalada

permanezca inalterada.

3.6.3. Distribución del consumo en CPD.

Al analizar como se distribuye el consumo energético en el CPD sorprende que la parte más importante de la energía no se destine a los equipos TIC en sí, sino al resto de

infraestructuras necesarias para su buen funcionamiento. En la figura siguiente se muestran como se distribuye el consumo en el CPD, tal que esta formado por las

instalaciones IT y las instalaciones de apoyo o /Data Center Physical Infrastructure/ DCIP. (APC-Schneider Electric; Rasmussen, Neil, 2011)

Figura 1: Visión esquemática del flujo de electricidad en un CPD.



En la figura siguiente se muestran los elementos donde hay consumo de electricidad.

Aparecen diferenciados por su color. Se puede observar el camino que sigue la electricidad hasta llegar a la parte computacional, marcado en naranja, y el resto de

elementos de las infraestructuras del CPD, aparecen marcados en azul.

Figura 2: Visión simplificada del flujo de electricidad en un CPD.

A diferencia de la figura anterior que muestra una visión cualitativa del reparto de

energía, en siguiente figura se muestra a título informativo, una visión cuantitativa sobre cómo se produce dicho reparto de energía en un CPD, y en el que se puede apreciar

que la energía consumida por los sistemas de enfriamiento o refrigeración es superior a la consumida por los equipos TIC. (APC-Schneider Electric; Rasmussen, Neil, 2011):

Figura 3 Diagrama de flujo del consumo energético de un típico CPD (PUE:2,13).

3.7. Oportunidades para incrementar la eficiencia de CPDs.

Existen oportunidades de mejora para mejorar la eficiencia energética de los centros

de procesos de datos. (APC-Schneider Electric; Rasmussen, Neil, 2011)

De manera general, se tiene que la eficiencia energética de un CPD puede

aumentarse de tres maneras:

1. Mejorando el diseño interno de los dispositivos de /Data Center Physical Infrastructure/ DCIP, por lo que consumen menos energía en realizar su trabajo.



2. Ajustando el dimensionado de los componentes de DCPI a la actual carga IT ("correcto dimensionamiento") así los componentes funcionan con más eficiencia.

3. Desarrollando nuevas tecnologías que reduzcan la necesidad de energía eléctrica para abastecer funciones de apoyo de DCIP, ("free cooling” u otras).

La reducción del consumo de energía puede tener varios enfoques:

1. Acciones operacionales: retirada de sistemas, operación más eficiente de sistemas existentes y migración a plataformas más eficientes.

2. Acciones de planificación: virtualización y normalización.

La figura siguiente refleja como se puede reducir el consume interno de energía,

incrementando la eficiencia del CPD.

Figura 4: Aumento de la eficiencia en CPD.

4. DESARROLLO DE UN MODELO IT GREEN PARA CPDs.

4.1. Green computing –IT Green.

El término de green computing comenzó a utilizarse después de que la Agencia de

Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA, por sus siglas en inglés) desarrollara el programa de Estrella de Energía (Star Energy) en el año 1992, diseñado para promover

y reconocer la eficiencia energética de diversas tecnologías como computadoras, monitores y aires acondicionados. La EPA cuenta con una herramienta que funciona

en internet con la que se puede realizar una Evaluación Ambiental de Productos Electrónicos (EPEAT) y que sirve para seleccionar y evaluar computadoras de escritorio,

laptops y monitores en base a sus características ambientales. Los productos EPEAT están diseñados para reducir el consumo de energía, disminuir las actividades de

mantenimiento y permitir el reciclaje de materiales incrementando su eficiencia y tiempo de vida de los productos computacionales.

La Green Computing, la Green IT o la Sostenibilidad de las TIC, se refiere a la informática o TI, ecológicamente sostenible. En el Green IT en el artículo Principios y

Prácticas, San Murugesan define el campo de la informática verde como "el estudio y la práctica del diseño, fabricación, uso y eliminación de las computadoras, servidores

y subsistemas asociados, tales como monitores, impresoras, dispositivos de



almacenamiento y de redes y sistemas de comunicación - de manera eficiente y

eficaz con mínimo o ningún impacto sobre el medio ambiente. (Murugesan, 2008).

Otro aspecto a considerar para la reducción de la energía en los equipos de cómputo

es la implementación de procesadores ahorradores de energía que utilizan el algoritmo DVFS (Dynamic Voltage and Frequency Scaling) el cual reduce el consumo

de energía, cambiando el voltaje y la frecuencia del procesador en forma dinámica, éste algoritmo ha dado lugar a otros algoritmos inteligentes como el EnergyFit el cual

procesa los requerimientos y modifica el voltaje del CPU en tiempo real para minimizar el gasto de energía, así también el CPU Miser que administra el CPU para reducir la

energía utilizada.

Se puede definir un modelo de IT Green aquel donde se incluyen todas las actividades

del ciclo de vida de una instalación IT, entre ellas los CPD.

Figura 5: Modelo de IT Green.

4.2. Diseño del Centro de datos

Es importante un adecuado diseño del CPD, ya que es en éste donde se aloja todo la

infraestructura de soporte a los diversos servicios computacionales, y una estructura adecuada permitirá buenos ahorros de energía, de espacio y de costos a mediano

y/o largo plazo; cada compañía debe elegir el diseño que sea adecuado a su propia empresa, no se trata de un procedimiento estricto, sino de buenas prácticas en el

diseño de los centros de datos.

Buscando la reducción de energía se puede empezar por la acción más simple que es

apagar el equipo que no se esté utilizando. Otra cuestión a considerar es la reducción del hardware, esto consiste en realizar un estudio del porcentaje que realmente se usa

de cada equipo de cómputo, en donde, según IDC, sólo se ocupa aproximadamente el 15%, así, una vez obtenido el resultado del estudio en cada equipo de la empresa,

pueden agruparse aquellos que tengan poco uso en un solo equipo –a menos que las particularidades de cada servicio no lo permitan.



Otro aspecto importante es considerar la posibilidad de reubicar el CPD en algún lugar

que ofrezca reducción de energía o mejor aprovechamiento de la energía renovable, como lo ha hecho Google, que ha reubicado sus centros de datos cerca de las

centrales hidráulicas para aprovechar al máximo esta fuente de energía y reducir sus costos. En el centro de datos de Microsoft en San Antonio hay sensores que miden

todo el consumo de energía, utilizan un software de administración de energía desarrollado internamente llamado Scry, cuentan con virtualización en gran escala y

reciclan el agua usada para el enfriamiento del centro de datos. (Hoover, 2008)

Asimismo, la implementación de software orientado a arquitecturas puede ayudar a

mejorar el desempeño de la aplicación alojada en el centro de datos. De acuerdo con IBM, cada watio de energía en una aplicación que está en un servidor está

soportada por 27 watios de energía asociados con el soporte aproximado en el centro de datos, en cuanto al respaldo de la información, almacenamiento y otros. En tanto

más eficiente sea la aplicación, su impacto en el hardware será menor, aún sin el uso de virtualización. Otra consideración importante es la tecnología para el ahorro de

espacio y energía en el almacenamiento. En un estudio llevado a cabo por NetApp (vendedores de tecnologías de almacenamiento) con investigadores de la

Universidad de California en Santa Cruz, se encontró que 95% de los archivos almacenados en dos grandes empresas fueron abiertos una sola vez en cuatro meses.

Con este estudio se confirma que una gran proporción de archivos almacenados es usado rara vez, y junto con la idea de que el almacenamiento pueda quedar offline,

son ideas para fabricar técnicas que permiten utilizar menos energía. En este aspecto se encuentra la tecnología MAID (Massive Array of Idle Disk) cuyos discos se apagan

cuando no están activos. (Jander, 2008)

Se tienen los siguientes principios de diseño a considerar (APC-Schneider. Wendy Torell,

2012):

1. El modo economizador es el principal modo de operación

2. El aire interior del CPD está protegido de contaminantes del aire libre y de las fluctuaciones excesivas de humedad.

3. El tiempo en el lugar de la construcción y la programación se reduce al mínimo. 4. La capacidad de enfriamiento es escalable en el centro de datos en tiempo

real. 5. El mantenimiento no debe interrumpir las operaciones de TI.

Pare el diseño de un Centro de Proceso de Datos es conveniente recurrir a un equipo especializado, aunque para tener un conocimiento básico sobre el diseño se puede realizar cursos de formación específicos o se puede consultar bibliografía de apoyo, tal como la

Guía de Mejores Prácticas Energéticas Eficientes en el Diseño de CPD del Departamento de Energía de Estados Unidos: (US Department Of Energy, 2011).

Máster Oficial Sistemas de Energía Térmica_____________________________________________________________________________

EFICIENCIA ENERGÉTICA EN CPDS.

4.3. Medidas de Eficiencia del CPD.

Para medir la eficiencia en el uso de la energía de un CPD se pueden usar varias medidas o parámetros. Se tienen los siguientes:

1. PUE (Power Usage Effectiveness) / DCiE (Data Center Infrastructure Efficiency).

El PUE (Power Usage Effectiveness), Uso Eficiente de la Energía, es la medida de eficiencia de un CPD más utilizada actualmeninstalaciones. El DCIE (Data Center Infrastructure Efficiency)del CPD, es la inversa del PUE;

El PUE se define como el resultado de dividir los consumos eléctricos totales en un CPD (los propios de los sistemas IT + los consumos eléctricos de los sistemas secundariosdan servicio a dichos equipos (sistemas de distribución eléctrica, sistemas de refrigeración, iluminación, etc.)(KWhIT). Es decir, el consumo eléctrico que precisa un CPD para que, por cada Vatio de potencia que precise un servidor, se alimenten las instalaciones que lo soportan.

Debe considerarse como un valor de referencia y medirse en periodos anuales y medios. La siguiente imagen


IENCIA ENERGÉTICA EN CPDS.

didas de Eficiencia del CPD. PUE-DCiE-HVAC SE.

Para medir la eficiencia en el uso de la energía de un CPD se pueden usar varias medidas o parámetros. Se tienen los siguientes:


El PUE (Power Usage Effectiveness), Uso Eficiente de la Energía, es la medida de eficiencia de un CPD más utilizada actualmente para la comparación de

El DCIE (Data Center Infrastructure Efficiency) o Eficiencia de la PUE; DCIE=1/PUE.

El PUE se define como el resultado de dividir los consumos eléctricos totales en un CPD propios de los sistemas IT + los consumos eléctricos de los sistemas secundarios

dan servicio a dichos equipos (sistemas de distribución eléctrica, sistemas de refrigeración, iluminación, etc.) (KWhIN), entre el consumo exclusivo de los sistemas IT

Es decir, el consumo eléctrico que precisa un CPD para que, por cada Vatio de potencia que precise un servidor, se alimenten las instalaciones que lo soportan.

Debe considerarse como un valor de referencia y medirse en periodos anuales y imagen muestra el significado del PUE y DCiE (1/PUE).

Figura 6: Definición del PUE y DCiE.

_____________________________________________________________________________

23

Para medir la eficiencia en el uso de la energía de un CPD se pueden usar varias


El PUE (Power Usage Effectiveness), Uso Eficiente de la Energía, es la medida de te para la comparación de

o Eficiencia de la Estructura

El PUE se define como el resultado de dividir los consumos eléctricos totales en un CPD propios de los sistemas IT + los consumos eléctricos de los sistemas secundarios) que

dan servicio a dichos equipos (sistemas de distribución eléctrica, sistemas de , entre el consumo exclusivo de los sistemas IT

Es decir, el consumo eléctrico que precisa un CPD para que, por cada Vatio de potencia que precise un servidor, se alimenten las instalaciones que lo soportan.

Debe considerarse como un valor de referencia y medirse en periodos anuales y muestra el significado del PUE y DCiE (1/PUE).



Hay que tener dos consideraciones en la medida del PUE (Varios - , 2011):

• Al calcular el PUE, el consumo de energía de equipos IT se debe, como mínimo, medir en la salida de la fuente de alimentación ininterrumpida (SAI). Sin embargo, la industria debe mejorar progresivamente las capacidades de medición en el tiempo para que la medición del consumo de energía de equipos IT directamente en la carga informática (por ejemplo, servidores, almacenamiento, red, etc.) se convierte en la práctica común.

• Para un CPD dedicado, la energía total en la ecuación del PUE incluirá todas las fuentes de energía en el punto de transferencia de utilidad para el propietario o el operador del centro de datos. Para un CPD de uso mixto, la energía total será de toda la energía requerida para operar el centro de datos, similar a un centro de datos dedicado, y debe incluir refrigeración, la iluminación, y la infraestructura de apoyo para las operaciones de centro de datos. Se describe estas variables a continuación:

• 1. Potencia Total del CPD: Este es un indicador integral, que incluye todo lo que consume energía en la instalación:

o Todos los componentes de distribución de energía, tales como fuentes de alimentación ininterrumpida (SAI), equipos de conmutación, generadores, unidades de distribución de energía (PDU), las baterías y pérdidas de distribución externas al equipo de TI.

o Todos los componentes del sistema de enfriamiento, tales como refrigeradores, sala de ordenadores con unidades de aire acondicionado (CRAC), las unidades de manejo del aire, bombas y torres de enfriamiento.

o Todos los equipos de IT, como servidores, redes y nodos de almacenamiento.

o Todas las cargas de otros componentes diversos, tales como la iluminación del centro de datos, grupo electrógeno, etc.

• 2. Consumo Equipos IT. o Esto incluye la carga total consumido por toda los equipos IT - tales

como computación, almacenamiento y equipos de red - junto con el equipos adicionales tales como monitores y estaciones de trabajo portátiles utilizados para monitorizar o para controlar el centro de datos, incluyendo KVM (Keyboard, Video/Visual Display Unit, Mouse) (Teclado, Dispositivos de presentación o Video, ratón) y otros equipos de rack.

Se pueden definir unas categorías de medición del PUE, de menor a mayor calidad, tal que serían las siguientes: (The Green Grid, 2009)

PUE CATEG. 1 (Básico)

PUE CATEG. 2 (Intermedio)

PUE CATEG. 3 (Avanzado)

Punto de medida de la Energía IT

Salida de SAIS Salida de PDUs Entrada a equipos IT

Energía Total de la Instalación IT medida

Entrada Energía a DC

Entrada Energía menos Climatización compartida

Entrada Energía menos Climatización compartida más iluminación edificio,

seguridad Mínimo intervalo de medida

Mensual /Semanal

Diario Continuo (xx min)

Tabla 3. Categorías para Medición del PUE.



Una de las premisas sobre las que se debe trabajar para la generación de un CPD energéticamente eficiente y que pueda catalogarse como Green, es el cálculo del PUE actual.

El valor de PUE objetivo dependerá de la localización del nuevo CPD y de la solución final adoptada (sala convencional o sala en contenedor), así como del nivel de inversión inicial (CapEx) disponible. No obstante, el objetivo que se persigue es obtener un PUE medio anual a plena carga del CPD de ≤ 1,4. (US Department Of Energy, 2011):

Figura 7: Ejemplo de PUE.

2. HVAC System Effectiveness.

Debido a que una de las instalaciones con mayor consumo en un CPD, es la instalación de climatización (Refrigeración y ventilación principalmente), es interesante conocer la eficiencia de estas instalaciones respecto al total.

Se define el parámetro HVAC System Effectiveness como el cociente entre el consumo de las instalaciones IT frente al consumo en las instalaciones HVAC (US Department Of Energy, 2011): HVACSE= (IT Power /HVAC Power)

Figura 8: Ejemplo de HVAC System Effectiveness.

0.00

0.50

1.00

1.50

2.00

2.50

3.00

3.50

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25

PU

E

Data center number

PUE

0.00

0.50

1.00

1.50

2.00

2.50

3.00

3.50

4.00

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25

IT P

ow

er/

HV

AC

po

we

r

Data center number

HVAC System effectiveness



4.4. Variables de operación óptimas en CPDs.

Dos de las variables que más afectan al consumo energético de un CPD son la temperatura de operación y la humedad relativa.

Las condiciones de operación para equipos informáticos se han ido definiendo por diferentes organismos, siendo una de los estándares más seguidos por las empresas

fabricantes, los de ASHRAE, Sociedad Americana de Ingenieros de Calefacción, Refrigeración y Aire Acondicionado, asociación internacional, que ha editado

diferentes estándares relacionados con las condiciones de operación en CPDs.

Resumiendo se puede comentar: (US Department Of Energy, 2011)

• En 2004, ASHRAE TC 9.9 fija la temperatura estándar en (68 F a 77 F) (20 º C a 25 ºC) y la humedad, que son publicadas en directrices editoriales de

proveedores neutrales aprobado por los fabricantes de equipos de IT (IT OEMS) e incluidas dentro de sus garantías.

• En 2008, ASHRAE TC 9.9 amplia el rango de temperatura hasta (64.4 F a 80.6 F) (18 º C a 27 ºC) y se siguen incluyendo dentro de los requisitos de garantía

(incluyendo equipos heredados (Legacy equipment). • En 2011, ASHRAE TC 9.9 edita el White Paper. Ofrece escenarios para las gamas

tan amplias como (41 F a 113F) (5 º C a 45 ºC). Estos rangos más amplios no son compatibles con las garantías de los equipos heredados. (ASHRAE TC 9.9, 2011).

Las modificaciones de 2004 a 2011, se resumen según la siguiente tabla:

Versión 2004 Versión 2008 Versión 2011

Temperatura Inferior 20 ºC (68 F) 18 ºC (64.4 F) 5 ºC (41 F)

Temperatura Superior 25 ºC (77 F) 27 ºC (80,6 F) 45 ºC (113 F)

Humedad Inferior 40 % RH 5,5 ºC PR 20 % RH

Humedad Superior 55 % RH 60 % RH & 15ºC PR 80 % RH

Tabla 4. Resumen de modificaciones de ASHRAE Thermal Guidelines 2004-2008-2011.

A partir de estas premisas se puede afirmar que las “Oportunidades para el

enfriamiento (sin compresor) – no refrigeración – son elevadas”.

Estos estándares definen dos tipos de variables:

• Recomendada: El propósito de la propuesta recomendada es de dar orientación a los operadores de la combinación de mantener una alta

fiabilidad y alta eficiencia energética. La propuesta recomendada se basa en el conocimiento de expertos de los fabricantes de equipos (OEM) en consumo

de energía de los servidores, en fiabilidad y rendimiento frente a temperatura ambiente.

• Permitida: El paquete de propuestas admisibles es donde los fabricantes de IT prueban sus equipos con el fin de verificar que el equipo funcione dentro de

esos límites ambientales.

La guía describe una serie de escenarios, tal que para aquellos que deciden crear su

propio escenario y no utilizar el recomendado para la operación de su centro de datos, deben seguir un proceso de análisis representado a continuación.



Figura 9: Mediciones del servidor para la determinación del comportamiento medioambiental del CPD.

Como se observa el escenario de operación de un CPD se elige como punto de equilibrio entre diferentes variables, a saber (Tª ambiente, Humedad, Ruido, Costes vs Tª, etc..).

El interés mundial en el incremento de los rangos de temperatura y humedad sigue creciendo impulsado por el deseo de alcanzar el CPD de más alta eficiencia de operación y menor costo total de propiedad (TCO). En 2008, el TC 9.9 revisó los requisitos para las clases 1 y 2 para ser menos estrictos. La siguiente tabla resume los datos correspondientes a 2008 para temperatura, humedad, punto de rocío y altitud.

Tabla 5. Tabla 1. ASHRAE 2008 Thermal Guidelines.

a. Se entiende que los equipos están en funcionamiento (on).

b. Los productos de cinta requiere un entorno estable y más restrictivo (similar a la Clase 1). Los requisitos típicos: temperatura mínima es 15 °C, la máxima es 32 °C, la humedad relativa mínima es 20%, la máxima es de 80%, el punto de rocío máximo es de 22 °C, la velocidad de cambio de temperatura es inferior a 5 °C / h, la velocidad de cambio de humedad ha de ser inferior al 5% de humedad relativa por hora, y sin condensación.



c. Los equipos de producto se retiran del embalaje original o instalación, pero no en uso, por ejemplo, durante el mantenimiento, reparación o actualización.

d. Reducir la capacidad máxima admisible de temperatura de bulbo seco 1 °C/300 m por encima de 900 m.

e. Reducir la capacidad máxima recomendada temperatura de bulbo seco 1 °C/300 m por encima de 1800 m.

f. 5 ºC/h para los centros de datos que emplean las unidades de cinta y 20 °C/h para los centros de datos que emplean las unidades de disco.

g. Con unidad de disco, la temperatura mínima es de 10 ° C.

La guía 2011 relaciona nuevas clases de productos, tal que se amplían respecto a las existentes en 2008. Particularizando para CPD, en 2008 se utilizan los requisitos de Clase 1 y 2; mientras que la Clase 3 es para aplicaciones tales como ordenadores personales y de clase 4 es para aplicaciones tales como "punto de venta" de equipos de IT utilizado en interiores o al aire libre; en 2011 se tienen las siguientes clases:

Tabla 6. Relación entre clases 2008 - 2011.

Clase A1: Normalmente, un centro de datos con los parámetros ambientales estrictamente controladas (punto de rocío, temperatura y humedad relativa) y las operaciones de misión crítica, los tipos de productos típicamente diseñados para este entorno son servidores de empresa y productos de almacenamiento.

Clase A2: Por lo general un espacio de tecnología de la información o en la oficina o en laboratorio con cierto control de parámetros ambientales (punto de rocío, temperatura y humedad relativa), los tipos de productos típicamente diseñados para este entorno son los servidores de volumen, productos de almacenamiento, computadoras personales y estaciones de trabajo.

Clase A3/A4: Por lo general un espacio de tecnología de la información o en la oficina o taller con cierto control de parámetros ambientales (punto de rocío, la temperatura y humedad relativa), los tipos de productos típicamente diseñados para este entorno son los servidores de volumen, productos de almacenamiento, computadoras personales y estaciones de trabajo.

Clase B: Por lo general una oficina, el hogar, o el medio ambiente transportable con un mínimo de control de parámetros ambientales (temperatura solamente), los tipos de productos típicamente diseñados para este entorno son las computadoras personales, estaciones de trabajo, computadoras portátiles e impresoras.

Clase C: Por lo general un ambiente de punto de venta o de industria ligera o de la fábrica con la protección del clima, calefacción en invierno y ventilación suficientes; tipos de productos típicamente diseñados para este entorno son los puntos de venta del equipo, los controladores robustos, o las computadoras y PDAs.



Tabla 7. Tabla 4. ASHRAE 2011 Thermal Guidelines Especificaciones de Equipos según Clase – Operación/Power Off.

a. Clases A1, A2, B y C son idénticas a clases 1, 2, 3 y 4 de 2008. Estas clases han sido simplemente cambiadas el nombre para evitar confusiones a través de las clases A1 A4. La propuesta recomendada es idéntica a la publicada en la versión 2008.

b. Los equipos de producto están encendidos (on). c. Los productos de cinta requiere un entorno estable y más restrictivo (similar a la Clase

A1). Los requisitos típicos: un mínimo de la temperatura es 15 ° C, la temperatura máxima es de 32 °C, humedad relativa mínima es de 20%, humedad relativa máxima es de 80%, punto de rocío máximo es de 22° C, velocidad de cambio de temperatura es inferior a 5 ° C / h, la velocidad de cambio de humedad debe ser inferior al 5% de humedad relativa por hora, y sin condensación.

d. Los equipos de producto se retira del embalaje original e instalación pero no en uso, por ejemplo, durante el mantenimiento, reparación o actualización.

e. A1 y A2 - Degradación máxima permitida temperatura de bulbo seco 1 °C/300 m por encima de 950 m. A3 - Reducir la capacidad máxima admisible de temperatura de bulbo seco 1 ° C/175 m por encima de 950 m. A4 - Reducir la capacidad máxima admisible de temperatura de bulbo seco 1 ° C/125 m por encima de 950 m.

f. 5 ºC / h para los centros de datos que emplean las unidades de cinta y 20 ° C / h para los centros de datos que emplean las unidades de disco.

g. Con disco en la unidad, la temperatura mínima es de 10 ° C. h. El nivel mínimo de humedad para clase A3 y A4 es el más alto (más humedad) del punto

de rocío de -12 ° C y la relación del 8% humedad. Estas se cortan en aproximadamente 25 ° C. Por debajo de esta intersección (~ 25 º C) del punto de rocío (-12 ° C) representa el nivel mínimo de humedad, mientras que por encima de ella una humedad relativa (8%) es el mínimo.

Como se observa se dispone de condiciones tanto para la fase de operación como para la fase de no operación /power off, lo cual permite disponer de diferentes consignas.



Por otro lado, hay valores recomendados y permitidos, tal que se observa como se han ampliado de manera considerable las condiciones permitidas, tal que por ejemplo para Clase 4, se tiene un rango de 5 a 45 ºC, y de 8% a -12ºC a 90% de Humedad relativa, con valor máximo de 24 ºC de punto de rocío, a una máxima elevación de 3.050 metros, para condiciones de operación.

Las cuatro clases de centros de datos, incluyendo los dos nuevos (A3 y A4) se muestran a continuación en el diagrama psicrométrico:

Figura 10: ASHRAE 2011 Thermal Guidelines. Escenarios medioambientales para Clases para CPDs.

4.5. CPDs Tradicionales vs Contenedores Modulares.

A parte de los CPDs tradicionales, los que se construyen expresamente según un proyecto personalizado, existen desde hace algunos años, compañías que ofrecen CPD tipo modular en contenedor, que están siendo utilizados por los operadores de CPDs, y que se comercializan como una solución energéticamente eficiente y de despliegue rápido para todo tipo de clientes.

La denominada "segunda generación" de centros de datos modulares, se refiere a aquellos CPDs que están diseñadas para operar usando aire ambiente para refrigeración cuando las condiciones ambientales son adecuadas; para lo que disponen de sistemas como los economizadores de aire laterales, que garantizan no sólo un ahorro de energía y de costes operativos, sino también una reducción de costos de implementación, debido a una menor necesidad de infraestructura de soporte. La elección de uno u otro tipo de CPD (tradicional o modular en contenedor) depende de varios factores, los principales son inversión, plazo de implementación y costes de operación.

Como documento actual más reciente que analiza una comparativa entre ambas tipos de CPDs se tiene una guía de procedimientos para CPD en contenedores modulares (Coles, 2011).

Este documento describe las principales características de los centros de datos modulares, y guía a los posibles usuarios en la selección de un conjunto de



características que mejor se adapte a sus necesidades de eficiencia energética. En resumen se puede comentar que hay varias experiencias con CPD en modo contenedor, dando algunas de ellas buenos valores del PUE alrededor de 1,25, con costes de operación relativamente menores. Las principales ventajas de las unidades de centros de datos modulares son la facilidad y velocidad de implementación, y el capital más bajo posible y los costes operativos en comparación con los CPDs tradicionales.

La Tabla siguiente describe las diferencias en los atributos principales de los CPDs tradicionales y modulares. Hay que tener en cuenta que la comparación de la eficiencia energética (y por lo tanto de los costos de operación) puede estar directamente relacionado con el análisis realizado para el desarrollo de esta guía y se basan la comparación de tiempo de implementación y los costos de capital obtenido en las conversaciones con los proveedores de equipos:

Atributo Principal CPD Tradicional Primera Generación

Modular Segunda Generación

Modular

Tiempo de desarrollo

Largo - Generalmente dos años desde el diseño hasta la puesta en marcha.

Potencialmente corto - tal vez en meses, dependiendo de las condiciones del sitio y la infraestructura disponible.

Mismo que primera generación con la ventaja de que se reduce la infraestructura de refrigeración necesaria.

Costes de Capital

Costo de capital más alta - Generalmente se piensa que van desde 10 - 20$ millones por MW de capacidad de TI.

Baja - aunque hay falta de datos sobre costos de implementación documentados.

El más bajo - aumento marginal en el costo por unidad, compuesta por la reducción de los costes de infraestructura.

Costes Operativos

Variable, para un CPD existente se tiene PUE superiores a 2,0 y para los diseños de los mejores en su clase, se aproxima a 1,2 o inferior si se utiliza el aire exterior para enfriar.

Igual que para CPD tradicional utilizando el mismo tipo de refrigeración. Pre-ingeniería y una mejor integración del sistema puede ofrecer algunas ventajas

Similar a lo mejor en los centros de clases de datos tradicionales que usan economizadores de aire para refrigeración.

Tabla 8. Comparación principales atributos entre CPD tradicional y CPD modular.

A parte de la decisión por el tipo de CPD, se tienen ciertas situaciones donde es recomendable utilizar este tipo de CPD, de manera que se identifican 6 escenarios:

1. Modernización de CPD existente. Durante la modernización de un centro de datos existente, y para recuperar la potencia y / o la capacidad del sistema de enfriamiento, pueden ser desplegados de forma temporal unidades modulares mientras dura el trabajo de adaptación.

2. Añadiendo capacidad a un CPD existente. Recomendación: Las unidades de segunda generación se pueden utilizar para escenarios de potencia limitada si el consumo de potencia reducido resuelve el déficit de energía. Además, si un CPD ha limitado la capacidad de refrigeración, especialmente si esa limitación se debe a la capacidad de la planta enfriadora, las unidades de primera generación no se pueden implementar en ausencia de un aumento de la capacidad.

3. Desarrollo de un proyecto desde cero. Recomendación: La especificación de la segunda generación para CPDs desde cero, debería resultar en nuevas instalaciones con capital y costo de



operación más bajos. Esto supone que el CPD modular no se encuentra en un centro de datos de tipo CPD de edificio convencional.

4. Desarrollo de proveedores de co-ubicación. Recomendación: Para proveedores de hosting se recomienda consultar con proveedores de co-ubicación de CPD modulares locales para comparar costes.

5. Desarrollo temporales o de emergencia. Importante considerar la disponibilidad de energía y de agua fría de la planta enfriadora. Recomendación: Asumiendo que hay energía disponible, se debe considerar un centro de datos modular si se requiere un despliegue rápido.

6. Economía de Escala de CPD. Mientras que el driver principal de este escenario de implementación puede ser la eficiencia energética, las unidades modulares también proporcionan algunas operaciones diferentes y paradigma de gestión en este escenario. Por ejemplo, a escala comercial los operadores de centros de datos pueden implementar los contenedores, ya que permiten actualizar al por mayor los equipos de IT - los contenedores son simplemente enviados de vuelta a los proveedores de equipos de IT para su restauración. Las unidades modulares también permiten una continuidad de adiciones de capacidad que podría permitir a los operadores agregar la infraestructura de apoyo en incrementos en lugar de una sola vez.

Por otro lado, la modularidad permite resolver algunos problemas planteados en los CPD. (APC-Schneider Electric; Neil Rasmussen, 2012)

Problema Como puede la modularidad gestionar el problema

Recursos de capital de inversión infrautilizados

El enfoque modular permite desplegar la infraestructura según la demanda, en lugar de desplegarla completamente desde el principio

Diseño y tiempo de ciclo de instalación largos

Los centros de datos modulares utilizan sistemas que están prediseñados y prefabricados, lo que reduce el diseño y tiempo de instalación.

Calidad El uso de pre-ingeniería y prediseñado reduce los defectos y mejora la calidad.

Diseño para densidad incorrecta

El diseño modular permite que las decisiones, tales como la densidad de potencia se realicen en el momento de la implementación, en lugar de años por adelantado.

Codificación compleja y configuración de sistemas de gestión

El diseño modular permite reutilizar las herramientas de gestión estándar con más funcionalidad fuera de caja, y menos de programación tipo.

Tolerancia a fallos El diseño modular típicamente incluye la posibilidad de añadir redundancia N+1 para tolerancia a fallos y mantenimiento concurrente.

Cumplimiento de normas y estándares

Los diseños pueden ser pre verificados para cumplimiento de seguridad, eficiencia energética, compatibilidad, garantía, etc. evitando la necesidad de evaluación caso a caso, y el no cumplimiento por sorpresa.

Formación simplificada del operador

La formación puede ser estandarizada y simplificada al no ser el CPD único.

Eficiencia Energética

La causa número uno de ineficiencia de un CPD es el exceso de capacidad o sobredimensionado. El diseño modular escalable de CPD evita este problema mediante correcto dimensionado. Otras muchas causas de ineficiencia son también reducidas con pre ingeniería y estandarización.

Tabla 9. Problemas a resolver con el diseño de CPD modular.



Los beneficios de la arquitectura modular están siendo ampliamente reconocidos. El movimiento hacia el centro de datos modular es inevitable debido a las mejoras contundentes en el rendimiento y en el coste total de propiedad que se acumulan. Esta forma de avance se puede ver en muchas industrias tales como la industria automotriz y la industria de equipos de IT. Para los CPDs las únicas preguntas que se pueden hacer son ¿con que rapidez se producirá esta transformación?, y ¿Qué forma tomará esta?.

Por tanto, como conclusión, hay que tener en cuenta este tipo de CPD en el análisis de cualquier proyecto de CPD.

4.6. Virtualización

La virtualización es una tecnología que comparte los recursos de cómputo en distintos ambientes permitiendo que corran diferentes sistemas en la misma máquina física. Se crea un recurso físico único para los servidores, el almacenamiento y las aplicaciones.

La virtualización de servidores permite el funcionamiento de múltiples servidores en un único servidor físico. Si un servidor se utiliza a un porcentaje de su capacidad, el

hardware extra puede ser distribuido para la construcción de varios servidores y máquinas virtuales. La virtualización ayuda a reducir la huella de carbono del centro

de datos al disminuir el número de servidores físicos y consolidar múltiples aplicaciones en un único servidor con lo cual se consume menos energía y se requiere menos

enfriamiento. Además se logra un mayor índice de utilización de recursos y ahorro de espacio. (James, 2008)

La tendencia hacia la virtualización en los Estados Unidos comenzó con la crisis de

generación de energía del 2006. Las investigaciones mostraban que el consumo de energía aumentaría de 15% a 18% cada año, mientras que la oferta en un 6% a 9%

anual. Con la virtualización las empresas lograron reducir su consumo de energía disminuyendo costos y al mismo tiempo su daño al ambiente. (Botello, 2009).

Gartner estimaba que los ingresos mundiales por la virtualización aumentarían en un

43% de $1.9 billones de dólares en 2008 a $2.7 billones de dólares en 2009. La penetración global de la virtualización alcanzaría el 20% en el 2009, del 12% en el 2008.

(Gutierrez, 2009).

La adopción de la virtualización está impulsada por la necesidad de reducir costos,

aumentar la velocidad de despliegue de las aplicaciones y reducir el impacto al medio ambiente disminuyendo la huella de carbono de las organizaciones.

4.7. Cliente / Servidor

El ambiente cliente/servidor algunas veces referido como cliente liviano mantiene el software, las aplicaciones y los datos en el servidor. Se puede tener acceso a la información desde cualquier ubicación y el cliente no requiere mucha memoria o

almacenamiento. Este ambiente consume menos energía y enfriamiento.

Para obtener la certificación Energy Star de la EPA, las computadoras en modo de

inactividad o suspensión no deben consumir más de 50 watts. Hoy en día se necesitan equipos que consuman menos energía y ya se han desarrollado computadoras de



alto rendimiento energético como Fit PC y Zonbu PC, con capacidad suficiente para

ejecutar un sistema operativo, pero tan compactas que sólo consumen 5 watts. Empresas como Sun Microsystems también han desarrollando clientes livianos, Sunray

que utiliza de 4 a 8 watts debido a que las actividades de procesamiento se realizan en el servidor. Un dato interesante es que en un día, estos equipos consumen menos

energía de lo que una computadora tradicional consume en una hora. (Ajoy, 2008).

Los clientes livianos junto con la virtualización reducirán considerablemente el consumo de energía. De acuerdo con Gartner, si las interfaces de usuario de todas las

aplicaciones de las computadoras personales fueran virtualizadas a un modelo cliente liviano / servidor, los costos indirectos de IT se reducirían en un 50%. (Lamb, Abril 2009).

Asimismo según el Dr. Hartmut Pflaum, un investigador de Fraunhofer, mientras que las computadoras de escritorio consumen alrededor de 85 watts de promedio, los clientes

livianos incluyendo sus servidores utilizan de 40 a 50 watts. Si se redujera la cantidad de energía utilizada por diez millones de computadoras personales en las empresas se

podrían disminuir 485,000 toneladas de emisiones de carbono al año, así como el ahorro de 78 millones en los costos de la electricidad. (CentriServ, 2008)

4.8. Redes informáticas

Una red informática es la aplicación de un conjunto de computadoras a un problema en común al mismo tiempo, usualmente para un problema técnico o científico que requiere un gran número de ciclos de procesamiento o el acceso a grandes

cantidades de datos. Es una forma distribuida de nodos que está compuesta de un clúster de computadoras acopladas y conectadas actuando en conjunto para

resolver tareas muy largas, usualmente utilizada para problemas computacionalmente intensivos, normalmente científicos, matemáticos o escolares.

Las redes informáticas hacen posible que múltiples instituciones combinen de forma

colaborativa sus recursos para resolver problemas que son de cómputo intensivo, en años recientes las redes informáticas se han mudado a la adopción de la arquitectura

orientada a objetos (SOA por sus siglas en Inglés). Esto es confirmado por Goble y De Roure (Roure, 2007) quienes dicen que la ubicuidad de las SOA es un driver en la

investigación de soluciones más ágiles en el campo científico e industrial.

Las redes informáticas están cambiando su postura de una simple súper máquina que

reside dentro del centro de datos en una institución en específico y moviéndose a una colección de computadoras separadas geográficamente.

4.9. Computación en la nube

Computación en la nube es una forma de computación distribuida que proporciona a sus usuarios la posibilidad de utilizar una amplia gama de recursos en redes de computadoras para completar su trabajo. (National Science Foundation, Mayo 2009)

Los recursos se escalan de forma dinámica y se proporcionan como un servicio a través de Internet. Los usuarios no necesitan conocimientos, experiencia ni control de

la infraestructura tecnológica. Al utilizar computación en nube las empresas se vuelven

Máster Oficial Sistemas de Energía Térmica_____________________________________________________________________________

EFICIENCIA ENERGÉTICA EN CPDS.

más ecológicas porque disminuyen su consumo de energía al incrementar su

capacidad sin necesidad de invertir en más infraestructura.tasa de utilización del hardware ya que se comparten los recursos.

tendencia se está desarrollando en nuestro país aunque todavía es desconocida para ciertos sectores.

4.10. Tele trabajo

El tele-trabajo hace posible para locasa y hacer su trabajo sin tener presencia en la oficina, al no ir a la oficina principal,

hay una reducción en la cantidad de transporte, lo cual resulta en menos con

tradicionales y por tanto menor consumo de combustibles fósiles

Las compañías pueden lograr una reducción distintas maneras. Siendo la primera de ellas que la empresa busque i

iniciativa ecológica dentro de sus centros de datos o dentro de su consumo de energía. Otras formas de contribuir con la disminución de la huella de carbono son el

aprovechamiento de las tecnologías. Un ejemplo podría ser el tele trabajo (telecommuting) ya que reduce el consumo de

empleado lo cual resulta en menos contaminación. Un reporte emitido por la asociación americana de electrónicos (AES por sus siglas en Inglés) encontró que

Millones de litros de gasolina podrían ser ahorrados si cada trabajador de Estados Unidos, con habilidades para hacer tele trabajo, no se traslada

1.6 días por semana. Además de la ayuda a las empresas en la reducción de la huella de carbono, el tele trabajo puede ser, además, utilizado como herramienta de

reclusión y retención. Un estudio reciente a más de 1400 directivos arrojo que 1/3 encuentra el tele trabajo como el principal incentivo para atraer a los mejores

empleados y cerca de la mitad del restodespués de lo económico.

4.11. Certificados en

Algunas certificaciones demuestran que una persona tiene un conocimiento específico de computación verde

• Green Computing InitiativeInformática Verde - Certificado en Arquitectura Verde en Computación Green Computing Architecten Computación Verde Professional (CGCP).

• CompTIA Strata Green ITque quieran demostrar que tienen un buen conocimiento de las prácticas de Green IT y los métodos y por qué es importante ponerlas en una organización.

• Information Systems Examination Boarden Green IT es apropiado para mostrar una comprensión global y el conocimiento de la informática puede ser beneficiosa.


IENCIA ENERGÉTICA EN CPDS.


capacidad sin necesidad de invertir en más infraestructura. Además se aumenta la tasa de utilización del hardware ya que se comparten los recursos. Actualmente esta

tendencia se está desarrollando en nuestro país aunque todavía es desconocida para

trabajo hace posible para los empleados de una organización permanecer en casa y hacer su trabajo sin tener presencia en la oficina, al no ir a la oficina principal,

hay una reducción en la cantidad de energía utilizado por el empleado , lo cual resulta en menos contaminación debido a usar menos vehículos

tradicionales y por tanto menor consumo de combustibles fósiles.

Las compañías pueden lograr una reducción de costes y de su huella de carbono de distintas maneras. Siendo la primera de ellas que la empresa busque implementar una


aprovechamiento de las tecnologías. Un ejemplo podría ser el tele trabajo ya que reduce el consumo de combustibles utilizado por el

empleado lo cual resulta en menos contaminación. Un reporte emitido por la asociación americana de electrónicos (AES por sus siglas en Inglés) encontró que

asolina podrían ser ahorrados si cada trabajador de Estados Unidos, con habilidades para hacer tele trabajo, no se trasladará a las oficinas remotas

.6 días por semana. Además de la ayuda a las empresas en la reducción de la huella bajo puede ser, además, utilizado como herramienta de


empleados y cerca de la mitad del resto piensa que es su segundo mejor incentivo (Chaudhry, Mayo 2009)

Certificados en Green Computing.

Algunas certificaciones demuestran que una persona tiene un conocimiento específico de computación verde o Green Computing, incluyendo:

Green Computing Initiative - GCI ofrece el Certificado de Usuario Especialista en Certified Green Computing User Speciali

Certificado en Arquitectura Verde en Computación - Certified mputing Architect (CGCA) y el Certificado Profesional

en Computación Verde - Certified Green Computing

CompTIA Strata Green IT está diseñado para administradores dedemostrar que tienen un buen conocimiento de las

ticas de Green IT y los métodos y por qué es importante ponerlas

Information Systems Examination Board (ISEB) Fundación Certificada en Green IT es apropiado para mostrar una comprensión global y el conocimiento de la informática ecológica y donde su aplicación

.

_____________________________________________________________________________

35


Además se aumenta la Actualmente esta

tendencia se está desarrollando en nuestro país aunque todavía es desconocida para

s empleados de una organización permanecer en casa y hacer su trabajo sin tener presencia en la oficina, al no ir a la oficina principal,

utilizado por el empleado para su usar menos vehículos

su huella de carbono de mplementar una


aprovechamiento de las tecnologías. Un ejemplo podría ser el tele trabajo utilizado por el

empleado lo cual resulta en menos contaminación. Un reporte emitido por la asociación americana de electrónicos (AES por sus siglas en Inglés) encontró que 5.100

asolina podrían ser ahorrados si cada trabajador de Estados rá a las oficinas remotas

.6 días por semana. Además de la ayuda a las empresas en la reducción de la huella bajo puede ser, además, utilizado como herramienta de


piensa que es su segundo mejor incentivo

Algunas certificaciones demuestran que una persona tiene un conocimiento

ofrece el Certificado de Usuario Especialista en Certified Green Computing User Specialist (CGCUS),

está diseñado para administradores de IT demostrar que tienen un buen conocimiento de las

ticas de Green IT y los métodos y por qué es importante ponerlas

Certificada en Green IT es apropiado para mostrar una comprensión global y el

y donde su aplicación



5. AUDITORIA ENERGÉTICA EN CPD.

En este apartado se tratan principalmente los CPD existentes, ya que anteriormente se ha explicado las consideraciones más importantes a tener en cuenta a la hora del diseño de un CPD.

El método de auditoria energética se adaptará al CPD del cliente, y en general, se incluyen las siguientes etapas:

1 Análisis previo de la auditoría. 2 Estudio de documentación y elaboración del plan de trabajo. 3 Análisis del CPD:

3.1 Elección del funcionamiento óptimo. 3.2 Elección del modo economizador más eficiente. 3.3 Elección de las condiciones de operación. 3.4 Gestión energética. 3.5 Condiciones ambientales. 3.6 Gestión del flujo de aire 3.7 Planta de enfriamiento. 3.8 Equipamiento IT. 3.9 Motores. 3.10 Suministro y distribución de energía. 3.11 Iluminación. 3.12 Resumen y ejemplo de estrategias de reducción de consumo energético.

4 Confección y redacción del informe final. 5 Seguimiento de las soluciones acordadas.

5.1. Análisis previo.

Como paso previo es necesario conocer la instalación que se va a analizar por lo que es conveniente disponer de información de como es y como se opera el CPD. Para ello se suele pedir a los operadores del CPD completar un pequeño cuestionario, y así poder conocer de qué información se dispone y cual va a ser necesario recopilar.

A continuación se propone una lista (no exhaustiva) de comprobación de las actividades desarrolladas en el CPD (en la que habrá que incluir otro punto, no desarrollado, sobre descripción del equipamiento actual y previsto).

1. Políticas y Procedimientos.

� ¿Se dispone de las políticas y procedimientos de operación del centro de

computación por escrito? � ¿Está suficientemente descritos los detalles necesarios para guiar a su

organización y su funcionamiento? � ¿El personal de centros de datos es consciente y aplica las políticas y

procedimientos? � ¿Se mantiene al día? ¿Se realizan revisiones periódicas?



2. Personal

� ¿El personal asignado al CPD dispone de la formación acorde?

� ¿Hay registro de operaciones actualizado donde se registran eventos significativos y las medidas adoptadas por el operador?

� ¿Es el operador de registro inspeccionado diariamente por la administración?

3. Monitorización y Control.

� ¿Hay sensores fijos? ¿Que tipo de medición se realizan?

� ¿Existe algún tipo de monitorización sobre variables del CPD? ¿Cual? � ¿Qué información se obtiene del sistema de control?

� ¿Es posible el Control remoto del CPD? ¿Qué equipos o instalaciones hay que se gestionan remotamente?

� ¿Es posible obtener el consumo energético del CPD a partir de la monitorización? ¿Con que frecuencia?

4. Gestión de incidencias

� ¿Los operadores del CPD saben exactamente qué hacer cuando los diferentes tipos de emergencias por incendios u otra índole ocurren?

� ¿Los otros miembros del personal saben exactamente qué hacer cuando se producen emergencias?

5. Alarma de incendios

� ¿Están las cajas de alarma contra incendios y las señales de emergencia están

claramente visible y sin obstáculos? � ¿Están las instrucciones contraincendios son claras y adecuadas, y están

publicado en todos los lugares? � ¿Hay suficientes interruptores de alarma de incendio en el área del CPD?

� ¿Están los operadores capacitados periódicamente en la lucha contra incendios?

� ¿Están los operadores asignan las responsabilidades individuales en caso de incendio?

� ¿Con qué frecuencia se realizan simulacros de incendio?

6. Extintor de incendios

� Sprinkler � Halon

� FM200 � Otro.



7. Acondicionador de aire

� ¿Está la fuente de suministro de la climatización separado de la del edificio

principal? � ¿Con qué frecuencia es revisado el aire acondicionado?

� ¿Existe modo economizador? ¿De que tipo y cuanto se usa anualmente?

8. Control de Ambiente interior.

� Administración de cables y cableado. � ¿Están retirados aquellos materiales que sean combustible?

� ¿El agua y otros líquidos están ubicados fuera del CPD? � ¿Cómo se protege el CPD?

o Tarjeta de Seguridad Identificativa. o Huella dactilar.

o Por bloqueo.

9. Medición del PUE (Power Usage Effectiveness)

� ¿Existe medición y análisis constante del PUE (Power Usage Effectiveness)? � ¿En que puntos se mide los consumos de energía? � ¿Con que frecuencia se mide y se registra? � ¿Hay informes de evolución del PUE con modificaciones realizadas?

5.2. Estudio de documentación y elaboración del plan de trabajo

A partir de la información recopilada, a saber, equipamiento, fuentes de suministro, control, monitorización, etc., se puede conocer la información que se va a tener que obtener para completar los datos de partida.

Una vez analizado los datos aportados, se elabora el plan de trabajo (visitas) y se entrega al administrador del CPD para su aprobación.

5.3. Análisis del CPD.

Con el análisis previo realizado y teniendo el plan de trabajo, el siguiente paso es el análisis del CPD, teniendo en cuenta sus características y equipamiento. Para ello se analizarán las diferentes instalaciones y sistemas, realizando mediciones si fuera necesario, principalmente de temperaturas, para el cálculo de la eficiencia del sistema de refrigeración.

El análisis del CPD se realiza según las medidas de mejora a analizar, siendo este análisis convenientemente desarrollado en el punto 6. Medidas de Mejora.

Según la información disponible será necesario obtener diferentes datos de la instalación para lo cual se utilizarán equipos de medida según la variable a medir:

� Consumo de energía eléctrica. � Temperatura del fluido

� Humedad del aire � Flujo de fluidos



Durante este análisis se puede aprovechar para hacer un inventario de las no conformidades respecto de ciertas normas o reglamentos a considerar. Esta revisión in situ de los CPDs puede incluir la realización de una cuidadosa revisión de los criterios y elementos clave tales como la construcción, ubicación, infraestructura de energía, la infraestructura de control ambiental, seguridad física, los campos electromagnéticos, los contratos de mantenimiento e infraestructura de telecomunicaciones para identificar los problemas críticos y evaluar el estado actual de la instalación.

Figura 11: Ejemplo de Análisis in Situ.

5.4. Redacción del Informe Final.

Como resultado de la auditoria energética del CPD, se realizará un Informe Final, donde se reflejarán los datos de partida, las medidas analizadas y los resultados de las medidas en cuanto a ahorro, inversión y período de retorno. Este documento servirá de base para la toma de decisiones a la hora de iniciar un plan de ahorro y eficiencia energética del CPD analizado.

5.5. Seguimiento de medidas implantadas.

Es importante considerar desde un inicio, que la auditoria tiene como finalidad identificar que medidas de ahorro y eficiencia energética son susceptibles de implantar en el CPD. Una vez realizado el Informe Final, con el listado de medidas de ahorro y datos asociados, la propiedad es la responsable de tomar las decisiones oportunas para llevar a cabo estas medidas.

Es por tanto, muy conveniente, disponer de algún sistema de seguimiento de las medidas implantadas, para conocer la eficacia de las medidas y las posibles desviaciones respectos de las estimaciones o cálculos realizados. Para ello se propone utilizar protocolos de reconocido prestigio, tal como el del Efficiency Evaluation Organization (EVO), que dispone de los criterios del protocolo de evaluación y control de los ahorros a analizar.

No hay señal que indique la presencia de extintores

Extintor no válido para instalación de CPD

Toma de corriente simple debe ser dúplex

Falta de seguridad para rack (bastidor)

Cableado no cumple TIA 568 y TIA 606

No blanking panels

Material contaminante

No seguro para rack

No refrigeración frente al rack

No hay pasillo caliente/frío



6. MEDIDAS DE MEJORA A IMPLANTAR EN CPD.

La optimización de un CPD es un problema complejo multi-variable y requiere una

evaluación detallada de ingeniería de cualquier posible cambio significativo para que su implantación sea exitosa. Solo una recolección apropiada de datos y la compresión

de la interacción entre las diferentes instalaciones permite considerar la evaluación de un escenario de funcionamiento alternativo. Es por tanto muy importante definir la

toma y análisis de datos.

6.1. Elección del funcionamiento óptimo.

En el análisis de las medidas de mejora, inicialmente hay que considerar el tipo de CPD, siendo muy práctico evaluar una serie de criterios u opciones en cada caso. La

siguiente tabla resume las principales características y las posibles opciones a tener en cuenta al evaluar el rango de funcionamiento óptimo para cada centro de datos.

(ASHRAE TC 9.9, 2011).

Características Rango de opciones

Tipo de proyecto Nuevo, modificación, actualización de uno existente

Aspectos arquitectónicos Diseño y disposición, ruta del flujo de aire del economizador, conexiones entre las secciones originales, modificadas y nuevas

Gestión del flujo de aire Amplia gama, de ninguno a la contención completa 1,2, el rendimiento local frente a las métricas RCI y RTI.

Ubicación de los sensores de control de refrigeración

En retorno del sistema de refrigeración, bajo el suelo, en fila, a la entrada de IT

Rango de temperatura/humedad de los equipos existentes

Rango de temperatura/humedad de: equipos de distribución de energía, cableado, interruptores y equipo de red, instrumentación local, unidad de refrigeración permitida de suministro y temperaturas de retorno, salud personal y seguridad de equipos.

Economizador Ninguno, a ser añadido, existente, de agua, de aire

Enfriadora de agua Ninguno, existente

Factores climáticos - temperatura

Rango de temperaturas en la región (datos obtenidos y/o de diseño extremos), número de horas por encima del máximo de la clase ASHRAE potencial

Factores climáticos - humedad

Rango de humedad en la región (datos obtenidos y/o de diseño extremo para humedad relativa y punto de rocío), temperatura y humedad coincidente y extremas, numero de horas al año fuera del rango de humedad de la clase ASHRAE potencial

Arquitectura de refrigeración

Aire, líquido, perimetral, en fila, a nivel de rack.

Tipo de Centro de Datos 3 HPC, internet, empresa, financiero

Tabla 10. Rango de opciones a considerar en la optimización de los ahorros de energía. ASHRAE 2011.

1) Algunas unidades CRAC/CRAH tienen limitada la temperatura de retorno, a unos 30°C.

• La unidades CRAC (Computer Room Air Conditioner) disponen de un compresor, tal que la eliminación del calor del CPD se realiza por al expansión directa del refrigerante.

• Las unidades CRAH (Computer Room Air Handler), disponen de ventiladores y serpentín de refrigeración, tal que la evacuación del calor del CPD se realiza con agua fría.

2) Con una buena gestión del flujo de aire, la temperatura del servidor puede aumentar, del orden de 20°C; con una temperatura de entrada de 40°C el pasillo caliente puede estar a 60°C.

3) El tipo de CPD afecta a los requisitos de disponibilidad/ fiabilidad – ver TIER.



Mediante la comprensión de las características descritas anteriormente, junto con la

capacidad de un CPD, se puede seguir los pasos generales necesarios para establecer la temperatura y humedad de funcionamiento óptimo del centro de datos.

6.2. Elección del modo economizador más eficiente.

Uno de los sistemas que permiten ahorrar más energía son los llamados

economizadores, que son analizados en profundidad en este apartado. Es conocido que trabajar en modo economizador ahorra energía mediante la utilización de aire

exterior durante los meses más fríos del año, lo que permite refrigerar, y permite que componentes de refrigeración como enfriadores y compresores se apaguen o que

funcionen a una capacidad reducida. Hasta hace poco, el funcionamiento en modo economizador se consideraba una opción o un modo secundario de operación, pero

cada vez más se está convirtiendo en un requisito para cumplir con los objetivos de eficiencia establecidos por los operadores de CPDs y / o normas como Código Europeo de Buena Conducta, ANSI / ASHRAE 90.1-2010, Energy Standard for Buildings Except Low-Rise Residential Buildings. Los operadores de CPDs de algunos climas están

encontrando que los sistemas de refrigeración pueden operar principalmente en el modo economizador permitiendo que los modos de refrigerante a base de

enfriamiento (es decir, mecánico) se utilicen en modo de operación secundaria o de respaldo, invirtiendo la tendencia actual. (APC-Schenider Electric . John Niemann,

2011)

Un economizador no es un objeto es un modo de operación.

Al más alto nivel, un sistema de enfriamiento puede utilizar el aire, el agua o un refrigerante para el transporte de energía térmica desde el interior del centro de datos

hacia el exterior. Los términos " economizador de aire " y " economizador de agua " se han utilizado para describir los sistemas de refrigeración con un modo economizador

integrado. Se describe a continuación el funcionamiento de cada tipo de modo economizador, con seis tipos identificados como los más beneficiosos para los centros

de datos. Estos seis tipos de modos de economizador se comparan a través de varios atributos.

Hay muchos diferentes dispositivos y tecnologías de refrigeración interesantes utilizados para centros de datos.

Sin embargo, todos estos sistemas utilizan algunos o todos de los siguientes cuatro elementos básicos:

• Calor de transporte: ventiladores y / o bombas, el fluido en movimiento (tal como aire o agua), que mueve la energía asociada al fluido en forma de calor

desde el centro de datos hacia el medio ambiente exterior. • Intercambio de calor: bobinas o tomas de aire que "toman" energía térmica de

una corriente de calor al exterior. En todos los casos, existe un intercambio de calor final hacia el medio ambiente exterior.

• Compresor: sistema que utiliza refrigerante de alta y baja presión, para obligar a la energía térmica a fluir "hacia arriba" desde una zona fría (centro de datos)

a una zona caliente (al aire libre en verano). El refrigerante comprimido de alta presión está a una temperatura mucho más alta que la temperatura exterior.



Este "aumento de la temperatura" es lo que permite que el calor del centro de

datos pueda fluir hacia el medio ambiente al aire libre. • Evaporación: torres de enfriamiento, filtros húmedos o aerosoles donde se

evapora agua para facilitar la transferencia de calor al ambiente al aire libre.

Un típico sistema refrigerado por agua de un centro de datos utiliza todos los

elementos anteriores para enfriar el centro de datos.

El transporte de calor y el compresor consume energía eléctrica para proporcionar el

enfriamiento, y el sistema de condensación consume agua.

El sistema de refrigeración debe estar diseñado para trabajar bajo las peores

condiciones de plena carga del centro de datos y a elevada temperatura exterior. A bajas cargas del centro de datos y frías temperaturas exteriores, el sistema debe

trabajar menos para enfriar el centro de datos. Desafortunadamente, los diversos dispositivos en la planta de refrigeración suelen están infrautilizados y no operan

eficazmente bajo estas condiciones. Para aumentar la eficiencia en estas condiciones, los dispositivos de refrigeración se han mejorado con la inclusión de variadores de

velocidad y otras funciones. En este punto es apropiado comentar que hoy en día, hay equipos que funcionan mejor a carga parcial que a plena carga, por lo que

pueden ser muy interesantes para ciertas aplicaciones.

Los modos economizador se desarrollaron, en principio para ayudar a reducir la

energía utilizada durante las condiciones favorables de baja carga del centro de datos y temperaturas frescas al aire libre.

En un modo economizador, el funcionamiento del compresor es total o parcialmente anulado, eliminando o reduciendo su consumo de energía. El compresor se usa para

mover el calor desde el interior del centro de datos hacia el medio ambiente exterior cuando la temperatura exterior es mayor que la temperatura del centro de datos. Sin

embargo, cuando la temperatura exterior está suficientemente por debajo de la temperatura del CPD, el calor fluirá naturalmente hacia el exterior sin la necesidad de

la "gradiente de temperatura" proporcionado por el compresor, por lo que su función es innecesaria. Esto dependerá del tipo de control, ya sea por temperatura o por

entalpía.

Por lo tanto, bajo condiciones favorables, el compresor puede ser bypasado,

consiguiendo un ahorro de energía significativo. Además, para ayudar a los sistemas que utilizan evaporación, esta función también se puede apagar o bypasar si las

condiciones son favorables consiguiendo un ahorro de agua.

Históricamente, la construcción de un modo economizador en un sistema de

refrigeración en un CPD implica un costo adicional y más complejidad, y sólo se justifica en situaciones con condiciones climáticas muy favorables, como las altas

latitudes.



Sin embargo, esto ha cambiado y el modo economizador ahora se considera

ventajoso en casi todos los lugares, por las razones siguientes:

• El funcionamiento del CPD a cargas parciales aumenta el beneficio de los

modos economizador, y más diseñadores reconocen que los CPDs pasan una parte considerable de su vida a carga ligera. La tendencia a la variación

dinámica de la potencia de equipo de IT puede aumentar este efecto. • La tendencia hacia el funcionamiento de los CPDs a altas temperaturas de aire

de retorno de IT tiene un efecto dramático en el porcentaje de tiempo de operación en modo economizador es posible, especialmente en climas más

cálidos. • Las implementaciones mayoría de los nuevos modos de economizador ahora

puede operar en un modo de economizador "parcial", lo que aumenta enormemente la cantidad de energía ahorrada en casi todos los casos.

• Las herramientas disponibles para la cuantificación de la energía que se ahorra mediante la aplicación de modos economizador se han mejorado y con

frecuencia predicen posibilidades de ahorro significativas con retorno de la inversión excelente.

• La experiencia real con los modos economizador y la mejora de los controles y sistemas de monitoreo, han aumentado la confianza de que estos modos no

afecten negativamente a la fiabilidad de los centros de datos.

Es este concepto de bypasar la función de compresor es fundamental para todos los

modos economizador. El diseño de la planta de refrigeración dependerá de como se lleve a cabo esta derivación (y los beneficios obtenidos) tal como se explica a

continuación.

Hay 19 tipos fundamentales de modos economizador, y de éstos, 15 son realistas y

pueden ser utilizados en centro de datos (seis tipos que utilizan aire y nueve tipos que usan agua).

Los otros cuatro tipos que usa agua no se consideraron porque traen agua del condensador directamente al CPD y aumenta la suciedad en el equipo. La figura

siguiente organiza estos 15 tipos de economizador2. Cada tipo se describe en las secciones siguientes. Los modos resaltados en amarillo se analizan más adelante en

este documento. (APC-Schenider Electric . John Niemann, 2011)

Debido a esta tendencia, hoy en día se está cambiando hacia el uso del modo

economizador de forma principal, dando lugar a instalaciones Chiller less o sin refrigeración, donde el uso de los sistemas tradicionales de refrigeración mecánica

tiene muy poco uso; <5% anual.

2 CRAH – Computer Room Air Handler, CRAC – Computer Room Air Conditioner



Figura 12: Tipos de sistemas de refrigeración con modo economizador.

Las secciones siguientes describen cada tipo de modo economizador. Cada sección

comienza con una lista de todos los componentes necesarios para la operación en el modo economizador (es decir, completamente sin ayuda de compresión mecánica).

Todas las descripciones asumen que se requiere un sistema de control. (Sistema de control se refiere a los componentes que regulan el funcionamiento de un sistema

como el cierre de una válvula de agua o persiana de aire al llegar a una cierta temperatura exterior). (APC-Schenider Electric . John Niemann, 2011)



6.2.1.Modo 1. Bypass de Aire acondicionado a través de aire fresco.

Componentes clave: ventiladores, rejillas, amortiguadores, filtros, pastillas de contacto con el fluido (medios húmedos y bomba - cuando se usa con la ayuda de

evaporación)

Un modo economizador de aire fresco (a veces referido como el aire directo) utiliza

ventiladores y rejillas para pasar una cierta cantidad de aire frío exterior a través de filtros y luego introducirlo directamente en el CPD cuando las condiciones del aire

exterior están dentro de los puntos de ajuste especificados, tal como se muestra en la figura 13. Las rejillas y compuertas también controlan la cantidad de aire caliente que

es expulsado al exterior y se mezclan con el retorno del suministro de aire del centro de datos para mantener los puntos ambientales establecidos. Aunque el suministro de aire

se filtra, esto no elimina completamente las partículas finas tales como el humo y gases químicos por lo que pueden entrar en el centro de datos.

Este tipo de modo economizador también se puede utilizar con complemento de enfriamiento evaporativo mediante el cual el aire exterior también pasa a través de

una malla de material húmedo antes de entrar en el centro de datos. En ubicaciones geográficas secas, el enfriamiento evaporativo puede reducir la temperatura del aire

hasta 19 ° C (35 ° F), lo que se traduce en horas adicionales de modo economizador.

Este es el mismo efecto de enfriamiento que cualquiera puede experimentar al salir del

océano y sentir una brisa del océano cuando se evapora y enfría. Hay que tener en cuenta que usando el enfriamiento evaporativo con este tipo de modo economizador

aumenta la humedad del CPD debido a que el aire fresco traído directamente en el centro de datos se pasa por el medio de evaporación. El enfriamiento evaporativo es

más beneficioso en climas secos. Para climas más húmedos, el enfriamiento evaporativo debe ser evaluado sobre la base de ROI (retorno de la inversión). Este tipo

de modo economizador permite un funcionamiento en modo economizador parcial.

Figura 13: Bypass del aire acondicionado a través de aire fresco directo.



6.2.2.Modo 2. Bypass de Aire acondicionado a través de intercambiador de calor de placas aire-aire.

Componentes clave: ventiladores, intercambiador de calor de placas fijas aire-aire,

(humectador, bombas cuando se utiliza evaporación)

Un acondicionador de aire con derivación a través del intercambiador de calor de

placas aire – aire (a veces referido como aire indirecto) utiliza el aire exterior para enfriar indirectamente el CPD cuando las condiciones del aire exterior están dentro de

los puntos de ajuste especificados. Este modo utiliza ventiladores para soplar aire frío del exterior sobre una serie de placas o tubos que a su vez enfrían el aire caliente del

CPD en el otro lado de las placas o tubos aislantes totalmente el aire del centro de datos del aire exterior (véase la figura 14). Este tipo de modo economizador también

se puede utilizar con enfriamiento evaporativo a la cual la parte exterior de las placas o tubos se pulverizan con agua que reduce aún más la temperatura del aire exterior y

por lo tanto el aire caliente de datos central. A diferencia del modo economizador anterior, el enfriamiento evaporativo en este caso no aumenta la humedad en el CPD

por lo que tiene en principio, más aplicabilidad. Este tipo permite modos economizador sea completo o parcial.

Figura 14: Bypass del aire acondicionado a través de intercambiador de calor de placas aire-aire.

6.2.3.Modo 3. Bypass de Aire acondicionado a través de intercambiador de calor rotativo aire-aire.

Componentes clave: ventiladores, intercambiador rotativo, (humectador y bomba - Cuando se utiliza evaporación).

Un acondicionador de aire con bypass del aire acondicionado a través de intercambiador de calor rotativo aire-aire utiliza ventiladores para impulsar el aire frío

exterior a través de un intercambiador de calor giratorio que conserva las condiciones del aire seco del espacio del centro de datos como se muestra en la figura 15. El

intercambiador rotativo dependerá de un material especial que no permite que los contaminantes se introduzcan en la corriente de aire del centro de datos. Este tipo de

modo economizador también se puede utilizar con enfriamiento evaporativo mediante el cual el aire exterior se enfría adicionalmente moviéndose a través de una

malla de material húmedo. En general este tipo de intercambiador no es completamente estanco, por lo que no se puede afirmar que no entren contaminante

o humedad al CPD. Este tipo permite modos economizador completo o parcial.



Figura 15: Bypass del aire acondicionado a través de intercambiador de calor rotativo aire-aire.

6.2.4.Modo 4. Bypass de enfriadora a través de intercambiador de calor.

Componentes clave: la torre de refrigeración, bombas, válvulas, intercambiadores de

calor de placas, CRAH.

Un modo economizador de bypass con enfriadora a través de un intercambiador de

calor utiliza el agua del condensador para enfriar indirectamente el agua fría del CPD cuando las condiciones del aire exterior se encuentran dentro de los puntos de ajuste

especificados. Las bombas mueven el agua del condensador a través de un intercambiador de calor de placas para enfriar el agua fría de enfriada utilizado en

CRAHs sin mezclar las dos corrientes de agua como se muestra en la figura 16.

Las válvulas de bypass de la enfriadora permiten desactivarse en función de cómo de

fría está el agua del condensador.

Este modo economizador permite un funcionamiento parcial cuando el

intercambiador de calor está en serie con la enfriadora. Aunque no se discute en el presente documento, este tipo de modo economizador también puede utilizar una gran masa de agua (por ejemplo lago) como una fuente de agua fría.

Figura 16: Bypass de enfriadora a través de intercambiador de calor.



6.2.5.Modo 5. Bypass del compresor de la enfriadora a través de termosifón.

Componentes clave: la torre de refrigeración, bombas, válvulas, placa y marco de intercambiadores de calor, CRAH.

Algunos refrigeradores ofrecen una opción de modo economizador con termo-sifón que permite que el compresor se apague cuando las condiciones del aire exterior se

encuentran dentro de los puntos de ajuste especificados. En este modo, el enfriador actúa como un intercambiador de calor simple. El principio del termo-sifón hace que

el refrigerante caliente se mueva naturalmente hacia el serpentín del condensador frigorífico donde es enfriado. El refrigerante frío a continuación bien por gravedad o

bien con una bomba retorna al evaporador donde se enfría el agua fría del centro de datos. El refrigerante se calienta de nuevo y se repite el ciclo. La característica del

termo-sifón elimina la necesidad del l intercambiador de calor de placas del tipo de modo economizador anterior. Sin embargo, este modo economizador no permite a la

enfriadora operar en el modo economizador parcial porque el compresor debe permanecer apagado cuando se ejecuta en modo de termo-sifón.

6.2.6.Modo 6. Bypass de enfriadora compacta a través de enfriador seco (o vía enfriamiento evaporativo).

Componentes clave: la torre de refrigeración, bombas, válvulas, intercambiadores de calor de placas, CRAH.

Un by-pass de enfriadora compacta a través de economizador - enfriador seco, utiliza un intercambiador de calor conocido como enfriador en seco para enfriar

directamente el agua fría del centro de datos cuando las condiciones del aire exterior se encuentran dentro de los puntos de ajuste especificados. Las bombas mueven el

agua fría (por lo general una mezcla de glicol) a través de un enfriador seco, donde el frío aire exterior enfría el agua helada que suministra los CRAHs como se muestra en la

figura siguiente. Las válvulas bypasan la enfriadora lo que le permite apagar o funcionar con mayor eficacia en función de cuán frío esté el aire exterior. La

operación parcial en modo economizador sólo es posible cuando el intercambiador de calor está en serie con el enfriador. Esta es la solución asumida para este tipo de

modo economizador, figura 17. Este tipo de solución tiene una huella más pequeña y proporciona un funcionamiento economizador modo mucho más predecible y

eficiente en comparación con el campo de montaje de los mismos componentes.

Figura 17: Bypass de enfriadora compacta a través de enfriadora seca.



Este tipo de modo economizador también se puede utilizar con enfriamiento

evaporativo mediante el cual el aire exterior se enfría adicionalmente moviéndose a través de una malla de material húmedo o una pulverización de agua atomizada lo

que reduce aún más la temperatura del agua fría y se incrementa el número de horas de funcionamiento en el modo economizador. Esto requiere que el enfriador seco se

sustituye con un enfriador evaporativo.

6.2.7.Modo 7. Bypass del compresor de la CRAC a través de serpentín secundario.

Componentes clave: enfriador seco, bombas, CRAC con segundo serpentín (material

húmedo, bomba, cuando se usa con enfriamiento evaporativo).

En este tipo de modo economizador, la expansión directa (DX) CRAC incluye un

serpentín independiente secundario, que usa el agua de condensador durante el modo de operación economizador. Cuando las condiciones del aire exterior están

dentro de los puntos de ajuste especificados, las bombas mueven el agua de condensador a través del enfriador seco donde el aire frío exterior, enfría el agua de

condensador de suministro del segundo enfriador en CRAC. Este modo economizador permite una operación parcial y puede usar enfriamiento evaporativo, (véase la figura

18).

Notar que la torre de refrigeración puede incluso ser usada para enfriar el agua de

condensador, pero incrementa los requisitos de tratamiento de agua, por lo que no se considera para los CPDs.

Figura 18: Bypass de enfriadora compacta a través de aerotermo - enfriadora seca.

Un modo economizador debe tomar ventaja de una amplia gama de condiciones exteriores con el fin de maximizar el número de horas de modo economizador y el

ahorro de energía. Sin embargo, en períodos de condiciones exteriores extremamente calientes, es necesario al menos parcialmente, depender de un modo basado en

refrigerante (es decir, enfriamiento mecánico) para mantener de forma fiable las condiciones ambientales del CPD mientras se consigue ahorro de energía. Hay dos

atributos clave de modo economizador que ayudan a esto:

1. Operación en modo economizador parcial por el cual el compresor funciona a

una carga reducida. 2. Enfriamiento evaporativo.



Una evaluación de alto nivel de cada uno de los 15 tipos de modos economizador se

muestra en la tabla siguiente, y se concluye que 6 de los 15 tipos emplean ambos de estos atributos. En la tabla se comparan estos seis tipos de modos de economizador

frente a los diferentes atributos cualitativos. El color azul representa el mejor tipo de modo economizador para el atributo específico.

Modos economizador aire Modos economizador agua

Modo 1 Modo 2 Modo 3 Modo 4 Modo 6 Modo 7

Compatibilidad con cerramiento exterior del edificio

Puede requerir modificación

del cerramiento exterior

Puede requerir modificación del cerramiento

exterior

Puede requerir modificación del cerramiento

exterior

No interferencias

con cerramiento exterior

No interferencias


No interferencias


Capacidad de adaptación

No es lógico adaptar sistema

existente


existente


existente

Práctico si hay espacio disponible

Práctico si hay espacio disponible

Requiere el intercambio de la unidad CRAC

Complejidad del control

Pocos dispositivos para

control

Pocos dispositivos para control

Pocos dispositivos para

control

Muchos dispositivos para

control

Numero moderado de dispositivos para control

Numero moderado de dispositivos para

control

Control de la humedad del CPD

Dependiente de la humedad

exterior

Independiente de la humedad

exterior


exterior


exterior


exterior


exterior

Esperanza de vida

20-40 años del intercambiador

de calor


de calor


de calor

10-15 años del intercambiador de calor de placas

10-20 años del enfriador

evaporativo

10-20 años de las unidades de enfriamiento

Los Riesgos de disponibilidad: * pérdida de agua de refrigeración

Altamente susceptible a la calidad del aire

exterior.

Bajo riesgo de inactividad debido a la pérdida de agua.

Bajo riesgo de inactividad debido a la pérdida de agua.

El tiempo de inactividad es debido a la pérdida de

agua de relleno para la torre de enfriamiento

No hay tiempo de inactividad debido a la pérdida de

agua, a la mala calidad del aire o a la extinción de incendios.

No hay tiempo de inactividad debido a la pérdida de

agua, a la mala calidad del aire o a la extinción de incendios.

* mala calidad del aire

Apagado requerido.

No hay riesgo debido a la mala calidad del aire.



* extinción de incendios

Mediante supresión con agente limpio

No hay riesgo por extinción de

incendios


incendios


incendios

Requisitos de espacio

0.038 m2 / kW 0.073 m2 / kW 0.16 m2 / kW 0.18 m2 / kW 0.31 m2 / kW 0.19 m2 / kW

Necesidad de backup en modo refrigerante

Dimensionado backup

completo para caso de la mala calidad del aire

exterior

Parcialmente dimensionado para climas extremos





Tabla 11. Comparación cuantitativa de diferentes modos de economizador.

En modo 4 y 6 se supone que el intercambiador de calor está en serie con la enfriadora lo que permite un funcionamiento parcial del economizador.



La Tabla 11 compara este tipo de seis modos economizador contra varios atributos

cuantitativos.

Modos economizador aire Modos economizador agua

Modo 1 Modo 2 Modo 3 Modo 4 Modo 6 Modo 7

Los siguientes atributos se basan en un CPD de 1 MW a 50% carga de TI, con sede en St. Louis, MO, EE.UU

Consumo anual de agua

379 L 4.777.000 L 973.000 L 26.000.000 L 485.000 L 485.000 L

Coste en capital de todo el sistema de refrigeración

$2,2 / watt $2,4 / watt $2,8 / watt $3,0 / watt $2,3/ watt $2,0 / watt

Coste anual de mantenimiento

75% 75% 83% 100% 100% 92%

Energía total de enfriamiento

737.506 340.365 377.625 589.221 736.954 960.974

Horas anuales - modo economizador completo

5.723 7.074 5.990 4.705 5.301 4.918

Horas anuales - modo economizador parcial

0 1.686 2.770 3.604 1.773 3.800

PUE estimado 1.34 1.25 1.26 1.31 1.34 1.39

Tabla 12. Comparación cualitativa de diferentes modos de economizador.

En modo 4 y 6 se supone que el intercambiador de calor está en serie con la enfriadora lo que permite un funcionamiento parcial del economizador.

El consumo de agua total estimado de la torre de enfriamiento es a partir de la evaporación, la deriva y la purga. http://www.cheresources.com/ctowerszz.shtml

El costo de mantenimiento se muestra como porcentaje de una línea base de un sistema tradicional enfriadora / torre de refrigeración.

Todos los modos economizador proporcionan ahorros de energía de refrigeración sobre el sistema de refrigeración de referencia, tal que este ahorro depende de la

situación geográfica y de las condiciones climáticas de la zona, ver figura 19.



El uso de un modo economizador es completamente dependiente de la ubicación

geográfica del CPD. Las condiciones estacionales del sitio determinará si se utiliza un modo economizador u otro. Utilizando los datos climáticos de un lugar dado, puede

ser calculado el número de horas de modo economizador.

Hay básicamente dos maneras de aumentar las horas del modo economizador:

1. Desplazar el centro de datos a un clima más frío, y 2. Aumentar la temperatura de diseño a la entrada del servidor.

La primera opción es, obviamente, poco realista para centros de datos existentes. La segunda opción es realista y se está aplicando actualmente en los centros de datos

nuevos y existentes. De hecho, la versión 2008 de la norma ASHRAE TC9.9 aumenta la entrada de servidor de de temperatura máxima (bulbo seco) de 25 ° C (77 ° F) a 27 ° C

(80,6 ° F). Sin embargo, el incremento de la temperatura de suministro a IT depende de lo bien que se separan las corrientes de aire frío y caliente.

El by-pass de aire acondicionado mediante el modo de intercambiador de calor de aire proporciona el consumo de refrigeración de energía más bajo en casi todos los

climas con un promedio de 381.385 kWh. Este consumo del sistema de refrigeración representa un 86% de ahorro de energía en comparación con el consumo de energía

de enfriamiento base media de 2.761.262 kWh. (APC-Schenider Electric . John Niemann, 2011).

El factor de carga de enfriamiento (Cooling Load Factor/CLF) es la energía total consumida por el sistema de enfriamiento dividido por la energía de carga de la

instalación IT. La carga de energía IT utilizada en este análisis fue de 500 kW x 8760 horas al año.

Figura 19: Factores de carga de enfriamiento para los modos economizador respecto a la base.



6.3. Elección del las condiciones de operación.

A continuación se dispone de las fases a seguir en la optimización de las condiciones de operación de un CPD, según las recomendaciones de ASHRAE. (ASHRAE TC 9.9,

2011):

1) Considerar el estado de las mejores prácticas para el centro de datos, la aplicación de la mayoría de ellas es un requisito previo antes de pasar a una operación con la temperatura más alta del servidor de entrada, lo que incluye la

gestión del flujo de aire, así como la estrategia de control del sistema de refrigeración.

2) Determinar el escenario ambiental máximo permisible a partir de la clase 2011 ASHRAE - las clases ASHRAE están basadas en la revisión de todas las

especificaciones ambientales de los equipos IT. 3) Usar el escenario de operación recomendado (ver Tabla 6) o, si se desea más

ahorro de energía, utilizar la siguiente información para determinar el límite de funcionamiento:

a. Los datos climáticos para la configuración regional (sólo cuando se evalúe la utilización de economizadores)

b. La tendencia de la alimentación del servidor vs Temperatura ambiente – según sección A

Figura 20: Incremento de Energía del Servidor vs Temperatura Ambiente para clases A2 y A3.



Figura 21: Incremento del Flujo de Aire del Servidor vs Incremento de Temperatura Ambiente.

c. Los niveles de ruido acústicos en CPD frente a la temperatura ambiente .- según sección B

Incremento Esperado en Nivel de Potencia Acústica (en db-A).

25°C 30°C 35°C 40°C 45°C

0 dB 4,7 dB 6,4 dB 8,4 dB 12,9 dB

Tabla 13. Aumento esperado del Nivel de Potencia Acústica en dbA.

d. La tendencia de la fiabilidad de los servidores vs Temperatura ambiente - según sección C. Para entender el impacto de la implementación en data center de un economizador sin enfriadora de agua, en la tasa de fallo de hardware, se

tiene en cuenta la ciudad de Chicago como ejemplo, de manera que se tienen los siguientes datos climáticos – tiempo/ temperatura.

Figura 22: Histograma de temperatura de bulbo seco para ciudad de Chicago para año 2010.



Con un economizador de aire, los ventiladores del CPD (con motor en la

corriente de aire) van a hacer algún trabajo en el aire que entra y van a elevar su temperatura en cerca de 1.5 ºC desde el exterior del centro de

datos a la entrada del equipo de TI. Además, la mayoría de los CPDs con economizadores tienen un medio de mezcla de aire para mantener una

temperatura mínima del CPD en el intervalo de 15 a 20 ° C, incluso en el invierno. Aplicando estas hipótesis con los datos del clima de Chicago, el

histograma se transforma en la que se muestra en la Figura 23.

Figura 23: Histograma de temperatura de bulbo seco con las consideraciones de economizador asumidas para ciudad de Chicago para año 2010.

Los supuestos incluyen la recuperación de energía del aire de extracción del servidor para mantener un mínimo de 15 a 20 º C de temperatura y un

aumento de la temperatura del aire exterior en 1.5 ºC a la entrada del servidor.

Tomando los datos del histograma en la figura anterior, y el cálculo de un porcentaje de tiempo dedicado a cada banda de temperatura, se puede

crear una sencilla tabla de tiempo -temperatura media ponderada de la tasa de fallos en el equipo como se muestra en la Tabla siguiente.

15 -20C 15 -20C 20 -25C 20 -25C 25 -30C 25 -30C 30 -35C 30 -35C

Lugar % de horas

x-factor % de horas

x-factor % de horas

x-factor % de horas

x-factor Net x-factor

Chicago 67,60% 0,865 17,20% 1,13 10,60% 1,335 4,60% 1,482 0,99

Tabla 14. Tasa de fallo tiempo- temperatura para equipos IT en ciudad ejemplo.

Haciendo este análisis se puede obtener del estudio los rangos de fallo según sea con economizador de aire o economizador de agua para diferentes

ciudades:



Figura 24: Proyecciones de la tasa de fallos para economizador de aire laterales y economizadores de agua en diferentes ciudades.

Obsérvese que se supone que ambas formas de economizador elevan en 1.5 ºC la temperatura de bulbo seco del aire de suministro por encima de la del

aire libre en el centro de datos.

Figura 25: Proyecciones de la tasa de fallos para economizadores de agua con torre de refrigeración seca en diferentes ciudades.

Nótese que está asumido que el economizador resulta en un aumento de 12 ºC de temperatura de bulbo seco en el aire de suministro, por encima del aire

exterior.



Las tasas de fracaso para la mayoría de ciudades de Estados Unidos y Europa,

con las proyecciones con economizadores de aire y de agua muestran que son muy comparables a un centro de datos tradicional con una temperatura

de estado estacionario de 20 º C. Para un economizador de agua con torre de refrigeración, las proyecciones de tasa de fracaso de la mayoría de

ciudades de Estados Unidos y Europa son de 10 a 20% por encima de la línea de base con estado estacionario a 20ºC.

Para la mayoría de ciudades de Estados Unidos y Europa, e incluso algunas ciudades de Asia, es posible la construcción de centros de datos que se

basen casi exclusivamente en el clima local para satisfacer sus necesidades de refrigeración, (considerando las nuevas clases de ASHRAE).

Sin embargo, la disponibilidad de equipos IT con capacidades de Clase A3 y A4 aumenta significativamente el número de locales de Estados Unidos y en

todo el mundo, donde podrían ser construidas y operadas instalaciones sin refrigeración. El uso de la economización de aire (y de agua con una torre de

enfriamiento) versus economizador de agua con torre seca también aumenta el número de lugares disponibles sin instalaciones de enfriadoras.

e. La confiabilidad del servidor frente a la humedad, la contaminación y otros efectos de temperatura - según sección D

f. La tendencia del rendimiento del servidor vs Temperatura ambiente - según sección E.

g. La tendencia del costo de servidor vs Temperatura ambiente - según sección F.

A continuación se tiene el diagrama de flujo para el uso de la guía y aplicación de las clases de ASHRAE para CPDs.



Figura 26: Diagrama de Flujo para implementar el proceso de optimización de condiciones de operación en CPD. ASHRAE TC 9.9



Las medidas de eficiencia a analizar, se clasifican según una lista de acciones (U.S.

Department of Energy Save Energy Now, 2008) actualizadas con otras referencias:

6.4. Gestión Energética.

GE-001: Realizar una auditoria energética.

El primer paso hacia una mejor eficiencia energética de operación es cuantificar la

eficacia de la instalación que está en funcionamiento. Una auditoría energética revela cómo se distribuye el uso de la energía total de la instalación entre el equipo de IT y sus

sistemas de apoyo - distribución de energía, refrigeración, control de humedad, etc. Comparando los resultados con datos de referencia públicos se indicará cuales son las

mejores oportunidades para mejoras efectivas en costes.

GE -002: Creación de un plan de gestión energética. (ISO 50001).

El mantenimiento a largo plazo de la eficiencia energética del funcionamiento de una instalación se logra mejor mediante la creación y ejecución de un Plan de Gestión de

la Energía. Este plan será identificar quiénes son los responsables y cuáles son los objetivos de gestión de energía. Se ocupará de cómo recoger las mediciones de

rendimiento del sistema, cómo de manejar e interpretar los datos, y el proceso de identificar, financiar e implementar medidas de eficiencia energética. La implantación

de un programa de gestión de energía, según la norma ISO 50.001 se puede integrar con otros sistemas de gestión, ISO 9001 o 14000, y con otras funciones (gestión de

riesgos, control de costes, control de calidad, reconocimiento de los empleados, y la formación).

GE -003: Asignar y crear la figura de gestor energético.

Si su instalación no dispone todavía de la figura de Director de Energía, considere la

asignación de dicho puesto. Los esfuerzos para mejorar la eficiencia energética a menudo fallan cuando no hay claramente identificado el responsable para dirigir y

coordinar un plan de ahorro y eficiencia.

GE -004: Involucrar a la alta dirección con un análisis de costo del ciclo de vida convincente.

Algunas de las acciones de eficiencia energética no suponen prácticamente costo

inicial para su puesta en práctica, pero muchos otras si lo necesitan. Incluso si una acción propuesta tiene un retorno de inversión muy rápido, la administración puede

optar por no financiarlo en base al costo de la aplicación. Un análisis donde esté presentado claramente el retorno de la inversión de cada acción propuesta ayudará

a la gestión si se compara con la alternativa de oportunidades de inversión.

GE -005: Implementar un programa de medición y calibración energético.

A menudo se dice "no se puede controlar lo que no se mide". Identificar los parámetros clave de los sistemas que indiquen como de bien se están comportando. Determinar

cuáles de estos parámetros ya están siendo monitoreados y cuáles son las capacidades de grabación. Agregar la instrumentación para capturar los parámetros



que actualmente no están supervisados. Por último, implementar un programa para

calibrar regularmente sus sensores para asegurarse de que siempre recoge lecturas precisas.

GE-006: Realizar un mantenimiento preventivo regular.

Los sistemas de apoyo de los CPDs son más propensos a operar de manera eficiente

cuando se mantienen afinados. Es usual el caso de que un sistema de apoyo cumpla con sus requerimientos nominales, no existen las condiciones de alarma, pero el

sistema utiliza más energía de la de diseño. El mantenimiento preventivo será capaz de identificar estas situaciones y corregirlas antes de producir un gran despilfarro de

energía.

GE-007: Instalar medidores secundarios de uso final de la carga y hacer seguimiento en el tiempo.

Muchos CPDs tienen sólo uno o unos pocos medidores principales de energía

(electricidad, gas, etc.) Estos por lo general solo reportan el uso total de energía de la instalación con precisión, pero no pueden indicar cómo se distribuye el uso de la

energía entre el equipo de IT y sus sistemas de apoyo. La instalación de medidores secundario en lugares clave proporciona una poderosa herramienta para la medición

de la eficiencia energética de los sistemas individuales. La provisión de estos sub-medidores con capacidad de grabación permite supervisar el rendimiento del sistema

con el tiempo, proporcionando evidencia de degradaciones y mejoras, por lo que suele ser una medida recomendad tras la implantación del Plan de Energía.

GE-008: Revisión de la operación completa del sistema y de la eficiencia sobre una base regularizada.

Es posible que ya esté realizando la vigilancia de algunos de los sistemas de apoyo del CPD y están satisfechos de que están operando de manera eficiente, pero es

importante monitorear la eficiencia energética de los centros de datos en su conjunto. Hay dos indicadores de imagen completa comunes, que son los indicadores PUE

(Efectividad de utilización de energía) y DCiE (Eficiencia de la infraestructura del Centro de Datos). Ambas mediciones indican la cantidad de energía de los sistemas

de apoyo a utilizar en comparación con el equipo de IT en sí mismo. La menor energía empleada por los sistemas de apoyo a utilizar para una determinada carga de TI,

aumenta la eficiencia energética con que la instalación opera. Un seguimiento continuo de esta relación es una buena manera de hacer un seguimiento de la

ejecución del CPD completo. Para ello se ha de medir el consumo de todas las instalaciones involucradas.

GE-009: Instalar el equipo de monitoreo para medir la eficiencia y rendimiento del sistema.

Si no se dispone de instrumentos de medición de parámetros clave de rendimiento permanentes instalados, puede instalar instrumentos temporales para obtener la

misma información para periodos de tiempo seleccionados. Los medidores eléctricos de potencia, medidores de flujo de agua fría, y los sensores de temperatura pueden

ser rápidamente desplegados y permiten cuantificar el rendimiento del sistema.



GE-010: Aumentar la sensibilización, entre el personal del CPD sobre el impacto financiero y medioambiental de los ahorros de energía.

El personal de los CPDs suelen tener una lista de prioridades. El mantenimiento continuo

en el tiempo es generalmente la primera, seguido por proporcionar capacidad para posible crecimiento futuro. La eficiencia energética es por lo general la tercera o

cuarta prioridad, en el mejor de los casos. La implementación y la preservación de la operación energéticamente eficiente es ayudado por el personal de entrenamiento

sobre cómo la eficiencia energética puede aumentar la capacidad del CPD, ahorrar dinero y apoyar a la empresa en sus objetivos ambientales globales.

GE-011: Adiestrar / crear conciencia en los diseñadores de centros de datos en la mejores técnicas disponibles de gestión energética.

Es importante que los nuevos diseñadores de CPD conozcan las mejores técnicas disponibles para poder aplicar e implementar en sus proyectos así como innovar en

este sentido.

GE-012: Usar el análisis de costo del ciclo de vida para la toma de decisiones.

Es muy útil utilizar el análisis de costes teniendo en cuenta el ciclo de vida como herramienta de toma de decisiones, incluyendo la posible volatilidad de precios de la energía y los beneficios no energéticos (por ejemplo, la fiabilidad, los impactos ambientales). En este sentido, conocer las condiciones de operación con más detalle permite elegir los equipos más adecuados en función de sus rendimientos medios estacionales y a carga parcial.

GE-013: Instalación de dispositivos para sistemas de control de los picos de iluminación.

Esta es una medida a desarrollar según la instalación de iluminación existente/proyectada y sistema de control.

GE-014: Implementar un plan de puesta en servicio continuo.

Mediante este plan se establece como se ha de implementar las medidas de mejora

energética según las decisiones tomadas. La planificación dependerá principalmente de la medida a implantar, los recursos y personal asignado y del plazo estimado.

GE-015: Implementar una eficiente Infraestructura de Gestión de CPDs.

Una efectiva y bien implementada Infraestructura de Gestión de Centro de Datos

/Data Centre Infrastructure Management / (DCIM) ayuda a los operadores a maximizar el uso eficiente de las capacidades de potencia, refrigeración y espacio, de

forma segura, tal que permite:

Monitoreo y automatización de funciones

• Visibilidad del estado y la configuración de los sistemas de infraestructura física. • La notificación proactiva del estado de cambios en las condiciones de alarma.



• Configuración remota del consumo de energía de las instalaciones, la

refrigeración, y la configuración de seguridad del sistema.

Funciones de planificación y ejecución

• Seguimiento de los activos y sus dependencias en el centro de datos. • Facilitar el despliegue eficiente de los nuevos equipos.

• Ejecución de la planificación con el fin de facilitar los cambios en el centro de datos.

• Simulación de los posibles cambios con el fin de analizar el impacto de las operaciones del centro de datos.

Es importante tratar de no elegir una solución inadecuada, basándose en procesos inadecuados o no coincidentes, o en la existencia de falta de compromiso /

propiedad / conocimiento ya que puede socavar la capacidad del conjunto de herramientas elegido para entregar el valor y los beneficios que ha sido diseñado para

ofrecer. (APC-Schneider Electric;Donovan, Patrick, 2012)

GE-016: Acciones operativas: operar la instalación de manera eficiente.

Hoy en día, la mayoría de los nuevos servidores tienen características de administración de energía. Es decir, son capaces de reducir el consumo de energía en

los momentos de carga computacional reducida. Esto no era así hace unos años, cuando el consumo de energía de casi todos los equipos era constante e

independiente de la carga computacional. Los usuarios deben ser conscientes de este cambio en la tecnología, y ser conscientes de la situación de las características de

administración de energía en sus sistemas IT. Siempre que sea posible, la administración de energía debe estar habilitada en todos los dispositivos con esta utilidad. Tenga en

cuenta que muchos fabricantes de equipos de suministro de equipos con estas características deshabilitadas de forma predeterminada. Esto puede requerir la

actualización de las aplicaciones para garantizar que se aprovechen al máximo las características de administración de energía, permitiendo la reducción del consumo

eléctrico total, pero no así reducir el requisito de capacidad de energía. (APC-Schneider Electric; Rasmussen, Neil, 2011).

GE-017: Acciones operativas: migración a las plataformas de computación más eficientes.

La migración a plataformas eléctricamente más eficientes es otra estrategia efectiva para reducir el consumo de energía. La mayoría de los centros de datos tienen los

llamados "servidores de baja densidad" que tienen 3-5 años de edad. Normalmente, estos servidores disponen de la misma o menos potencia por cada servidor que los

servidores blade de hoy en día y son físicamente mucho más grandes por servidor. La migración a servidores blade modernas de los servidores existentes, mientras sea de

manera servidor por servidor no suele reducir el consumo total de energía e incluso podría aumentar. Sin embargo, esa clase de migración permitirá mucho más altas

densidades de embalaje para los servidores. Los servidores blade no producen más calor que el equivalente en servidores de 1U, pero crean calor en un área más



pequeña que da lugar a problemas de eliminación de calor dando lugar a que crean

la percepción de que los servidores blade crean un exceso de calor.

Cuando está prevista una nueva implementación de servidor, el uso de servidores

blade en comparación con servidores de factor de forma alternativos, de manera general, se conseguirá una reducción del 20% en el consumo de energía. Esto se debe

a que los servidores blade en general, tienen una mayor eficiencia de las fuentes de alimentación y comparten algunas de las funciones generales tales como ventiladores.

Es importante entender que la selección del factor de forma blade reduce el consumo de energía en relación con otros factores de forma de servidor para el equipo recién

implementado, pero estos servidores blade no necesariamente consumen menos energía que los antiguos servidores.

Para determinar el potencial para ahorrar energía mediante la migración a blades sobre una base de servidor por servidor, el consumo de energía del servidor existente

debe ser comparado con el consumo de energía de cualquier servidor blade propuesto. Además, el rendimiento de los servidores se debe comparar con el fin de

llegar a un rendimiento por watio métrico. Hoy en día, los principales fabricantes, como Dell, HP e IBM proporcionan herramientas de configuración de usuario que

informan con precisión del consumo de energía real para diferentes configuraciones de servidores blade. Para determinar los valores de consumo de energía para

servidores existentes, la única manera realista es la medición de los servidores utilizando un vatímetro. Al comparar los valores obtenidos de esta manera, puede ser estimado

el ahorro de energía debido a una migración de servidor a gran escala. Sin embargo, las estrategias de migración siguientes son generalmente los más eficaces:

• Usar un servidor de 2 vías o un servidor con procesador único de doble núcleo para reemplazar a 2 o más servidores antiguos.

• Utilice un blade basado en un procesador de bajo voltaje o media tensión para sustituir a un antiguo servidor

• Para los servidores con discos dedicados, utilice la clase empresarial baja de energía de 2,5 "en lugar de unidades de 3,5".

• Utilice un solo servidor de procesador de doble núcleo para sustituir a un servidor con doble procesador.

• Usar un servidor de 2 vías de doble núcleo en lugar de un servidor de 4 vías.

Este análisis sugiere que la migración no suele ser la herramienta más eficaz para

reducir el consumo de energía. La principal forma que las nuevas tecnologías de servidor puedan ayudar a reducir el consumo de energía es cuando la consolidación

de aplicaciones en los servidores se utiliza para reducir el recuento total del servidor, o cuando los servidores están virtualizados. (APC-Schneider Electric; Rasmussen, Neil,

2011)

GE-018: Acciones de planificación: Virtualización.

La virtualización de servidores se traduce en una reducción drástica de los requisitos de energía de IT. La virtualización casi siempre reduce drásticamente el número de

servidores instalados. La eliminación de un servidor es un ahorro de consumo estructural de aproximadamente 200 a 400 W, dependiendo de la tecnología.



Por lo tanto el consumo de electricidad es evitado aproximadamente 390 € al año por

servidor eliminado, y el total de 10 años coste TCO (Total Cost of Ownership) (coste total de la propiedad) salvado por este ahorro estructural es de aproximadamente

7.680 dólares por servidor eliminado. Este ahorro es sustancialmente mayor que el coste del propio servidor. (APC-Schneider Electric; Rasmussen, Neil, 2011)

GE-019: Acciones de planificación: Estandarización.

La estandarización de la eficiencia energética de servidores es un método muy eficaz,

incluso si no se utiliza la virtualización. Hoy en día, los servidores blade son la forma de servidor eléctricamente más eficiente. Sin embargo, los tipos blades disponibles para

un determinado sistema servidor blade pueden variar mucho en rendimiento y en consumo de energía. A menudo es difícil de predecir de antemano los requisitos de

funcionamiento para una aplicación basada en servidor, por lo que los usuarios suelen especificar el rendimiento más alto disponible penalizando considerablemente el

consumo de energía.

Cuando los servidores están virtualizados, la estrategia de utilizar el servidor de más alto

rendimiento es generalmente el mejor método para minimizar el consumo de energía total. Sin embargo, cuando los servidores se despliegan aplicación por aplicación

puede tener sentido el ajustar el rendimiento del servidor con los requisitos de cada aplicación para ahorrar energía.

Para los usuarios que estandaricen un sistema de servidores blade e implementan servidores por aplicación, existe la opción de estandarizar en dos blades, una de alto

rendimiento / blade de alta potencia y un rendimiento inferior / blade de inferior energía. La gama de consumo de energía puede ser mayor que dos-a-uno. Una

estrategia lógica es el despliegue de aplicaciones en blade de menor rendimiento por defecto y sólo se mueven a blade de mayor rendimiento en caso de necesidad

demostrada. De esta manera, la disminución de carga estructural IT evita un consumo de un 10% o más para un negocio típico de CPD. (APC-Schneider Electric; Rasmussen,

Neil, 2011)



6.5. Condiciones Ambientales.

CA-001: Medir el índice de temperatura de retorno (RTI) y el índice de refrigeración del rack (RCI).

Un aumento de la temperatura de entrada del aire en el centro de datos y /o en sus equipos IT fuera del rango de temperaturas recomendado sugieren problemas de

gestión del aire. Una baja temperatura de retorno se debe al aire de by-pass y una temperatura de retorno elevada se debe a la recirculación de aire. La estimación del

Índice de temperatura de retorno /Return Temperature Index/ (RTI) y el Índice de refrigeración del rack /Rack Cooling Index/ (RCI) indicará si se requieren corregir con

acciones de ahorro de energía.

CA-002: Aumentar la temperatura del aire suministrado.

Una temperatura baja del aire de suministro hace que el sistema de enfriamiento sea menos eficiente y limita la utilización de economizadores. Arquitecturas cerradas

permiten temperaturas más altas de suministro (cerca del extremo superior del rango de la temperatura de entrada recomendada) desde la mezcla de aire caliente y frío

se minimiza. En contraste, la temperatura de suministro en arquitecturas abiertas es a menudo dictada por la temperatura más caliente de admisión.

CA-003: Proporcionar temperaturas de entrada a equipos IT más cálidas.

Una especificación de temperatura de entrada al equipo de IT baja, por un lado hace

que el sistema de refrigeración funcione con menor eficiencia y por otro lado limita la utilización de economizadores. Se dispone de las directrices de la guía ASHRAE 9.9

2011, para fijar la temperatura máxima recomendada de admisión en función del tipo de equipo electrónico del centro de datos o de telecomunicaciones. Si el sistema de

distribución de aire se puede modificar para suministrar aire más eficaz para el equipo, puede ser posible elevar la temperatura de entrada a la instalación. Esto a su vez

permitirá aumentar la temperatura del aire suministro de refrigeración, lo que típicamente resulta en una operación más eficiente del sistema de refrigeración.

CA-004: Situar sensores de temperatura y humedad para limitar las condiciones de admisión a los equipos TI.

Los fabricantes de equipos IT diseñan sus productos para operar con seguridad dentro de un determinado rango de temperatura de entrada y de humedad. Los límites de

temperatura y humedad impuestas en el sistema de refrigeración que sirve al centro de datos tienen la intención de igualar o superar las especificaciones de los equipos

de IT. Sin embargo, los sensores de temperatura y humedad son a menudo parte del equipo de refrigeración y no se encuentra en las tomas de los equipos informáticos. La

condición del aire suministrado por el sistema de enfriamiento es a menudo muy diferente en el momento en que llega a las tomas de admisión de los equipos

informáticos. Generalmente no es práctico proporcionar sensores a la entrada de cada pieza de equipo IT, pero si es práctico seleccionar unos pocos lugares

representativos. El ajuste de la ubicación del sensor del sistema de refrigeración con el fin de proporcionar la condición de aire que se necesita en los equipos informáticos de

admisión a menudo resulta en una operación más eficiente.



CA-005: Disponer de re-calibración de los sensores de temperatura y humedad.

Los sensores de temperatura y humedad son equipos delicados que necesitan un control de la calibración. En este sentido, los sensores de temperatura por lo general

tienen una buena precisión cuando estén debidamente calibrados (+ / - una fracción de un grado), pero tienden a desviarse de ajuste en el tiempo. Por el contrario, incluso

los mejores sensores de humedad no son intrínsecamente muy precisos (+ / - 5% de humedad relativa suele ser la mejor precisión que se puede lograr a un coste

razonable), y éstos también se desvían con el tiempo de calibración. Para asegurar un buen rendimiento del sistema de refrigeración, todos los sensores de temperatura y

humedad utilizados por el sistema de control debe ser entendido como elementos de mantenimiento y calibrado al menos una vez al año. Dos veces al año es mejor para

empezar. Después de haya estado en vigor durante un tiempo un programa de calibración regular, es posible medir la rapidez de la descalibración de los sensores y la

frecuencia con que deben ser realizadas las calibraciones. Estas calibraciones se pueden realizar en casa con el equipo adecuado, o por un servicio de terceros.

CA-006: Red de los controles de CRAC / CRAH.

Las unidades CRAC / CRAH son típicamente autónomas, con un sistema de control a

bordo y sensores de la temperatura del aire y de humedad. Los sensores no pueden ser calibrados para empezar, o pueden desviarse de ajuste con el tiempo. En un CPD con

muchas unidades CRAC o CRAH no es raro encontrar algunas unidades en proceso de humidificación, mientras que otras están al mismo tiempo en deshumidificación.

También puede haber diferencias significativas en las temperaturas del aire de suministro. Ambos situaciones producen pérdidas de energía. Esto se evita con el

control de todas las CRAC o CRAH a partir de un conjunto común de sensores.

CA-007: Agregar personal y conexión a cable de tierra para permitir inferior humedad de admisión de equipos.

El límite de humedad más baja en los CPDs se establecen a menudo relativamente

alta (es común un 40% de humedad relativa en el consumo de equipos informáticos) para evitar daños al equipo debido a la descarga electrostática / electrostatic

discharge / (ESD). Mantener este nivel de humedad es intensiva en energía si los humidificadores utilizan la electricidad para producir vapor (este es el tipo más

común). Se puede ahorrar energía si el límite inferior permitido de humedad se puede bajar, sobre todo si el sistema de refrigeración tiene un economizador de aire. La

descarga electrostática puede ser mantenida a raya por los materiales conductores del suelo, buenos métodos de conexión a cable de tierra, y proporcionando correas

para la muñeca para los técnicos a utilizar mientras se trabaja en equipo.

CA-008: Deshabilitar o eliminar los controles de humidificación o disminuir el punto de ajuste (Setpoint) de humidificación.

Tener un control riguroso de la humedad puede suponer un gran coste para los CPDs,

ya que la humidificación y deshumidificación están involucrados. Un amplio rango de humedad permite la utilización significativa de enfriamiento gratuito en la mayoría de



zonas climáticas mediante la utilización de eficaces economizadores secundarios de

aire. Además, los sistemas de aguas abiertas tienen altos niveles de mantenimiento.

CA-009: Deshabilitar o eliminar los controles de deshumidificación o aumentar la consigna de deshumidificación.

El equipamiento informático más moderno está diseñado para funcionar de forma

fiable cuando la humedad del aire de admisión está entre 20% y el 80% de humedad relativa. Sin embargo, el 55% de HR es un nivel típico de humedad superior en muchos

CPDs existentes. El mantenimiento de este límite superior relativamente bajo tiene un coste de energía.

Elevar el límite puede ahorrar energía, particularmente si el sistema de refrigeración tiene un economizador de aire. En algunos climas, es posible mantener un límite

superior aceptable sin necesidad de deshumidificar activamente. En este caso, considere la desactivación o eliminación de los controles de deshumidificación

completamente.

CA-010: Cambio del tipo de humidificador.

La mayoría de los humidificadores están basados en el uso del calor, es decir, que suministran vapor a la corriente de aire por agua hirviendo. La electricidad o el gas

natural son fuentes comunes de combustibles. El calor del vapor se convierte en una carga adicional sobre el sistema de refrigeración. Un humidificador por evaporación

utiliza mucha menos energía. En lugar de agua hirviendo, se introduce una niebla muy fina de gotitas de agua a la corriente de aire. Cuando se ha configurado

correctamente las gotas se evaporan rápidamente, sin dejar la humedad en las superficies cercanas. Esto tiene un beneficio añadido de refrigeración, ya que las

gotitas al absorber el calor del aire se evaporan.

CA-011: Cambio del punto de ajuste (Setpoint) de la temperatura de aire en la unidad de refrigeración basado en la demanda térmica de los equipos IT.

El equipo IT está diseñado para operar de forma fiable dentro de un cierto rango de

temperaturas del aire de admisión, y hay un determinado aumento de la temperatura del aire que se espera siga funcionando antes de que se estropee. Una programación

del sistema de enfriamiento para que coincida con estas temperaturas evita el desperdicio de energía del sistema de enfriamiento debido a enfriar demasiado el

suministro de aire, y se asegura la operación segura del equipo IT.

CA-012: Uso de sensor entálpico para controlar el economizador de aire.

Este sensor mide en todo momento los parámetros de humedad y temperatura, integrando automáticamente la entalpía y cantidad de calor del aire exterior y el de

retorno de los locales. Este sistema es conveniente cuando el caudal de climatización es superior a 200 m3/min, (alrededor de 20 toneladas año de refrigeración) y su

régimen sobrepasa las mil horas, condiciones que se cumplen en la mayoría de CPDs.



6.6. Gestión del Flujo de Aire.

La eficiencia y la eficacia de un sistema de acondicionamiento de CPD están fuertemente influenciadas por el recorrido, la temperatura y la cantidad de aire de

refrigeración entregado a los equipos IT y por el aire caliente de salida retirado de estos equipos.

FA-001: Asegúrese de que se adecuan la carga de calor y la altura entre el piso elevado y el Plenum.

La capacidad de refrigeración de un falso suelo depende de su área de flujo eficaz,

que se puede aumentar mediante la eliminación de cables y otras obstrucciones que no están en uso. Sin embargo, puede ser necesario reducir la densidad de calor. Los

plenums infradimensionados y / o congestionadas a menudo requieren una elevada presión estática global para entregar el flujo de aire requerido. Proporcionar el

aumento de la presión estática del ventilador requiere energía adicional, aumentando el consumo.

FA-002: Proporcionar adecuado suministro por techo / altura Plenum de retorno.

La altura del plenum se puede aumentar si la altura libre a techo lo permite. Una

cámara de retorno a menudo significa una altura libre a techo más baja, pero permite la colocación de las rejillas de retorno directamente por encima de los pasillos

calientes. Por tanto un plenum necesita ser mantenido de manera similar a un piso elevado. Un plenum estrecho puede resultar en pérdidas por alta presión, mala

distribución de presión, y altos costes de energía por aumento del consumo del ventilador.

FA-003: Proveer adecuado altura libre hasta techo.

Quite el falso techo si no se utiliza para el aire y la altura libre a techo es menor de 12 pies (3,65 m). Altos techos abiertos promueven la estratificación térmica, y no es crítica

la colocación de las rejillas de retorno. La estratificación asegura que el aire caliente no se mezcla con aire ambiente enfriado, pero es devuelto directamente al

controlador de aire. Dichos techos tienen una simplicidad sin precedentes en comparación a los plenums de retorno.

FA-004: Uso de falso techo existente como cámara de retorno.

La eficacia térmica del centro de datos se incrementa cuando la temperatura del aire de retorno se maximiza, y un plenum de retorno permite que las rejillas de retorno se

puedan colocar directamente encima de los pasillos calientes. Si no existe falso techo, sin embargo, generalmente no se justifica una instalación de retorno.

FA-005: Quitar cables abandonados y otros obstáculos.

Obstrucciones debajo del piso y sobre la cabeza, a menudo interfiere con la distribución de aire de refrigeración. Tales interferencias puede reducir

significativamente el flujo de aire a los controladores, así como afectar negativamente a la distribución de aire. La capacidad de refrigeración de un falso suelo depende de



su altura efectiva, que se puede aumentar mediante la eliminación de las

obstrucciones que no están en uso.

FA-006: Implementar un programa de reducción de cableado.

Como se ha comentado, la congestión de cables en cámaras de piso elevado puede

reducir significativamente el flujo de aire total, así como degradar la distribución del flujo de aire a través de las baldosas perforadas. Ambos efectos promueven el

desarrollo de puntos calientes. Por tanto es importante implementar un plan para reducir el cableado.

FA-007: Implementar alternancia de pasillos calientes y fríos.

Este es generalmente el primer paso hacia la separación de aire caliente y frío, que es

clave para el manejo del aire. El aire frío se suministra en el frente de pasillos frío, el equipo electrónico mueve el aire desde la parte delantera a la trasera y / o desde el

frente a la parte superior, y el aire de escape caliente se devuelve al controlador de aire de los pasillos traseros calientes. Algunos centros de datos no son adecuados para

implantar pasillos frío / caliente, incluidos aquellos con distribución no óptimos (no mueven el aire de adelante hacia atrás /o hacia arriba).

El cerramiento de pasillos tanto calientes como fríos puede mejorar la predictibilidad y eficiencia de los sistemas de refrigeración de los centros de datos tradicionales.

Aunque ambas soluciones reducen al mínimo la mezcla de aire caliente y frío, hay diferencias prácticas en la implementación y el funcionamiento que tienen

consecuencias significativas sobre las condiciones del entorno de trabajo, la eficiencia energética (PUE) y las horas del economizador. La elección del cerramiento de pasillos

calientes sobre el cerramiento de pasillos fríos puede ahorrar un 40% en el coste anual de la energía del sistema de refrigeración, lo que corresponde a una reducción del

13% en el PUE anual. (APC-Schneider Electric; John Niemann, 2011).

Figura 27: Sistema de cerramiento de pasillos calientes según un método de refrigeración por filas.

Independientemente del tipo de sistema de cerramiento, el personal sigue

necesitando trabajar dentro del centro de datos. Por ello, el entorno de trabajo debe



mantenerse a una temperatura razonable para no infringir las normas OSHA o ISO 7243

o el Real Decreto 486/1997 de disposiciones mínimas de seguridad y salud en los lugares de trabajo. Con el cerramiento de pasillos fríos, la zona general de trabajo

(zonas de paso, puestos de trabajo) se convierte en el pasillo caliente, como se ve en la Figura siguiente.

Con el cerramiento de pasillos calientes, la zona de general de trabajo del CPD se convierte en el pasillo frío.

Figura 28: Entornos de trabajo con cerramiento de pasillos fríos y calientes.

Dejar que la temperatura del pasillo caliente suba demasiado con el CACS (pasillo frío) puede ser un problema para el personal de TI que está de forma permanente en su

puesto de trabajo en el centro de datos. Con el HACS (pasillo caliente), las altas temperaturas del pasillo caliente (es decir, en la parte trasera de los racks de TI), se

resuelven con la apertura temporal del pasillo para dejar entrar aire frío. Incluso si el pasillo caliente permaneciera cerrado, seguiría cumpliéndose la normativa sobre el

entorno laboral por dos razones:

1) los trabajadores no están de forma permanente en el pasillo caliente, y



2) la mayoría de los trabajos de rutina tienen lugar en la parte delantera de los racks de IT.

Esto permitiría un régimen de 25% trabajo/75% descanso y un temperatura de bulbo

húmedo máximo de 32,2 °C. De esta forma la temperatura del pasillo caliente del sistema HACS podría alcanzar hasta 47 °C. La mayor temperatura del pasillo caliente

permitida con el HACS es la diferencia clave entre el HACS y el CACS ya que consigue

que las unidades CRAH puedan funcionar con más eficiencia.

Por ello, cualquiera que entre en este tipo de CPD quede sorprendido por el excesivo calor: tanto que las visitas puedan ser prácticamente impracticables.

Con el CACS, las expectativas deben ajustarse de forma que la gente entienda que las altísimas temperaturas son “normales” y no una señal de avería inminente del

sistema. Este cambio cultural puede suponer un problema para los trabajadores no acostumbrados a entrar en un centro de datos que funciona a temperaturas tan

elevadas.

En la Tabla siguiente se dispone de una comparación general entre los sistemas CACS

y HACS. En ambos se comparan características comunes descritas. Las celdas sombreadas indican la mejor opción para esa característica concreta.

Característica CACS HACS Comentario

Capacidad para establecer una temperatura del entorno de trabajo a 24 °C – temperatura estándar de diseño de interiores

No Sí

Con el HACS, los puntos de reglaje de refrigeración pueden ser más altos, manteniendo una temperatura del entorno de trabajo de 24 °C y beneficiándose de las horas del economizador. Al aumentar los puntos de reglaje de refrigeración del CACS, las elevadas temperaturas del CPD no son confortables. Esto produce una percepción negativa cuando alguien entra en un centro de datos caliente.

Aprovecha las horas potenciales del economizador

No Sí

El número de horas del economizador con el CACS está limitado por la temperatura máxima del entorno de trabajo en el pasillo caliente y por las limitaciones de temperatura de los equipos IT no montados en rack.

Temperatura aceptable de los equipos no montados en rack

No Sí

Con el CACS, como los pasillos calientes están contenidos, el resto del centro de datos se deja caliente. Podría ser necesario evaluar el funcionamiento a temperaturas elevadas de los equipos de IT perimetrales (como las estanterías de cintas). El riesgo de que los equipos IT perimetrales se sobrecalienten aumenta al disminuir las fugas de aire frío.

Facilidad de implantación con la refrigeración de la sala

Sí No

Se prefiere el sistema CACS cuando se actualiza un centro de datos con refrigeración por falso suelo y retorno inundado (el aire de retorno caliente se extrae de la sala). Un HACS sin refrigeración por filas o falso techo necesitaría la instalación de conductos de retorno especiales.

Nuevos diseños de centro de datos

No Sí

El coste de construir un nuevo centro de datos con CACS o con HACS es prácticamente idéntico. Al especificar el sistema HACS en los nuevos diseños de centros de datos mejorará la eficiencia general, el entorno de trabajo y los costes de explotación generales.

Tabla 15. Resumen de cerramiento de pasillos fríos vs cerramiento de pasillos calientes.



En comparación con el sistema CACS, a la misma temperatura del entorno de trabajo

(24 °C), el HACS consume un 40% menos de energía del sistema de refrigeración. La mayor parte de estos ahorros se atribuyen a las horas del economizador, cuando el

refrigerador está desconectado.

Haciendo un análisis en base a referencia se tiene que en comparación con el caso

tradicional sin cerramiento, el CACS consume un 9% menos de energía en el sistema de refrigeración y un 3% menos de energía total del centro de datos. En comparación

con el caso tradicional de referencia sin cerramiento, el HACS consume un 46% menos de energía en el sistema de refrigeración y un 15% menos de energía total del CPD.

A partir de este análisis, es evidente que con limitaciones prácticas de la temperatura del entorno de trabajo y en climas templados, el HACS ofrece significativamente más horas del economizador y menor PUE que el CACS Esto es así independientemente de la arquitectura de refrigeración o el método de expulsión de calor utilizado.

FA-008: Proporcionar separación física de aire caliente y frío.

Las barreras físicas se pueden utilizar con éxito para evitar la mezcla del aire caliente y frío, lo que permite la reducción en el flujo de aire y la energía del ventilador, así como

aumento de la temperaturas de suministro / retorno y la eficiencia de refrigeración.

Hay cuatro formas principales de que ofrece una separación física:

• Los pasillos semi-cerrados como las puertas de pasillo, permite una cierta contención del aire frío.

• Las cortinas de tiras flexibles para el cerramiento de pasillos, permite una buena separación de aire caliente y frío.

• Cajas rígidas para el cerramiento de pasillos, permite una excelente separación de aire caliente y frío. • En el rack de descarga común, permite la contención efectiva de la salida de aire

caliente.

FA-009: Modificar los ventiladores a velocidad variable.

Esta acción permite la variación del flujo de aire para satisfacer la demanda de

refrigeración. Tradicionalmente, pocas unidades CRAC tienen la capacidad de variar el flujo de aire en tiempo real, y ajustar la temperatura de suministro es la única opción.

Con variadores de velocidad, el control de la capacidad puede ser modificado para mejorar la eficacia de refrigeración de los equipos electrónicos, así como ahorrar

energía del ventilador y de enfriamiento.

El consumo de energía del ventilador se puede reducir drásticamente (potencial de

ahorro de hasta el 40% del consumo de potencia del ventilador) con el uso de la velocidad de frecuencia variable/variable frequency drive/ VFD. Esto también ayuda

a preservar la presurización adecuada del plenum de alimentación (si procede), porque todos los ventiladores siguen funcionando, en contraste con la acción FA-030:

Apague las unidades CRAC / CRAH.



FA-010: Configuración de equipos en líneas rectas.

Las alineaciones rectas de equipos es generalmente un requisito previo a la

alternancia de pasillos calientes y fríos, lo que debe tener una prioridad muy alta. Las alineaciones rectas también permiten la gestión de cableado estructurado.

FA-011: Ubicar los dispositivos de suministro de aire solo en pasillos fríos.

Sólo se debe colocar en los pasillos fríos placas perforadas en suelo o difusores superiores de suministro para que coincida con el "consumo" de aire por el equipo

electrónico. Demasiado o muy poco suministro de aire da lugar a malas condiciones térmica y / o energía generales. Tenga en cuenta que los pasillos calientes se supone

que deben estar calientes, y por tanto los suministros no se deben colocar en esas áreas.

FA-012: Implementar un programa de ubicación placas perforadas / difusores.

Para el mantenimiento de la configuración de pasillo alternando caliente y fría de placas perforadas o difusores superiores, se implementa un programa que controla su

ubicación. No debería haber ninguna razón para colocar placas perforadas o difusores en los pasillos de equipos calientes.

FA-013: Usar difusores superiores apropiados.

La alta presión de la red generalmente cae a través de los dispositivos finales

(difusores) y si se dispone de bajas pérdidas de presión en el sistema de distribución (conductos) se promueve la estabilidad del aire. Estabilidad significa que el sistema se

puede equilibrar con éxito y que las perturbaciones externas tienen un impacto limitado en ese equilibrio. Además, los difusores deben tener las características propias

que permitan realizar la penetración del aire de suministro en los pasillos fríos de manera eficaz.

FA-014: Captar aire de retorno a gran altura.

La importancia de esta medida es un efecto de segundo orden en la mayoría de entornos. No obstante, las unidades CRAC se pueden beneficiar mediante conductos

o extensiones verticales que ayudan a capturar el aire de retorno más arriba en la sala de equipo en lugar de en la parte superior de la unidad.

FA-015: Captar aire de retorno de los pasillos calientes.

La eficiencia térmica del CPD aumenta cuando la temperatura de retorno se

maximiza. Cuanto más cerca se encuentra el retorno a la fuente de calor, mejor. Si se utiliza plenum de retorno, las rejillas deben colocarse directamente encima de los

pasillos calientes. Si los difusores superiores se utilizan con retorno en pared, estos difusores deben ser bajados para permitir que el aire caliente pase horizontalmente a

lo largo del techo.



FA-016: Proporcionar una presión adecuada en Plenum del suelo.

Una alta presión estática con frecuencia significa fugas en falso suelo y aumento del

aire de by-pass. Una presión estática moderada (0,05 in de agua / 1,27 mm ca) permite rango de velocidades relativamente altas del flujo de aire en baldosas,

mientras que limita la fuga en suelo. Si una baldosa normalizada con un 25% de huecos no puede proporcionar suficiente flujo de aire para refrigerar el equipo a la presión de

destino, en lugar de aumentar la presión se ha de considerar el uso de una baldosa con una superficie abierta más grande.

FA-017: Selle las filtraciones de suelo.

Una gran fracción del aire impulsado desde el controlador de aire puede perderse a

través de fugas en el falso suelo. Las filtraciones se ocultan a menudo en los bastidores del equipo y no es visible durante una auditoría de paso casual. Tal fuga a menudo es

causa de by-pass de aire que no contribuye a la refrigeración del equipo electrónico. Hay un número de productos comerciales que pueden ser utilizados para sellar el piso

elevado.

FA -018: Implementar un programa de estanqueidad del piso.

La fuga en el falso suelo elevado puede ser una parte importante del flujo de aire total

entregada por el controlador de aire, especialmente en ambientes menos densos y ligeramente poblados. Un buen mantenimiento del falso suelo plantea da como

resultados menor fuga de aire, presión más alta en cámara, y el aumento de las tasas de flujo a través de las baldosas perforadas.

FA -019: El uso de refrigeración suplementaria.

Áreas de equipos con una densidad de alta temperatura y / o significativamente más altas densidades de calor que la densidad media (> 8) pueden ser los principales candidatos para el enfriamiento suplementario, incluyendo soluciones de refrigeración

líquida. Soluciones suplementarios de enfriamiento son generalmente los más adecuados para controlar las cargas ocasionales en un punto en lugar de usar un

gran número de bastidores.

FA -020: Alinear las unidades CRAC / CRAH, con pasillos calientes.

Las unidades CRAC deben ser colocados para promover una distribución uniforme de

la presión en el plenum del falso suelo. Aunque pueda parecer contra-intuitivo, centrarse en los pasillos calientes y no en los pasillos fríos da como resultados un mejor

rendimiento de refrigeración. Generalmente no son necesarios deflectores bajo las unidades para redirigir el suministro de aire en el plenum del piso.

FA -021: Asegurar una proporción adecuada del flujo del sistema como flujo de rack.

Generalmente, el flujo de aire de suministro debe ser igual a la corriente de aire del equipo. El índice de temperatura de retorno (RTI) es una medida del nivel de by-pass

de aire o de recirculación de aire en la sala de equipos. Ambos efectos son perjudiciales para el rendimiento térmico y energético del CPD. El objetivo es de 100%,

mientras que> 100% implica la recirculación de aire y <100% implica by-pass de aire.



FA -022: Balance del sistema de distribución de aire

Los sistemas de conductos superiores pueden ser adecuadamente equilibrados con los

métodos convencionales, mientras que los sistemas de falso suelo se equilibran mediante el uso de "suficientes" placas perforadas. Esto último a menudo se vuelve

más un arte que una ciencia, sobre todo porque la diferencia de presión a través del falso suelo es pequeño.

FA -023: Utilizar el equipo IT con mayor temperatura de diseño

Un aumento de la temperatura más alta en todo el equipo y, a su vez, la sala de

equipos permite una tasa más baja del flujo de aire de enfriamiento y una temperatura de retorno más alta. Ambos efectos promueven una menor utilización de

la energía, con el consiguiente ahorro energético.

FA -024: Utilizar equipos IT con circulación del aire, tanto desde el frente hasta la parte trasera como desde delante hasta la parte superior.

La clase de equipo de refrigeración describe donde se encuentran los puntos de entrada y de salida para el aire de refrigeración en el escenario del equipo. Una clase

óptima mueve el aire desde el frente del pasillo frío hasta la parte trasera del pasillo caliente, conservando la alternancia de pasillos alternos calientes y fríos. Otros equipos

con diferente tipo de circulación del aire, no óptima, deben estar aislados en lugar de considerar sus necesidades de refrigeración para todo el centro de datos.

FA -025: Quitar las puertas de Bastidores de equipos IT.

Dichas puertas a menudo impiden el flujo de aire de refrigeración y puede promover la recirculación en el armario cerrado aún más el aumento de la temperatura de

entrada del equipo. Verdaderamente, no debería utilizarse puertas estéticas.

FA -026: Proporcionar un área libre adecuada en puertas de bastidores para el movimiento de aire

Si las puertas del bastidor son necesarias por razones de seguridad, se les debe

proporcionan suficiente aberturas para permitir un flujo de aire de refrigeración adecuado. Por ejemplo, las puertas sólidas pueden ser reemplazadas con puertas

parcialmente perforadas.

FA -027: Mantener apretado bastidores y filas

Los paneles de obturación deben ser usados para sellar las aberturas por debajo y

entre los bastidores del equipo, entre los estantes de equipos en los bastidores parcialmente llenos o en racks completamente vacíos. La gestión de paneles de

obturación es especialmente importante en entornos de pasillo caliente y frío. Paneles ciegos vienen en varias alturas y anchuras para adaptarse a casi cualquier aplicación,

y vienen en formato a presión o en tipos rosca.



FA -028: Implementar un programa de mantenimiento de Rack y filas.

Cualquier abertura entre el pasillo de aire frío y el pasillo caliente degradará la

separación de aire caliente y frío. Debe ser implantado un programa para reducir al mínimo las fugas mediante el mantenimiento de paneles de obturación y alineaciones

intactas.

FA -029: Mantener las filas no continuas.

Las alineaciones rotas deben estar llenas de bastidores vacíos con paneles lisos de

arriba a abajo. La gestión de alineaciones intactas en los equipos es especialmente importante en entornos de pasillo caliente y frío. Esta gestión influye en el consumo de

refrigeración y en el rendimiento energético del CPD.

FA -030: Cierre de unidades CRAC / CRAH.

Si se determina que se desea un volumen del flujo de aire más baja y las unidades

CRAC / CRAH no tienen ventiladores de velocidad variable, el ajuste está limitado a apagar las unidades individuales. Esto no es una manera precisa de controlar el

volumen de aire, pero todavía puede dar resultados aceptables. Una relativa experimentación puede ser necesaria para determinar qué unidades se puede

apagar sin comprometer la refrigeración adecuada de los equipos informáticos.

FA -031: Implementar un programa de equilibrio del aire.

Para que el equipo funcione correctamente, el flujo de suministro debe ser igual a la del flujo de diseño del equipo. Como cualquier variación sobre este flujo, produce

efectos perjudiciales, aire de bypass (<100%) o aire recirculado (>100%), se puede implementar un programa en función del índice de temperatura de retorno (RTI), que

permita equilibrar el flujo de suministro.

FA -032: Control de todos los ventiladores de alimentación en paralelo.

Si todos los ventiladores de suministro que actúa en un espacio dado son idénticos y

están equipadas con unidades de velocidad variable, la energía del ventilador se reduce al mínimo mediante la ejecución de todos los ventiladores (incluyendo

unidades redundantes) a la misma velocidad.

FA -033: Deshacerse de los pre-filtros.

Se reduce la pérdida de carga y por tanto el consumo del ventilador.

FA -034: Sellar conductos o las cajas para reducir las fugas.

Aunque los sistemas de piso elevado en general, fugan significativamente más que los

sistemas de conductos, estos sistemas de conductos deben estar sellados y mantenidos para evitar innecesarias altas tasas de flujo de aire y altos costes de

energía. La fuga típica de un falso suelo es normalmente del 25-50%, mientras que la fuga de un sistema de cerramiento suele ser del 3-10%. (APC-Schneider Electric; John

Niemann, 2011).



FA -035: Cambio motores de los ventiladores de unidades CRAC / CRAH / UTA a Eficiencia Premium.

Ver medida MO-001: Actualizar todos los motores de ventiladores de suministro de refrigeración, de bombas, y de ventiladores de torre de refrigeración a motores de

Eficiencia Premium.

FA -036: Agregar una zona de embarque del economizador de la UTA.

Si el CPD es servido por las unidades de refrigeración que pueden ser prácticamente operadas con aire exterior, y hay una ruta de escape de aire posible, entonces

considerar la implementación de economizador de aire. En el modo de economizador, el 100% de aire exterior se calienta en el CPD y regresa a la intemperie

después de un solo paso. Este régimen contrarresta o elimina incluso la energía del compresor de refrigeración siempre que el contenido energético del aire exterior sea

menor que el contenido energético del aire de retorno. Cuanto mayor sea la temperatura nominal de aire de retorno, habrá más horas viables en modo

economizador. Para asegurarse de que la demanda eléctrica pico de verano no se incrementa debido a la energía del ventilador del economizador, es necesario diseñar

un rede con baja caída de presión a la entrada y buenas rutas de escape. Los equipos de tratamiento de aire y unidades de aire acondicionado hoy en día se pueden pedir

con la opción de economizador directamente al fabricante.

FA -037: Mantenimiento y prueba de economizadores de aire.

Mientras los economizadores de aire pueden ofrecer grandes ahorros de energía

(sobre todo en climas más suaves), éstos necesitan realizar un servicio regular para funcionar correctamente. Los sensores de aire exterior que controlan cuando el

economizador se abre y se cierra deben mantenerse calibrados. Los actuadores y los vínculos que controlan las persianas del economizador se deben mantener lubricados

y ajustados. El sistema economizador completo debe ser probado al menos una vez al año para asegurarse de que funciona como está diseñado.

FA -038: Reemplazar las CRAC, CRAH o UTAS existentes con equipos más eficientes.

Al sustituir las unidades más antiguas, además de especificar las unidades con

ventiladores más eficientes y motores de ventiladores, especificar las unidades de accionamientos de velocidad variable (VFD o motores EC) en los ventiladores.

Remítase a la FA-009: Convertir a ventiladores de velocidad variable.

FA -039: Cambie los filtros CRAC / CRAH / UTA.

Los filtros introducen una pérdida de carga que ha de proporcionar los ventiladores,

por lo que una buena gestión de los filtros permite ahorro de energía.



6.7. Planta de Enfriamiento.

PE-001: Agregar variador de frecuencia a ventiladores de las torres de refrigeración

Las torres de refrigeración suelen ser equipado con motor de ventilador de una sola velocidad o de dos velocidades. El motor alterna encendido y apagado para

mantener la temperatura de agua del condensador deseada. La adición de un accionamiento de velocidad variable (VSD) en el motor ofrece varias ventajas. Se

ahorra energía al operar continuamente a una velocidad inferior en lugar de por ciclos entre una mayor velocidad y apagar. Se ahorra el desgaste que se produce con

funcionamiento cíclico, y es menos ruidoso. Y permite un control más preciso de la temperatura del agua del condensador.

PE-002: Convertir las torres de refrigeración con etapas en serie a etapas en paralelo.

Al operar con el mayor número de torres de refrigeración como sea posible en todo

momento, la cantidad de agua que se enfría se distribuye a través de un mayor número de torres. Esto disminuye la cantidad de rechazo de calor requerido por cada

torre, que a su vez reduce la velocidad del ventilador requerido. Esto se traduce directamente en ahorro de energía. Se debe tener cuidado de que ninguna torre está

escaso de caudal.

PE-003: Evaluar plantas enfriadoras para el reemplazo.

Las plantas enfriadoras son típicamente los componentes más consumidores de

energía en el sistema de refrigeración. Los recientes avances en la tecnología de refrigeración, especialmente los compresores de velocidad variable, ofrecen una

operación más eficiente. Por estas razones, a menudo vale la pena examinar la relación costo-efectividad de la sustitución de enfriadores existentes si tienen más de 5

años de antigüedad o están en malas condiciones. Destacan hoy en día la tecnología de compresores en sistemas de levitación magnética que permiten ahorros de hasta el

25%.

PE-004: Optimizar los controles de la planta de refrigeración.

El control de la planta influye en el consumo energético, por lo que la decisión sobre los puntos de consigna y las variaciones relativas permitidas influirá en la eficiencia de

la instalación.

PE-005: Convertir todas las válvulas de 3 vías ASC-a 2-vias.

Los antiguos sistemas de distribución de agua enfriada se han diseñado con válvulas

de 3 vías en los serpentines de enfriamiento. Un flujo constante de agua refrigerada se entrega a cada lugar del serpentín. Cada serpentín está equipado con toma de

bypass, y cada válvula de 3 vías modula para desviar tanta agua a través del serpentín como se necesita actualmente para refrigeración. El agua restante bypasa

el serpentín. Este método es intensivo en energía. Con el advenimiento de las unidades baratas y fiables de velocidad variable para motores de las bombas, el método

preferido es eliminar el bypass y reemplazar las válvulas de tres vías con válvulas 2 vías.



Las válvulas unidireccionales de 2 vías modulan según sea necesario para servir a la

carga de refrigeración, y la velocidad del motor de la bomba varía en respuesta a la demanda (mediante el mantenimiento de una presión constante en el otro extremo

del bucle de distribución). En las instalaciones que experimentan una carga variable, puede ser rentable ir un paso más y programar el sistema de control para variar el

valor de consigna de presión en respuesta a la posición más abierta de la válvula de 2 vías.

PE-007: Seleccionar enfriadora de alta eficiencia para la operación a carga completa o parcial.

El equipo se seleccionará en función del mayor régimen de funcionamiento. Existen

equipos con mejor eficiencia a cargas parciales que a cargas totales, que serán las que menos consumas cuando predomine el funcionamiento a carga parcial. Esto se

puede tener en cuenta en el análisis de ciclo de vida, medida GE-012.

PE-008: Selección de torres de refrigeración de alta eficiencia.

Las torres de refrigeración de alta eficiencia disminuye el consumo de energía mediante el uso de componentes de mayor eficiencia. Por ejemplo, los ventiladores

de hélice suelen ser dos veces más eficientes que los ventiladores centrífugos. Especifique un motor de eficiencia superior. Especifique un método de baja

temperatura nominal.

PE-009: Controlar la eficiencia del sistema

Una monitorización de la eficiencia del sistema permite identificar desviaciones

respecto de la referencia y evaluar la influencia de variables externas sobre el comportamiento energético, tales como la climatología.

PE-010: Recuperar el calor residual para usos de calefacción en otros espacios

En los edificios que contienen tanto el CPD como espacio de oficinas, el sistema de

distribución de aire se pueden organizar para tomar aire de retorno caliente del centro de datos y suministrarlo a la oficina para proporcionar calefacción.

PE-011: Agregar economizador de agua integrada a la planta enfriadora.

Esta acción requiere una planta enfriadora con agua helada, es decir, una planta que incluye torres de refrigeración. Durante los períodos de temperatura de bulbo húmedo

baja (a menudo por la noche), las torres de refrigeración pueden producir agua a temperaturas lo suficiente bajas para preenfriar el agua enfriada de retorno de la

instalación, eliminando de forma eficaz una porción de la carga de las enfriadoras que consumen mucha energía. Durante los períodos más bajos de bulbo húmedo, las

torres pueden ser capaces de enfriar el agua fría de retorno todo el camino hasta el punto de consigna de temperatura de agua fría de suministro, permitiendo que las

plantas enfriadoras se apaguen por completo. Los controladores de aire ven la misma temperatura de agua refrigerada de suministro en todo momento, lo que les permite

mantener la temperatura requerida y los requisitos de humedad. El enfriamiento gratuito también ofrece un nivel adicional de redundancia, proporcionando una

solución de refrigeración sin compresor para parte del año.



PE-012: Mejorar el tratamiento del agua de enfriamiento de torre para reducir el consumo de energía.

Sin descripción disponible.

PE-013: Volver a calibrar los sensores de temperatura de agua de suministro refrigerada.

La eficiencia de una enfriadora está directamente afectada por la temperatura del

agua fría (CHW) que se requiere para producir. Una temperatura más fría CHW de suministro típicamente resulta en inferior eficiencia de la enfriadora, a igualdad de

resto de factores. Un sensor de temperatura de agua de suministro CHW fuera de calibración puede causar que una planta enfriadora produzca una temperatura CHW

innecesariamente fría, con la consiguiente pérdida de energía. Además, una temperatura CHW demasiado fría puede causar deshumidificación no deseado en los

serpentines de enfriamiento. Esto coloca una carga adicional en el sistema de refrigeración y el uso de energía adicional.

PE-014: Volver a calibrar los sensores de temperatura de agua de suministro del condensador.

La eficiencia de un enfriador refrigerado por agua está directamente afectada por la

temperatura del agua del condensador (CW), con la que entra en el condensador. Una temperatura CW más alta de suministro típicamente resulta en la eficiencia del

enfriador inferior, a igualdad de resto de factores. Un sensor de temperatura CW fuera de calibración del suministro puede causar que las torres de refrigeración produzcan

agua más caliente que la temperatura deseada CW y, a su vez causar que la planta enfriadora trabaje innecesariamente más duramente.

PE-015: Convertir unidades DX CRAC enfriadas por aire a DX CRAC refrigeradas por agua

Las unidades de condensadores DX CRAC refrigerados por aire transfiere el calor recogido en el CPD directamente al aire exterior. Este es un proceso relativamente

simple, pero ineficiente a altas temperaturas del aire exterior. Las torres de refrigeración pueden producir agua a temperaturas constantemente por debajo de la temperatura

del aire exterior. El uso de este agua como medio de condensación permite que el DX CRAC pueda operar más eficientemente. Los fabricantes de CRAC a menudo pueden

suministrar las piezas necesarias para esta modificación.

PE-016: Reconversión de enfriadora con velocidad constante a velocidad variable.

Una enfriadora de velocidad variable típicamente ofrece un mejor rendimiento a

carga parcial que enfriadora del mismo tipo y capacidad a velocidad constante, a igualdad de resto de factores. El control de velocidad variable de una enfriadora es

complejo, por lo que este tipo de adaptación suele ser realizado solamente por un representante del fabricante cualificado. No todas las enfriadoras se pueden adaptar.

Sea o no esto es una acción rentable depende en gran medida de la capacidad del enfriador y del perfil de carga que sirve.



PE-017: Impulsor de la bomba de ajuste y abertura de la válvula de servicio triple.

El flujo de agua es típicamente equilibrado por imponer una restricción de flujo a

través de una válvula de equilibrado (una de las tres funciones de una válvula de triple función). Con la apertura total de la válvula de equilibrado y recortando el impulsor de

la bomba para suministrar el caudal deseado se puede ahorrar energía.

Una alternativa a recortar el impulsor es añadir un variador de frecuencia VFD al motor

de la bomba. Si se requiere flujo constante, la velocidad de la bomba puede ser ajustada manualmente a través de la pantalla VFD para conseguir el caudal deseado.

PE-018: Quitar los difusores de succión cuando sea posible.

Los difusores de succión de la bomba en la entrada sirven para enderezar el flujo de

agua antes de entrar en la bomba. Mientras que por una lado ayuda a evitar la caída de la eficiencia de la bomba que acompaña a flujo de entrada turbulenta, por otro

lado se relaciona con el coste por incremento de la caída de presión. Un arreglo más eficiente es establecerlo en la tubería, siempre que sea posible, proporcionando una

sección recta de tubería en la entrada de la bomba que sea de longitud al menos diez diámetros de tubería. Esto normalmente es suficiente para enderezar el flujo y, a

menudo se puede trabajar en el diseño sin pena de pérdida de presión.

PE-019: Convertir el sistema de bombeo de agua fría primaria/secundaria a sólo Primaria.

El típico sistema de distribución de agua fría para los CPDs cuenta con un circuito primario de volumen constante y un circuito secundario de flujo variable. Esta

disposición asegura un flujo constante a través del evaporador de refrigeración, permitiendo al mismo tiempo el circuito secundario modular según la demanda.

En los últimos años, los enfriadores han evolucionado para ser más tolerantes con caudal variable de agua fría a través del evaporador. Como resultado, el bombeo

solo primario de flujo variable se ha hecho más común. Esta disposición elimina las bombas de CHW primarias (las bombas, previamente designado como secundarias se

convierten en bombas primarias) y por lo general se traduce en ahorro de energía. Los refrigeradores todavía tienen índices mínimos permisibles de flujo del evaporador, por

lo que el sistema de control debe supervisar y garantizar estos índices.

Incluso en instalaciones con una carga relativamente constante, como los CPDs, el

ahorro de energía se puede observar como la constante de auto-equilibrio del sistema de control solo-primario minimiza el consumo de energía de la bomba.

Para la medición de caudal, los medidores de flujo magnético (Danfoss Magflo o equivalente) ofrecen una excelente estabilidad a largo plazo. Mediante un método

de medición de flujo de bajo coste, la caída de presión a través del barril del evaporador enfriador puede ser calibrada para un flujo determinado y utilizada con

éxito como un medidor de orificio de flujo fijo.



PE-020: Instalación de bombas de alta eficiencia.

Un estudio detallado de las bombas disponibles para una aplicación en particular, por

lo general revela una amplia gama de eficiencias. Invertir tiempo en la investigación y luego seleccionar la bomba más eficaz suele ser una actividad rentable, sobre todo

en las instalaciones donde las bombas están continuamente activas.

PE-021: Especifique un impulsor completo y utilice un variador de frecuencia para limitar la velocidad de la bomba, coincida con el tamaño del motor de la bomba con el caudal de diseño.

La típica práctica de diseño recomienda para la selección de una bomba sobredimensionar para la aplicación dada y, a continuación recortar el impulsor para

que coincida con las condiciones reales, por ejemplo la especificación de un diámetro del impulsor máximo del 85%. Esto tiende a disminuir la eficiencia de la

bomba (aumentan las pérdidas en el hueco del rodete).

Una alternativa energéticamente más eficiente es mantener el tamaño de la turbina

completa y utilizar un variador de frecuencia para limitar la velocidad máxima de la bomba con el valor que proporciona el flujo de diseño. Hay que tener en cuenta que

mientras que el rotor está sin recortar, la bomba aún debe ser seleccionada para operar en su punto de máxima eficiencia. Esto se hace mediante la ampliación de las

condiciones de diseño hasta el punto de impulsor sin recortar utilizando las leyes de la bomba (los fabricantes usan el mismo método de uso de bomba para traducir una

simple prueba de curva de eficiencia para bombas de 1800 rpm a 1180 rpm). La mayoría de las bombas ya están disponibles en diferentes velocidades del motor, así

como comparaciones de las curvas para una sola bomba a 1800 rpm y 1180 rpm muestran rápidamente que velocidades más bajas no afecten la eficiencia del

impacto. Este enfoque de selección asegura que no hay pérdidas de operación fuera de la curva y producirá la mayor eficiencia posible. Las pérdidas en el VFD son mínimos

en comparación con la mejora de la eficiencia que se puede realizar en la bomba mientras el VFD y el motor están dimensionados para la potencia de funcionamiento

(no a la velocidad máxima de funcionamiento operando al requerimiento de potencia). El motor de la bomba se selecciona para proporcionar la potencia

necesaria para producir el flujo de diseño.

Este enfoque tiene implicaciones de fiabilidad que deben ser consideradas, y puede

ser considerado apropiado solamente para los sistemas de bombeo con redundancia N +1. En particular, hay que tener en cuenta que motor de la bomba con variador de

frecuencia ya no se puede poner en bypass, o el motor se sobrecalienta y se gripa. Los modernos VFD son robustos y fiables, por lo que la falta de capacidad de bypass se

está convirtiendo en una preocupación menor. Las preocupaciones sobre los costes deben ser evaluados en una función de cada trabajo, pero con frecuencia la calidad

de un variador de frecuencia es sólo ligeramente más costoso que un motor starter de buena calidad. Se gana una gran flexibilidad disponiendo de capacidad de bombeo

adicional con un motor sencillo y sustitución de la unidad (o aumentando la velocidad, incluso en el factor de servicio en una situación temporal o emergencia).



PE-022: Reducir la fuente de agua refrigerada de consigna de presión

El diseño estándar del sistema de control recomienda para las bombas de agua fría

del sistema de distribución de agua refrigerada mantener una presión constante en un lugar determinado (por lo general en el serpentín de refrigeración más remoto),

independientemente de la carga de refrigeración instantánea. La consigna de la presión se ha seleccionado para asegurar que el flujo adecuado se entrega a cada

serpentín en las condiciones de carga máxima, cuando todas las válvulas de refrigeración del serpentín están abiertas.

La consigna actual puede ser mayor de lo realmente necesario. Esto puede ocurrir debido a varias razones - un equilibrio inicial inadecuado, una sobreestimación de la

carga máxima; las proyecciones de crecimiento de carga fueron demasiado elevadas, se hicieron cambios en el sistema de distribución, pero no fue reajustado,

etc.

Un punto de consigna de presión mayor a la necesaria puede provocar que el motor

de la bomba de agua enfriada consuma más energía que la necesaria. Al optimizar el punto de referencia para las condiciones actuales se puede ahorrar energía,

especialmente en sistemas en los que la bomba de planta enfriadora de agua helada está continuamente en activo.

PE-023: Implementar un bombeo de agua fría con restablecimiento del punto de ajuste de presión.

Bajo las mismas condiciones citadas anteriormente, en condiciones de baja carga los serpentines requieren menores tasas de flujo y la presión necesaria para suministrar el

flujo es mucho menor. Con el control de presión constante, se requieren válvulas de control CHW en los serpentines para cerrar por estrangulamiento y evitar que desborde

los serpentines. Cuando todas las válvulas de control de serpentines están operando a una posición de estrangulamiento parcialmente cerrada, es porque la bomba de

agua fría está suministrando más presión de la que es necesaria. En lugar de mantener una presión constante a través del bucle de agua enfriada, el valor de consigna de

presión se puede reducir durante los períodos de baja carga.

El método habitual consiste en sondear continuamente la posición de las válvulas de

control en el lazo. La posición más alta de la válvula se utiliza entonces como una entrada a un circuito de control que restablece la consigna del bucle de presión del

agua refrigerada hacia abajo hasta que la posición máxima de la válvula es igual a 85% - 90% abierto. Este enfoque de control optimiza continuamente el punto de

referencia para reducir el consumo de energía y, en algunos casos extremos, incluso el ruido al reducir la aceleración necesaria durante los períodos de baja carga. La

bomba de agua refrigerada de consigna de presión es esencialmente auto-equilibrada y continuamente optimizada para las condiciones de funcionamiento del

sistema.

Esta acción supone que ya está implementada una variable del sistema de bombeo

de agua helada, ya sea un flujo variable del sistema sólo-primario o de un más típico sistema primario-secundario, con sistema de circuito secundario variable. Los costes de

control son sensibles si el contratista del sistema de control ha implementado este



control previamente, es decir, ya dispone de una rutina empaquetada y probada de

control disponible.

Esta acción dará más ahorros en aquellos casos en que existe una gran variabilidad en

la carga de refrigeración, y / o cuando el sistema de enfriamiento es demasiado grande para la carga.

PE-024: Optimizar el número de bombas en funcionamiento en un banco de bombas de velocidad variable.

Algunas instalaciones tienen un banco de bombas de velocidad variable colocadas

en paralelo, donde a menudo ocurre el caso de que más de una bomba está activa en el mismo momento.

Dada la interacción de la curva de caudal de la bomba de presión contra, la curva de eficiencia de la bomba, y con la velocidad de funcionamiento de la bomba, no

siempre es obvio cual es el número de bombas operando que minimiza el consumo de energía del banco de bombas como un todo.

La mejor manera de investigar, es simplemente haciendo funcionar todas las bombas en la que se registra el total de kW motor de cada bomba, y luego tomar las bombas

sucesivas fuera de línea y registrar el total kW nuevo cada vez. Si la demanda de flujo varía significativamente con el tiempo, cada ensayo deberá tener una duración de

una cantidad adecuada de tiempo.

PE-025: Uso de variadores de frecuencia para ajustar el caudal del agua del condensador.

Las bombas de agua del condensador suelen ser de velocidad constante, una por

cada refrigerador, y se enciende y apaga junto con la enfriadora asociada. Esta disposición proporciona un condensador con caudal constante de agua a través del

condensador de cada enfriadora.

Las bombas de condensador de agua se seleccionan típicamente para estar

ligeramente sobredimensionadas, y los caudales deseados mediante la restricción del flujo de cada bomba con una válvula de equilibrado. Esto malgasta energía, ya que

las bombas han de trabajar continuamente en contra de la obstrucción de las válvulas de equilibrado.

Un método más eficaz de controlar el caudal del agua del condensador es instalar una VFD en el motor de bomba de agua del condensador, abrir completamente o

quitar la válvula de equilibrado, y luego ajustar manualmente la velocidad del motor de la bomba para obtener el caudal deseado.

PE-026: Aumento de la capacidad de la torre de enfriamiento.

La instalación de torre de refrigeración está típicamente dimensionada para manejar la carga de diseño pico en la condición de 99% de bulbo húmedo.

El sobredimensionamiento de la instalación de torre de enfriamiento permite que rechace el calor del ambiente de manera más eficiente en todas las condiciones de



carga y bulbo húmedo, con menor consumo de energía del ventilador. También será

capaz de producir temperaturas CW más bajas, una consideración importante en otras acciones secundarios de economizador de agua. Hay que analizar la ventaja de

ahorro con el incremento de inversión inicial.

PE-027: Especificación de alta eficiencia de unidades de refrigeración de expansión directa DX.

La eficiencia de una unidad de refrigeración de expansión directa (DX) está indicado por el Coeficiente de Eficiencia Energética de la unidad /Energy Efficiency Ratio (EER).

Los equipos de Aire Acondicionado de Salas de computadoras/ Computer Room Air Conditioners (CRAC) no se clasifican normalmente, por lo general estas unidades están

diseñadas para aplicaciones comerciales (edificios de oficinas, etc.). La expansión directa DX puede enfriar de manera exitosa un centro de datos tan fácilmente como

las unidades CRAC. Las unidades comerciales de DX están disponibles en un rango de eficiencia y con mayor valor de EER para una determinada unidad, para un perfil de

enfriamiento con determinada carga la media de energía utilizada es en general menor. La alta eficiencia unidad DX se puede lograr de varias maneras.

1. Los componentes de alta eficiencia (tales como el motor del compresor y motores de los ventiladores) y serpentines de gran superficie para la transferencia de calor

mejor. 2. Multi compresores de una etapa. Dos o más compresores más pequeños se

representan como sea necesario para aproximarse más a la carga en el sistema de refrigeración.

3. Con compresores de velocidad variable. Éstos permiten ajustarse aún más a la carga que con las unidades con múltiples compresores de una etapa.

PE-028: Especifique una alta eficiencia en equipos de refrigeración por aire.

Las enfriadoras refrigeradas por aire son en general menos eficiente que las enfriadoras

refrigeradas por agua. Sin embargo, existe una gama de rendimiento disponible en enfriadores de aire. Si va a instalar una refrigeración por aire, especificar la unidad de

alta eficiencia que reúna sus criterios.

PE-029: Especifique un enfoque de baja temperatura para la torre de refrigeración.

Cada torre de refrigeración puede producir una temperatura del agua que se

aproxima, pero nunca es inferior, a la temperatura de bulbo húmedo del ambiente. La diferencia entre estas dos temperaturas se denomina "aproximación” o

“acercamiento".

Durante el funcionamiento la aproximación variará como resultado de varios factores:

el caudal de agua de torre, la temperatura del agua que entra a la torre, la temperatura bulbo húmedo actual, la velocidad del ventilador de la torre de

refrigeración, etc. Para permitir la comparación entre los modelos de torre diferentes, los fabricantes deben informar de la aproximación en una sola condición, operativa

específico. Esta condición nominal no tiene que ser la misma de un fabricante a la atención próxima, el ejercicio de modo que cuando se hacen comparaciones.



Una torre con menor aproximación es más eficiente y goza de las mismas ventajas de

una torre de gran tamaño. Una torre con aproximación baja es de hecho a menudo simplemente una torre de gran tamaño, pero también puede ser un diseño diferente

que produce un acercamiento interesante sin aumentar las dimensiones físicas de la unidad.

Un mejor acercamiento puede mejorar la eficiencia de refrigeración. Por ejemplo, ver la acción PE-036: Disminuya la temperatura de consigna del agua del condensador.

PE-030: Especificar una enfriadora con sistema evaporativo.

Las plantas enfriadores evaporativas son esencialmente enfriadores con refrigeración por agua en una caja. El refrigerante gaseoso caliente se condensa por el agua que

fluye sobre los tubos del condensador, que se evapora. Esto enlaza la temperatura de condensación a la temperatura de bulbo húmedo ambiente, como un enfriador

refrigerado por agua.

El condensador, el agua, el pozo y la bomba, etc., son todos partes integrales de la

enfriadora. Mientras que un enfriador de agua refrigerada requiere de una torre de refrigeración, de bomba de agua del condensador y de campo de tuberías

enterradas, un enfriador por evaporación refrigerado por lo general viene como un paquete completo de fábrica. Los enfriadores evaporativos ofrecen un coste

relativamente bajo, con bajo mantenimiento y con un tamaño compacto. Aunque no son tan eficientes como los enfriadores refrigerados por agua, los enfriadores

evaporativos son más pequeños y más silenciosos que los comparables alternativos enfriadores refrigerados por aire, y puesto que se basan en la condensación

evaporativa, requieren mucha menos energía para funcionar que las versiones refrigeradas por aire.

PE-031: Reemplazar el sistema de enfriamiento DX con un sistema de agua de enfriamiento refrigerada.

La plantas enfriadoras de agua helada /Chiller Water/ (CHW) basados en sistemas de refrigeración constan de uno o más refrigeradores que abastecen de agua fría a un

conjunto de unidades de tratamiento de aire (UTA). Este tipo de sistema es generalmente más eficiente energéticamente que uno basado en las unidades de

refrigeración de expansión directa DX. Tanto CHW y los sistemas basados en DX utilizan un ciclo de compresión de vapor para la refrigeración, esto es debido a que el sistema

CHW es centralizado, y que utiliza equipos más grandes y más eficientes.

La eficiencia de un sistema CHW depende en gran medida del tipo de refrigerador

utilizado. Una relación de tipo de enfriadores con aumento de la eficiencia (y del coste de inversión inicial cada vez mayor):

- Refrigeradas por aire.

- Refrigeración evaporativa.

- Refrigerado por agua, con torres de refrigeración correspondientes.



Un sistema de refrigeración basado en CHW puede resultar en ahorros significativos de

energía en comparación con un sistema existente basado en DX. Si el actual sistema DX se está ampliando, hay varias opciones:

La opción con mayores ahorros de energía y el mayor coste inicial sería la de instalar una planta de refrigeración lo suficientemente grande como para satisfacer las

necesidades de refrigeración presentes y futuras, especifique las necesidades de agua fría de las UTAs para servir a las nuevas cargas y que permita sustituir todas las unidades

DX existentes con las unidades CHW.

Una segunda opción consistiría en especificar la planta de enfriamiento de tamaño

similar, especifique UTAs en lugar de unidades DX para servir a todas las cargas de refrigeración nuevos y luego sustituir las unidades DX más antiguas con el UTAs- CHW

cuando las unidades DX lleguen al final de su vida útil.

Una tercera opción sería simplemente dimensionar el tamaño de una planta CHW de

agua helada para cumplir con toda la carga de refrigeración nuevo y especifique UTAs- CHW en lugar de unidades DX para servir a estas nuevas cargas.

PE-032: Implementar un sistema de almacenamiento de agua fría

La adición de almacenamiento térmico a una planta de agua fría permite que las cámaras de refrigeración puedan ser parcialmente desacoplada, o "en diferido", de la

carga de enfriamiento.

Existen varias tecnologías de almacenamiento disponibles - hielo, sales eutécticas y

agua fría, sales de cambio de fase. Todos ellos pueden ofrecer las siguientes ventajas:

1. Los enfriadores se puede desactivar durante los periodos de máxima demanda

de electricidad, ahorrando significativamente en el precio de electricidad. (Esto requiere que la planta enfriadora tenga una capacidad de refrigeración máxima que supere de forma significativa la carga de enfriamiento, de modo

que la planta de refrigeración pueda almacenar suficiente frío durante las horas no pico para permitir el balance a través de las horas pico.)

2. Durante la ejecución de enfriadores, la carga de enfriamiento se puede ajustar para que el funcionamiento de la planta enfriadora sea con la máxima

eficiencia. 3. Los enfriadores van a emplear un mayor porcentaje de su tiempo de ejecución

durante las horas nocturnas, cuando la temperatura ambiente es más fresco y la planta de refrigeración puede rechazar el calor de manera más eficiente.

4. Un sistema de almacenamiento térmico ofrece otro nivel de redundancia para la planta de refrigeración.

Para una capacidad de almacenamiento determinado, los tanques de almacenamiento de hielo y sal son más pequeños que un tanque de agua enfriada.

Sin embargo, las cámaras de refrigeración debe ser capaz de producir temperaturas más frías. Los enfriadores existentes pueden no ser capaces de esto, en cuyo caso sería

necesario nuevos enfriadores. Los refrigeradores que producen temperaturas bajo cero son en general menos eficiente que la variedad estándar de agua fría. Es común

que los sistemas de almacenamiento de hielo y sal consuman más energía anual que



una planta de agua helada equivalente, sin almacenamiento, pero todavía tienen la

ventaja de permitir picos de demanda pues pueden evitarse.

Un sistema de almacenamiento de agua fría puede ofrecer una reducción

significativa de consumo de energía anual sobre una planta de agua helada equivalente, sin almacenamiento, pero por lo general requiere un tanque muy grande.

El emplazamiento del depósito puede representar un desafío. A menudo, el tanque se coloca bajo tierra, por ejemplo, bajo un estacionamiento.

N.A. Este sistema se ha abandonado en algunas instalaciones tras comprobar los altos costes de operación y mantenimiento.

PE-033: Disminución de la temperatura de consigna de agua del condensador.

Los enfriadores eléctricos tienden a ofrecer un mejor rendimiento según se reduce la temperatura de agua fría del condensador / Cold Condenser Water Temperature /

(CCWT). Por lo general, la mejora de eficiencia del enfriador está torno al 1,5% por cada ° 1 F que se reduce la CCWT, a igualdad de resto de factores.

La reducción de la CCWT reduce la diferencia de temperatura entre el retorno de agua fría (la fuente de calor) y la CCW (el disipador de calor). Cuanto menor sea el

incremento requerido por los compresores de la enfriadora resulta en un funcionamiento del enfriador más eficiente.

Los ventiladores de las torres de refrigeración consumen más energía para producir la CCWT más frío, pero esto suele ser mayor que lo compensado por la reducción de la

potencia de refrigeración, dando como resultado un ahorro neto.

Todos los fabricantes de enfriadores proporcionan un límite inferior aceptable en CCWT

para sus productos. Este límite inferior varía entre marcas y modelos de enfriadores. La selección de los enfriadores que pueden aceptar más bajos CCWTs ayuda a maximizar los ahorros alcanzables con esta medida.

PE-034: Eliminar si está presente el síndrome Delta-T de plantas de agua helada.

Para una descripción de este problema y las posibles soluciones, véase el Libro de ASHRAE Simposio "Planta de Agua Helada Degradantes Delta-T: Causas y mitigación",

junio de 2002, por Steven T. Taylor. Está disponible en línea en http://www.taylorengineering.com/publications/articles.shtml.

PE-035: Implementar flujo variable de agua del condensador

El procedimiento estándar de operación para plantas enfriadores de agua es tener constante el flujo de agua del condensador /Condenser Water/ (CW) y una

temperatura constante de agua que entra en el condensador, también conocida como la temperatura del condensador de agua fría (CCWT). La reducción del flujo de

CW permite ahorrar energía de la bomba de agua fría, sin variación del resto de variables.

En primer lugar, es necesario determinar si una reducción del flujo CW es viable. Por lo general, según las razones siguientes:



• ASHRAE recomienda un mínimo de la velocidad de flujo de agua del

condensador de 3,3 fps (1.01 m/s) para mantener la velocidad turbulenta y prevenir la formación de depósitos en el condensador. Este valor está muy por

debajo de los 6 a 8 fps (1.8 -2,45 m/s) encontrados en los diseños de enfriadores más modernos.

• La velocidad del agua del condensador es sólo un pequeño factor en la transferencia de calor en general. El factor principal que controla la

condensación del refrigerante es la superficie del condensador, es decir, el número y tamaño de los tubos del condensador.

• Las pruebas realizadas por los principales fabricantes de enfriadores demuestran que muchos equipos pueden funcionar a bajas velocidades de

flujo y alta CW Delta-T´s sin afectar al funcionamiento estable de la enfriadora.

En segundo lugar, al reducir el flujo de CW se ayuda a optimizar la eficiencia de la

planta enfriada completa? La planta es una serie de bucles enlazados. Reduciendo el requerimiento de energía de un bucle puede simplemente desplazar la demanda de

energía a otro bucle, a cero o incluso a ahorros netos negativos. El enfoque adecuado es el de optimizar todos los bucles juntos a fin de lograr la mejor eficiencia de la planta.

Con la reducción del flujo de agua fría se ahorra energía de la bomba de CW, pero tiende a aumentar el Lift de refrigeración, que a su vez disminuye la eficiencia del

enfriador. El refrigerador es típicamente el componente de mayor consumo de energía de la planta. Si el caudal de agua fría y/o dP CW son demasiado alta, la energía de la

bomba CW será desproporcionadamente grande. La disminución del flujo de CW supondrá un ahorro para la bomba de CW que pueden o no compensar el aumento

del consumo de energía de la enfriadora.

“Usando un Diagrama de presión-entalpía (Ph) de refrigeración típica se puede

explicar el concepto de Lift del compresor:

Figura 29: Diagrama p-h de refrigeración.

En la figura anterior la línea superior (A-D) es la carga del condensador también

conocido como el calor total de rechazo (THR). Este es la cantidad de calor que podría ser recuperado del refrigerante. La elevación de la salida del agua del

condensador la temperatura aumentará la presión del refrigerante, como se muestra en la figura siguiente:



.

Figura 30: Aumento de CWT: Aumenta el Lift del compresor – consumo energía.

El trabajo requerido por el compresor se conoce como el Lift, y es también definido

como la presión positiva en la cabeza de compresores de desplazamiento, tal que se puede describir mejor como la cantidad de trabajo necesario para aumentar la

presión del refrigerante desde una dada a una que es mucho más alta. El aumento de la presión diferencial se traduce en una mayor cantidad de trabajo necesaria para

comprimir el refrigerante. El trabajo realizado por el compresor es proporcionado por el motor del compresor, que utiliza energía eléctrica para accionar el eje del compresor.

Como resultado, una mayor elevación del Lift aumenta la demanda eléctrica y el consumo de energía. Es así de simple. Por lo tanto, el diseñador del sistema debe

hacer todo lo posible para reducir el Lift para minimizar el consumo de energía. (Carrier Corporation, 2008)”.

Figura 31: Comparación de consumos de energía: Planta Enfriadora de 500 Ton a 85/95 y 95/115°F Temperatura del Agua del Condensador.



Se desea mantener la temperatura de agua fría del condensador (CCWT) tan baja

como sea posible a fin de mantener bajo el Lift de la enfriadora, y para que la eficiencia del enfriador sea alta. Maximizar el flujo de CW ofrece la menor CCWT,

manteniendo el resto de variables sin cambio.

1. Comience con el máximo flujo de CW.

2. Establecer el valor de consigna CCWT a un valor bajo. El CCWT real será usualmente muy por encima del punto de ajuste, ya que está limitado por la

temperatura de bulbo húmedo ambiente. El ventilador de la torre de refrigeración funcionará al 100% durante estos periodos.

3. Si el Lift de la enfriadora alcanza su valor mínimo permitido y la CCWT está cayendo todavía, automáticamente disminuir el flujo de CW para mantener la

elevación mínima.

Hay que tener en cuenta lo siguiente:

• La reducción del flujo CW tiende a mejorar el rendimiento de la torre de enfriamiento.

• No podemos reducir el flujo CW por debajo del caudal mínimo necesario para las torres de refrigeración.

• La reducción del valor nominal CCWT aumentará el consumo total de energía del ventilador, lo que reducirá e incluso eliminará los ahorros de la bomba de

CW.

PE-036: Incrementar la consigna de temperatura de suministro de agua helada.

La consigna de temperatura del agua fría de suministro /Chilled Water Supply

Temperature/ (CHWST) seleccionada durante la fase de diseño de un sistema de refrigeración tiene implicaciones de gran alcance.

• Afecta a la eficiencia operativa de la enfriadora. Como regla general, mejora

la eficiencia del enfriador en un 1% por cada ° 1 F que aumenta la temperatura del agua de salida del evaporador, todos los demás factores permanecen

igual. Esto es válido sólo hasta cierto punto, si el Lift de refrigeración se reduce demasiado, ya no funcionan. El espacio para el ajuste varía según marca /

modelo del enfriador, y depende en gran medida de la carga de refrigeración.

• Para nueva construcción, afecta al tamaño resultante y la eficacia de los componentes del sistema hidráulicos (bombas, tuberías, válvulas y bobinas). Un

CHWST elevada implica una menor delta-T del agua, y por lo tanto una mayor tasa de flujo de agua fría para manejar una carga determinada. Esto significa

un aumento de energía de bombeo para una caída de presión del sistema dado, y / o aumento de coste de material para tubos y válvulas por aumento

de tamaño. Una disminución de CHW delta-T puede producir la transferencia de calor más eficaz en los serpentines de enfriamiento, si el tamaño de los

serpentines se aumenta apropiadamente. • Un menor CHWST causa mayor deshumidificación del aire en el serpentín de

refrigeración a través de la condensación. La deshumidificación puede ser una característica deseada del diseño, o puede ocurrir sin necesidad, de forma



predeterminada. En cualquier caso, este enfriamiento latente representa una

carga en el enfriador, y por lo tanto un gasto de energía.

Un punto de referencia CHWST típico de las instalaciones con los requisitos normales de

espacio de control de humedad es de aproximadamente 45F (7 ºC). Esta consigna es típica, incluso en las instalaciones que han relajado o incluso eliminado los requisitos de

humedad, debido a la persistencia de diseño "reglas de oro".

Para el ahorro de energía debido a los cambios en el CHWST en una instalación

existente, hay dos escenarios básicos a tener en cuenta.

1. La consigna CHWST se eleva, pero la CHWRT debe permanecer más o menos lo

mismo que antes (delta-T CHW disminuye).

Este es el escenario más común. El espacio o proceso a ser servido debe mantenerse a

una cierta temperatura, lo que limita la temperatura de retorno del agua de refrigeración, / Chilled Water Return Temperature/ CHWRT máxima posible. Si la CHWRT

ya ésta cerca de su límite superior práctico, la única manera de mantenerlo allí cuando aumenta la CHWST es aumentar la velocidad del flujo de CHW.

Para que esta acción, pueda ser viable, no debe haber ninguna zona existente que siempre está al máximo (la válvula totalmente abierta a CHW). Si existe este tipo de

zona, se produce un permanente aumento de la CHWST lo que hará que esta zona se sobrecaliente. Si la zona se maximiza de forma intermitente, un reinicio automático de

CHWST todavía puede ser una opción viable.

Si el valor de consigna CHWST puede estar permanentemente elevado en una

instalación existente, al tiempo que cumple todos los requisitos de carga y humedad, se tendrá el efecto de ahorro de energía de refrigeración, y el aumento de consumo

de energía de la bomba. El refrigerador es típicamente el componente de una planta de agua helada más consumidor de energía, tal que lo más probable es que los

ahorros de energía netas serán positivas, pero esto necesita ser revisado en base a caso por caso. Los ahorros tienden a ser proporcionalmente mayor en las plantas más

pequeñas, donde la caída de presión del sistema hidráulico es menor. En las plantas más grandes, es posible que el aumento del consumo de energía en el bombeo sea

superior a los ahorros de la enfriadora. De hecho, en las plantas más grandes, es posible que el ahorro de energía pueda obtenerse mediante la reducción de la

consigna de CHWST por debajo del valor de diseño en un clima templado.

Si se implementa un economizador de agua, se mejorará la imagen de ahorro de

energía.

Un CHWST superior tiene la ventaja de reducir la deshumidificación no intencional en el

serpentín de refrigeración.

Una disminución de delta-T CHW puede llevar a la indeseable "síndrome de bajo Delta-

T". Remítase a la PE-037: Eliminar Síndrome Delta-T bajo del agua fría de si está presente.



2. La CHWST se eleva, y el CHWRT se puede permitir que aumente en una cierta

cantidad (CHW delta-T disminuye menos que en el Escenario 1, o incluso sigue siendo

el mismo de antes).

Este es el escenario menos común. En este caso, el valor de consigna CHWST original es innecesariamente bajo para la carga que se sirve. Todas las válvulas de control CHW

se cierran en cierto grado, lo que limita el flujo. El CHWRT es significativamente menor que la requerida para mantener el espacio deseado o la temperatura del proceso en

todas las zonas.

Si el CHWRT se puede permitir que aumente además de elevar la CHWST, entonces la

tasa de flujo CHW no tiene que aumentar tanto, o incluso en absoluto. Esto limita el aumento de energía de la bomba, mientras que todavía permite el funcionamiento

de enfriadores más eficiente.

Un aumento de CHWRT a su vez mejora la viabilidad de la economización de agua

lateral, ya que habrá más horas en el año en que la planta de la torre de enfriamiento eficaz puede pre-enfriar el flujo de retorno de CHW.

PE-037: Reducir el caudal de agua del condensador.

El procedimiento estándar de operación para enfriadoras refrigeradas por agua es tener una constante del flujo de agua del condensador (CW) y una temperatura

constante de agua que entra en el condensador, también conocida como la temperatura fría del agua del condensador (CCWT). La reducción del flujo de CW

ahorra energía de la bomba CW, manteniéndose igual todo lo demás.

En primer lugar determinar si una reducción del flujo CW es viable. Por lo general,

según las razones citadas en PE-038: Implementar flujo variable de agua del condensador.

En segundo lugar, igualmente según lo citado en PE-038.

Con la reducción del flujo de agua fría se ahorra energía de la bomba de CW, pero tiende a aumentar el Lift de refrigeración, que a su vez disminuye la eficiencia del

enfriador. El refrigerador es típicamente el componente de mayor consumo de energía de la planta. Si el caudal de agua fría y/o dP CW son demasiado alta, la energía de la

bomba CW será desproporcionadamente grande. La disminución del flujo de CW supondrá un ahorro para la bomba de CW que pueden o no compensar el aumento

del consumo de energía de la enfriadora.

Se desea mantener la temperatura de agua fría del condensador (CCWT) tan baja

como sea posible a fin de mantener bajo el Lift de la enfriadora, y para que la eficiencia del enfriador sea alta. Maximizar el flujo de CW ofrece la menor CCWT,

manteniendo el resto de variables sin cambio

1. Comience con el máximo flujo de CW.

2. Bajar la consigna de CCWT hasta que el Lift del refrigerador sea tan bajo como lo permitido.



Hasta este punto, todavía no hemos reducido el flujo de CW. Si hay un número

significativo de horas por año que se puede alcanzar una CCWT más fría se puede lograr, entonces bajar el punto de ajuste de CCWT adicional y reducir manualmente el

flujo de CW para mantener la elevación mínima. Hay que tener en cuenta lo siguiente:

Hay que tener en cuenta lo siguiente:

• La reducción del flujo CW tiende a mejorar el rendimiento de la torre de enfriamiento.

• No podemos reducir el flujo CW por debajo del caudal mínimo necesario para las torres de refrigeración.

• La reducción del valor nominal CCWT aumentará el consumo total de energía del ventilador, lo que reducirá e incluso eliminará los ahorros de la bomba de

CW.



6.8. Equipamiento IT.

Selección de equipos IT: el equipo de IT es la razón de que cada vez haya más oportunidades razonables en la instalación, para aumentar la eficiencia de los equipos

de IT, reduciendo la necesidad de infraestructura mecánica y de energía actual utilizados directamente en el nivel de carga, a través de la selección de los equipos

informáticos.

IT-001: Utilización del monitoreo de servidores, almacenamiento y redes.

Los sistemas de TI son a menudo infrautilizados. Los servidores pueden funcionar a una fracción de su capacidad de procesamiento, la capacidad de almacenamiento de

datos puede ser de gran tamaño y de acceso poco frecuente, y el tráfico de red puede muy por debajo de las tasas de transferencia máximas. Esto se traduce en

eficiencia energética bajas. El seguimiento del índice de utilización permitirá que el personal del centro de datos pueda optimizar el rendimiento según evoluciona el

centro de datos.

IT-002: Realizar una auditoría para asegurar que todos los servidores operativos todavía están en uso activo.

En un centro de datos de gran tamaño que ha estado en funcionamiento durante un

tiempo, es común que los servidores que están consumiendo energía, pero ya no tienen tareas asignadas. La realización de una auditoría identificará entre otros, qué

servidores son candidatos para su cierre.

IT-003: Evaluar el potencial de ahorro de la actualización a los nuevos equipos IT.

La tecnología IT evoluciona rápidamente, y las mejoras en el rendimiento energético se proporcionan a menudo en el equipo más moderno. Un análisis de coste-beneficio

revelará el momento que tenga sentido económico el sustituir los equipos existentes.

IT-004: Implementar la virtualización de servidores.

Las técnicas de virtualización pueden consolidar las operaciones en un menor número de ordenadores, lo que permite el cierre o la eliminación de algunos servidores.

IT-005: Consolidación de la tecnología NAS (Network-Attached Storage) y de los servidores sin disco.

Los servidores suelen tener a bordo las unidades de disco mecánicos. Estas unidades son responsables de un porcentaje significativo de uso del servidor de energía total,

pero a menudo tienen una baja tasa de utilización. La conversión a memoria de estado sólido en los servidores, o la consolidación de una red (NAS o SAN) dispositivo

de almacenamiento de datos puede ser un camino hacia una mejora de rendimiento energético eficaz.

IT-006: Evaluar el uso de almacenamiento de datos.

No es infrecuente tener más almacenamiento asignado a tareas de procesamiento

del que se necesita, y tener acceso al almacenamiento con poca frecuencia. Esto



puede resultar en un bajo rendimiento energético, como dispositivos de

almacenamiento que consumen energía tanto si están en uso activo o no. La investigación de los patrones de utilización de almacenamiento de datos puede

revelar oportunidades, tales como la cambiar de equipos menos sensibles al rendimiento a otros de mayor capacidad, de instalaciones de información y

telecomunicación más eficientes.

IT-007: Reducir las necesidades de capacidad de los sistemas de almacenamiento de datos.

Sus patrones de utilización de almacenamiento de datos pueden permitir la utilización

de la virtualización del almacenamiento. En otras palabras, los procesos seleccionados pueden tener asignados límites de almacenamiento que, cuando se suman, exceden

el total real proporcionado por la capacidad de almacenamiento. Si las necesidades de los procesos individuales para el almacenamiento activo son suficientemente no

coincidentes, el límite de almacenamiento real raramente o nunca se supera.

IT-008: Evaluación de métodos alternativos de financiamiento para agilizar la actualización tecnológica.

No descripción disponible.

IT-009: Habilitar las funciones de administración de energía en servidores.


IT-010: Consolidación de los datos del usuario.


IT-011: Automatización de la retención de datos y las normas de supresión.


IT-012: Obtener estimaciones realistas del consumo actual de energía por el uso de equipos IT.


IT-013: Utilizar los programas de proveedores para disponer de servidores antiguos.


IT-014: Especificar las fuentes de alimentación más eficientes en equipos IT.

Esta acción se dirige al paso final de la cadena de conversiones de energía que se produce entre la alimentación de energía principal para el centro de datos y el punto

final de los equipos informáticos. Puede ser una estrategia eficaz para reducir la carga en los servidores existentes que tengan la capacidad de intercambio en caliente de

alimentación, pero la mayoría de los servidores no están equipados así. Esta acción suele ser más eficaz para los nuevos equipos. Un cliente tiene más influencia para



especificar los suministros eficientes de energía al hacer un pedido grande con un

proveedor.

IT-015: Especificar la métrica computación de alto rendimiento para nuevos equipos.

Las adquisiciones futuras de equipos informáticos pueden beneficiarse del uso de métricas de rendimiento apropiadas tanto de rendimiento computacional como de

rendimiento energético. Esta medida permitirá la comparación de la eficiencia de la informática en general y tendrá en cuenta cuestiones tales como la compatibilidad de

la eficiencia del procesador, el hardware / software, eficiencia de la memoria, etc.



6.9. Motores.

MO-001: Actualizar todos los motores de ventiladores de suministro de refrigeración, de bombas, y de ventiladores de torre de refrigeración a motores de Eficiencia Premium.

Los motores de eficiencia elevada o premium son generalmente un % ligeramente más eficientes que sus homólogos de referencia. Las ganancias en eficiencia son modestas,

pero el incremento en el coste inicial tiende también a ser bajo y, sobre todo al sustituir los motores existentes, que han llegado al final de su vida útil. Especificación de un

motor de eficiencia superior casi siempre es rentable para aplicaciones con tiempos de ejecución largos o continuos.



6.10. Suministro y distribución de energía.

Hoy en día hay CPD existentes con un pobre diseño y una tecnología de distribución de energía antigua por lo que operan con baja eficiencia. Las ineficiencias están asociadas a los siguientes factores:

• Ineficientes dispositivos IT de suministro de energía. • Ineficientes transformadores basados en unidades de distribución de energía

(PDUs) • Ineficientes sistemas SAIS. • Operación a cargas por debajo de la de diseño del sistema, tal que se

amplifican todas las pérdidas citadas anteriormente.

La protección contra la pérdida de potencia es una característica común de las instalaciones de centros de datos. Esta protección tiene en primer lugar un coste inicial significativo, y en segundo lugar un costo de energía por el uso continuo, el cual se puede reducir a través de un cuidadoso diseño y selección, tal que se persiguen tres objetivos:

1. Diseño de Sistemas de alimentación SAIS eficientes. 2. Seleccionar los SAIS más eficientes posible. 3. Uso de autogeneración para instalaciones grandes.

SE-001: Vuelva a configurar la topología UPS /SAI para una operación más eficiente

La tecnología UPS sigue evolucionando. Si el sistema SAI existente está previsto para el

reemplazo, asegúrese de especificar una topología de alta eficiencia de la UPS. Si el SAI existentes tiene más de 10 años de edad puede ser rentable para reemplazarlo

con un nuevo sistema de inmediato.

SE-002: Apagar el sistema de módulos de UPS y PDU cuando el nivel de redundancia es lo suficientemente alto.

En algunas instalaciones, la gama de módulos de UPS y / o PDU tiene capacidad más

que suficiente para servir a la carga. Puede ser posible apagar algunos módulos y todavía conservar el nivel requerido de redundancia. Esto permitirá que las unidades

restantes puedan operar en un factor de carga superior, que generalmente se traduce en una mayor eficiencia.

SE -003: Uso Transformadores de alta eficiencia de MT y BT.

Hay transformadores de Media Tensión (MT) y de baja tensión (BT) que están

disponibles en un rango de eficiencia. Especificar los transformadores de alta eficiencia, cuando se hayan programado todas las unidades existentes para su

sustitución. Si la inspección revela que existen transformadores existentes que están operando con una eficiencia particularmente baja, analizar el coste-efectividad de la

sustitución de los mismos por otras unidades de tamaño adecuado con alta eficiencia, de inmediato.



SE -004: Reducir el número de transformadores de corriente arriba y corriente abajo de la UPS.

Siempre se pierde energía en cada transformación activa. Minimizar el número de

transformadores en un sistema de distribución de energía ayudará a minimizar la pérdida de energía.

SE -005: Ubicación de transformadores fuera del CPD.

Si un transformador activo se encuentra en un espacio de aire acondicionado, el calor

residual que genera se convierte en una carga adicional en el sistema de refrigeración. Moviendo la fuente de calor al exterior se reduce la demanda de

energía del sistema de refrigeración.

SE-006: Mantenimiento de la distorsión armónica total en el Panel de alimentador principal en menos del 8%


SE-007: Mantener el factor de potencia en el panel de alimentación principal a 0.90 o superior.


SE-008: Reconversión de los equipos IT para mantener el factor de potencia alto y la distorsión armónica total baja.

Un factor de potencia (PF) Bajo y una alta distorsión armónica total (THD) hacen que el

sistema de distribución de energía opere ineficientemente. La corrección del PF y de la THD permite ahorrar energía.

SE -009: El uso de Interruptores estáticos de 480V en lugar de 208V

Un voltaje más alto equivale a una corriente más baja, todo lo demás sin variación.

Menor corriente implica una menor generación de calor en el circuito, lo que significa una menor pérdida de energía.

N.A. Aplicable en Estados Unidos, en el resto del mundo se tienen 230 V. La operación más eficiente de equipos IT se realiza a la mayor tensión de 240V.

SE-010: Uso de fuentes de energía alternativa para calentamiento de bloques de potencia.

En muchas zonas los bloques de potencia de los generadores de emergencia se mantienen calientes mediante la calefacción con resistencia eléctrica para ayudar a

la rápida y fiable puesta en marcha. Si hay otra fuente de calor disponible, preferentemente calor residual, el uso de la energía de la calefacción eléctrica se

puede evitar.



SE-011: Utilice el retorno de agua fría para calentar los bloques de potencia.


la rápida y fiable puesta en marcha. Si su instalación cuenta con una planta enfriadora de agua (CHW), considere el aprovechamiento del retorno del CHW a los

generadores y su uso para la calefacción de los bloques de potencia antes de volver a las cámaras de refrigeración. Esto tiene la ventaja adicional de pre enfriamiento el

CHW de retorno, lo que reduce la carga en la planta enfriadora.

SE-012: Aplicar control con termostato a calentadores de bloque de potencia.


la rápida y fiable puesta en marcha. A menudo, estos calentadores son dispositivos muy sencillos que proporcionan calor continuo sin ningún tipo de control del

termostato. La adición de un termostato ayudará a minimizar el consumo eléctrico de la calefacción.

SE-013: Instalación de analizador/medidores de potencia en los componentes críticos.

El desempeño eficiente del sistema de distribución eléctrica no puede ser sostenido sin

tener un medio de seguimiento de lo que se está haciendo. Asegúrese de que tiene la capacidad de conocer la potencia de entrada, potencia de salida, factor de

potencia y distorsión armónica total en cada etapa de conversión de energía importante en la cadena.

SE-014: Especificación de alta eficiencia las fuentes de alimentación.

Ver medida IT-014. Especificar las fuentes de alimentación más eficientes en equipos IT.

SE-015: Elimine fuentes de alimentación redundantes

Algunas piezas de los equipos están equipadas con fuentes de alimentación duales.

Las fuentes de alimentación funcionan en paralelo con bajo factor de carga, que es ineficiente. Si esto no es absolutamente necesario, considerar desconectar una de las

fuentes de alimentación.

SE-016: Eliminar los sistemas de SAIs.

Si una fuente de alimentación ininterrumpida (SAI) no es necesaria para una operación en particular, considerar la eliminación de la misma. Esto se aplica especialmente al

sistema UPS conectados en serie, como un SAI principal que sirve a un montaje en rack no conectado UPS.

Si la UPS principal funciona como fue diseñado, el bastidor de UPS nunca experimentará una pérdida de potencia de entrada. Sin embargo, el bastidor de UPS

continuamente pierde energía.



SE-017: Bypasar el SAI

Si una fuente de alimentación ininterrumpida (SAI) no es necesaria para las operaciones en curso, considere la opción de no pasar por ella. Los sistemas UPS son

menos de 100% eficiente. Por lo general se encuentra en un espacio con aire acondicionado y el calor residual que generan crea una carga adicional en el sistema

de refrigeración.

SE-018: Suministrar voltaje CC a rack de IT.

En un centro de datos típico, la alimentación en corriente alterna (CA) inicialmente es entregada a la fuente de alimentación ininterrumpida (SAI). Posteriormente, se

convierte a corriente continua (CC) con bajo voltaje y se alimenta al banco de baterías. La energía se toma de las baterías y se convierte de nuevo a CA, luego se

distribuye a las unidades de distribución de energía (PDU) en el centro de datos. Puede haber una caída de tensión de paso en las PDU antes de la alimentación de que la CA

llega a los bastidores. El equipo de TI acepta la alimentación de CA y la convierte en corriente continua para ejecutar la circuitería. Cada una de estas conversiones es

menor del 100% de eficiencia, por lo que parte de la energía se pierde en cada paso. Un arreglo más eficiente energéticamente es la de mantener la energía como CC

hasta el final de los UPS a los equipos informáticos.

SE-019: Realizar una prueba de Infra-Rojos.

Un análisis con infrarrojos de los equipos de conversión de energía revelará los puntos calientes. Demasiado caliente significa que el equipo está infradimensionado para la

carga que está sirviendo y está funcionando den forma ineficiente. Reduzca la carga o convierta el equipo.

SE-020: Realizar el mantenimiento rutinario y pruebas del sistema de distribución eléctrica.

El sistema completo de distribución eléctrica debe mantenerse sobre una base regular y debe ser supervisado su rendimiento. Si se hace de esta manera, se podrá minimizar

las pérdidas de energía asociadas con el sistema.

SE-021: Preservar el equilibrio de las cargas de la PDU.

Las cargas eléctricas desequilibradas en los sistemas trifásicos causan flujos de corriente más alta entre las patas del transformador, resultando en calor residual y en

funcionamiento del transformador menos eficiente. Redistribuir las cargas para mejorar el equilibrio. Si el transformador está en un espacio de aire acondicionado, el calor

residual reducido también reducirá la carga sobre el sistema de refrigeración.

SE-022: Cambio de condensadores CC de UPS.

Los condensadores de CC en los típicos sistemas de UPS tienden a perder efectividad con el tiempo. Esto puede resultar en el inversor no funcione a baja carga, y el

aumento de distorsión de corriente en las baterías. Esto no sólo da como resultado un funcionamiento menos eficiente, sino que también se convierte en un problema de



seguridad. Los condensadores de CC por lo general tienen el mismo diseño que el

tiempo de vida de las baterías, aproximadamente 5 años. Los condensadores deben ser revisados regularmente.

SE-023: Buscar primero acciones simples de ahorro de la energía.

Una primera evaluación de paso de los sistemas consumidores de energía a menudo

revela las acciones de ahorro de energía simples que se pueden realizar con relativamente poco esfuerzo y gastos.

SE -024 Análisis del coste del ciclo de vida.

Cuando se evalúa un proyecto de acción de eficiencia energética, realizar un análisis

del coste del ciclo de vida de las alternativas (la alternativa puede ser simplemente el caso "no hacer nada"). Esto revelará el verdadero valor relativo de las diferentes

opciones.



6.11. Iluminación.

IL-001: Instalar lámparas y balastos energéticamente eficientes.

Las nuevas tecnologías de iluminación (en especial el LED) pueden ahorrar un

porcentaje significativo del consumo de energía de los actuales y antiguos sistemas de iluminación.

IL-002: Instale sensores de ocupación para controlar las luces.

Muchos centros de datos están desocupados durante largos períodos de tiempo. El

control de las luces del centro de datos con sensores de ocupación directa ahorra energía en iluminación. Esto también reduce la carga de calor, por lo que se consigue

también ahorro de energía del sistema de refrigeración.



6.12. Resumen y ejemplo de estrategias para reducción de consumo energético.

A continuación se dispone de una tabla con un resumen de algunas estrategias

prácticas para reducir el consumo de energía eléctrica en los CPDs, el rango indica ahorros alcanzables de consumo eléctrico.

Ahorros Estrategia Limitaciones

Dimensionado correcto de DCPI

10 – 30%

El uso de una potencia modular, escalable y de una arquitectura de enfriamiento Para nuevos diseños y

algunas ampliaciones Ahorros son mayores para los sistemas redundantes

Virtualización de servidores

1 0– 40%

No es técnicamente una solución de infraestructura física, pero tiene un impacto radical

Requiere grandes cambios en los procesos IT

Implica la consolidación de aplicaciones en menos servidores, típicamente servidores blade

Para lograr un ahorro en una instalación existente puede ser necesario apagar algunos dispositivos de alimentación y refrigeración

También se libera energía y capacidad de enfriamiento para la expansión

Arquitectura de aire acondicionado más eficiente

7 – 15%

Refrigeración orientada en filas tiene una mayor eficiencia para alta densidad

Para nuevos diseños

Caminos más cortos de aire requieren menos potencia del ventilador

Los beneficios se limitan a los diseños de alta densidad

Suministro de CRAC y las temperaturas son más altas de retorno, aumentando la eficiencia, la capacidad y la prevención de deshumidificación lo que reduce enormemente los costos de humidificación

Aire acondicionado en modo economizador

4 – 15%

Muchos acondicionadores de aire ofrecen opciones de economizador


Esto puede ofrecer importantes ahorros de energía, dependiendo de la ubicación geográfica

Difícil para adaptaciones o modificaciones

Algunos centros de datos tienen aires acondicionados con los modos economizador, pero la operación del economizador está desactivado

Diseño del suelo más eficiente

5 – 12%

El diseño de planta tiene un gran efecto sobre la eficiencia del sistema de aire acondicionado


Disposición consiste en pasillo caliente / pasillo frío con las ubicaciones adecuadas de aire acondicionado (White Paper 122)

Difícil para adaptaciones o modificaciones

4 – 10%

Nuevos sistemas UPS mejores en su clase, tienen un menos 70% de pérdidas que los UPS existentes a las cargas típicas

Para nuevos diseños y modificaciones

La eficiencia a baja carga es el parámetro clave, no la eficiencia a plena carga

No se olvide que las pérdidas de UPS deben ser enfriadas, duplicando sus costos

Coordinar equipos de aire acondicionado

0 – 10%

Muchos centros de datos tienen acondicionadores de aire múltiples que en realidad luchan entre sí

Para cualquier centro de datos con múltiples aparatos de aire acondicionado

Uno realmente se puede calentar, mientras que otra se enfría Uno puede deshumidificar, mientras que otro humidifica

El resultado es un pérdida de energía

Puede requerir una evaluación profesional para diagnosticar



Colocar las baldosas del suelo con la ventilación correcta

1 -6%

Muchas baldosas ventiladas se encuentran de forma incorrecta en el centro de datos promedio o el número instalado es incorrecto

Sólo para centros de datos con un piso elevado

Corregir ubicaciones NO es intuitivamente obvio Fácil, pero requiere de un

asesoramiento experto para lograr el mejor resultado

Una evaluación profesional puede garantizar un resultado óptimo Beneficio adicional - la reducción de puntos calientes

Instalar iluminación eficiente energéticamente

1 – 3%

Apague las luces de algunos o todos según la hora del día o de movimiento

La mayoría de los centros de datos pueden beneficiarse

Utilice la tecnología de iluminación más eficiente

No se olvide que el potencia de iluminación también debe ser enfriada, duplicando el costo

El beneficio es mayor en el de baja densidad o en los centros de datos parcialmente llenos

Instalar paneles de obturación

1 – 2%

Disminuye la temperatura de entrada del servidor

Para cualquier centro de datos nuevo o antiguo

También se ahorra energía al aumentar la temperatura de retorno del aire CRAC Barato y fácil con el nuevo complemento de paneles lisos

Tabla 16. Resumen de estrategias prácticas para reducir el consumo de energía eléctrica en CPDs.

Ejemplo de estrategias de reducción de consumo en CPDs.

El caso de estudio fue analizado usando la herramienta APC TradeOff de Calculadora de Costes de Energía de Virtualización. En el hipotético CPD de 1 MW, se asume que

hay un 70% de la carga sin redundancia en suministro de energía y refrigeración, con una factura eléctrica de unos 1.400.000 €.

El CPD se virtualiza con un descenso de 10 a 1 en energía de servidores. Debido a la reducción de carga por la virtualización, la infraestructura de potencia y refrigeración

están a baja carga, y operando a una reducida eficiencia de la infraestructura (PUE 2.25), debido a pérdidas fijas. En esta etapa, la factura eléctrica total podría ser

reducida un 17%. Sin embargo, el PUE podría descender a 1.63 y los ahorros de energía podrían alcanzar un 40% si el SAI, el PDU y las unidades de refrigeración fueran también

rediseñadas de manera correcta y se emplearan métodos de contención de aire (por ejemplo paneles de obturación).

Cabe señalar que en comparación con la carga después de la virtualización inicial para optimizar la infraestructura, la carga total del CPD en infraestructura física podría

incrementar debido al redimensionamiento de capacidad del CPD. Y esto significa que la capacidad nominal del CPD completo podría descender ya que la

infraestructura física ha sido redimensionada a una menor carga de IT. (APC-Schneider Electric;Donovan, Patrick, 2011)



Figura 32: Ejemplo de implementación de medidas de ahorro en CPDs.



7. ESTANDARES INTERNACIONALES.

Hay diferentes estándares internacionales que se pueden aplicar a los CPDs, tales

como ANSI/TIA-942, ANSI/TIA-606, SS507, NFPA 75-2001, ISO/IEC-20000, ITIL, IEC-61000, ISO/IEC-24762, ISO/IEC-27001 (como se observa la mayoría son de ISO o del mercado

anglosajón).

Se ha considerado interesante para el contexto de CPD situados en España, el

correspondiente a la Unión Europea, tal que desde hace unos años, existe el Código de Conducta Voluntario a nivel europeo llamado:

7.1. Código de Conducta en Data Centers.

El código de conducto europeo (EU Code of Conduct in Data Centres), es accesible a

cualquier empresa, y al ser de carácter voluntario, más que un estándar se trata de un Código de Buenas Prácticas. La última versión disponible es la versión la 3.0.8 de

Diciembre de 2011, tal que la primera versión corresponde al año 2008.

Este Código de Conducta se ha creado en respuesta al consumo creciente de

energía en centros de datos y la necesidad de reducir los impactos relacionados con el medio ambiente, el suministro de energía, económicos y de seguridad. El objetivo es

informar y estimular los operadores de centros de datos y los propietarios para reducir el consumo de energía en una manera costo-efectiva sin obstaculizar la función de

misión crítica de los centros de datos. El Código de Conducta tiene como objetivo lograr mediante la mejora de la comprensión de la demanda de energía en el centro

de datos, la sensibilización, y recomendar las mejores prácticas de energía eficiente y unos objetivos de mejora.

Este Código de Conducta es una iniciativa voluntaria destinada a reunir a las partes interesadas, en conjunto, incluyendo la coordinación de otras actividades similares por

parte de los fabricantes, vendedores, consultores y empresas de servicios públicos. Las Partes que se registren, se espera que sigan la intención de este Código de Conducta

y cumplan con una serie de compromisos acordados.

El consumo de electricidad en Europa Occidental de 56 TWh por año se puede estimar

para el año 2007 y se prevé que aumente a 104 TWh en el año 2020. Este aumento del consumo de energía previsto plantea un problema energético a la UE y a las políticas

ambientales. Es importante que la eficiencia energética de los centros de datos se maximice para asegurar que las emisiones de carbono y otros impactos tales como la

tensión en la infraestructura asociada con incrementos en el consumo de energía se mitiguen.

El objetivo de este Código de Conducta se refiere a dos áreas principales:

1. Carga de IT - esto se refiere a la eficiencia en el consumo de los equipos

informáticos en el centro de datos y puede ser descrito como la capacidad disponible de trabajo de IT para un consumo dado de energía en IT. También

es importante considerar la utilización de dicha capacidad como parte de la eficiencia en el centro de datos.



2. Instalaciones de carga auxiliar - esto se refiere a los sistemas mecánicos y

eléctricos que soportan la carga eléctrica de IT, tales como los sistemas de refrigeración (planta de enfriamiento, ventiladores, bombas) unidades de aire

acondicionado, UPS, PDU, etc.

Sin embargo, el Código de Conducta se consideran el centro de datos como un

sistema completo, tratando de optimizar el sistema de TI y la infraestructura en conjunto para ofrecer los servicios deseados en el la manera más eficiente.

Se distinguen dos tipos de opciones por las cuales una organización puede firmar el Código de Conducta para los CPD, como Participante o como Promotor. Estas

funciones no son excluyentes, una organización puede firmar ambos como participantes y promotor si cumplen ambas funciones.

1. Participante

El participante que opera uno o más centros de datos o equipos dentro de los centros

de datos y se compromete a informar de energía y la aplicación de ciertas prácticas de la guía de buenas prácticas.

2. Promotor.

Otros organismos involucrados con los operadores de centros de datos pueden llegar

a ser promotores, comprometiéndose a apoyar el código y los participantes a través del desarrollo de productos, información, servicios, educación u otros programas.

Compromiso y monitoreo.

Los participantes se agrupan en categorías según que tipo de control y/o

responsabilidad ostentan sobre posibles mejoras de eficiencia;

1. Operador

2. Proveedor de Hosting 3. Cliente de Hosting

4. Proveedor de servicios gestionados 5. Proveedor de servicios gestionados en Hosting.

• Para CPD existentes: la aplicación del Participante comienza con

o La medición del consumo de energía inicial de al menos un mes tal como se define en la sección de requisitos de monitoreo de datos (B.2

del anexo 2), y o La auditoría energética o la evaluación donde se identifican las

oportunidades de ahorro de energía importantes.

El solicitante debe preparar un plan de acción y proporcionar una

completa presentación de informes (en la web) con su aplicación. El formulario de notificación debe identificar las mejores prácticas ya

implementadas y las que se adoptarán dentro de los tres años siguientes a la fecha de la solicitud con una descripción del plan de acción para

lograrlo.



• Para nuevos CPD a partir de 2010: en construcción o recientemente terminados):

o Debe identificarse en el Formulario de Reporte las prácticas adoptadas

para hacer que el centro de datos sea tipo "best in class" para su aplicación.

Los nuevos centros de datos deben aplicar todas las prácticas aplicables al tipo esperado de operador, en particular las señaladas para la

construcción o modernización de 2010 en adelante a partir de la fecha de aplicación y no se requiere un plan de acción para alcanzar la condición

de participante.

Todos los participantes tienen la obligación de monitorizar de forma continua el

consumo de energía y adoptar la gestión de energía con el fin de buscar la mejora

continua de la eficiencia energética. Uno de los objetivos fundamentales del Código

de Conducta es que cada participante comparar su eficacia con el tiempo, utilizando la(s) métrica(s) del Código de Conducta (o sistema de medición más sofisticados si

está disponible) a fin de producir evidencia de la mejora continua en la eficiencia.

Recopilación de datos y análisis.

Todos los participantes informarán periódicamente de sus actividades hacia el logro

de sus compromisos directamente con la Secretaría del Código de Conducta según

(Anexo D). Todos los datos son tratados de una manera altamente confidencial, y toda publicación de los datos en cualquier informe será anónima.

Para calificarse como un participante, los solicitantes deben presentar el Formulario de Reporting describiendo las características físicas y operacionales de los CPD, y los

datos del consumo de energía de la instalación del mes más reciente. Los participantes registrarán el consumo de energía de la instalación y de IT al menos una

vez al mes. Esto entonces se notificará una vez al año mediante la presentación de Formulario de Reporting

Además del consumo de energía, otros criterios opcionales de reporte también se incluyen en el Formulario de Reporting con fines de estudio en el futuro. Los

participantes están invitados a presentar informes más detallados sobre medición que están disponibles para ayudar en la elaboración del Código y la comprensión de los

beneficios de las mejores prácticas, por ejemplo;

1. Medidores en las partes individuales del centro de datos tales como

a. Sistemas de refrigeración b. Unidades CRAC

2. Medidores que permiten obtener la eficiencia de los dispositivos a ser medido como

a. Potencia hacia y desde el sistema de UPS.



Métricas y mediciones.

El Código de Conducta se aplicará las siguientes mediciones:

1. La eficiencia del centro de datos de infraestructura (DCiE):

Ver apartado 4.3.

Obligaciones.

Los siguientes datos deben ser recolectados mensualmente y se reportará anualmente en una hoja de datos a la JRC (Joint Researche Center) a más tardar el 28 de febrero

para el año anterior;

• El consumo de energía para los equipos principales. Si los medidores no están

instalados para proporcionar el nivel de detalle se indica en la definición (B.1), el consumo de energía en la salida de la UPS se puede informar. Debe ser

proporcionada una descripción de los equipos incluidos en la medida del consumo de energía de IT.

• El consumo total de energía de la instalación.

• Si hay más medidores instalados, deben ser reportados estos datos, incluyendo

una descripción de los equipos incluidos en el consumo de energía. • La capacidad nominal de carga eléctrica de la instalación IT.

• La temperatura de entrada objetivo para los equipos de IT (opcional) • Los factores externos de temperatura media mensual ambiente (opcional)

• Los factores externos de temperatura de rocío mensual promedio (opcional)

Mejores Prácticas.

La lista de las mejores prácticas ofrece una terminología común y un marco de referencia para la descripción de la práctica de la eficiencia energética, para ayudar

a los participantes y promotores. Los clientes o proveedores de servicios de IT también puede serles útil solicitar o proporcionarles una lista de Código de Conducta de las

prácticas realizadas en un centro de datos para ayudar en la adquisición de servicios que satisfagan sus estándares ambientales o de sostenibilidad.

El listado de prácticas es aplicable a cualquier centro de datos construido a partir de 2011, en concreto todas las prácticas marcadas como "Centro de datos", "Nuevo

software", "Nuevo equipo IT "y" Nueva construcción o modificación ", que están dentro del control de los solicitantes.

El código de buenas prácticas está en formato Excel donde se reflejan los datos solicitados, tal que cada una de las prácticas se marcará en la columna

correspondiente:

Para ayudar a asegurar que los participantes en el Código de Conducta son

reconocidos por haber comprometido a un nivel útil y sustancial del esfuerzo de ahorro



de energía, se identifican en este documento un subconjunto de las mejores prácticas como el nivel mínimo de actividad de ahorro de energía esperado para la condición de participante.

Las prácticas menos perjudiciales o invasivas se identifican como se aplican en el centro de datos existente y en equipos informáticos, de forma retrospectiva en caso

necesario. Está aceptado que un número de las prácticas identificadas se espera sean inapropiadas o presenten una carga innecesaria cuando se aplica a un CPD existente

en funcionamiento. Estas prácticas se identifican como se espera, bien cuando se trata de equipos o software nuevos y desplegado o durante una modernización de las

instalaciones. Estas prácticas proporcionan beneficios sustanciales y están destinadas a lograr mejoras en la eficiencia a través de la rotación natural, de equipos e

instalaciones.

Se espera que todas las prácticas deban ser aplicadas a cualquier centro de datos

construido a partir de 2011, en concreto a todas las instalaciones o equipos denominados como "Centro de datos", "Nuevo software", "Nuevo equipo IT "y" Nueva

instalación o remodelación ", que están dentro del control de los solicitantes, según los colores de la tabla siguiente:

Categoría Descripción

Centro Datos

completo

Se considera que se aplica a toda instalación existente IT,

Mecánica y Eléctrica dentro del centro de datos

Nuevo Software Se considera para cualquier nuevo software o actualización.

Nuevo Equipo IT Se considera para equipo IT nuevo o reemplazado.

Nuevo construcción

o modificación

Se espera por cualquier CPD construido o modificado

significativamente de equipos mecánicos o eléctricos desde

Prácticas opcionales Práctica sin un color de fondo son opcionales para los participantes.

Tabla 17. Clasificación de Categorías EU Code Conduct.

Se considera que un equipamiento IT existente desplazado a otro CPD no ha de cumplir las prácticas de nuevos equipos IT o nuevo Software.

Reconversión pretende describir las principales obras disruptivas en el centro de datos que presentan la oportunidad a un bajo costo incremental para implementar estas

prácticas adicionales. Ejemplos de adaptación sería (a) cuando se apaga el suministro de energía al CPD y se retira el equipo de IT y los bastidores se espera que la práctica

5.1.1 Contenido del pasillo caliente o fría se llevaría a cabo (b) si las unidades de CRAC están siendo actualizadas o sustituidas, se espera que la práctica 5.5.1 ventiladores de

velocidad variable se llevaría a cabo como parte de este cambio.

1. Valor de las Prácticas.

A cada práctica se le ha asignado un valor cualitativo para indicar el nivel de beneficio que se espera de la acción y las prioridades relativas que se deben aplicar a



los mismos. Estos valores son de 1 a 5 siendo 5 que indica el valor máximo. Estos valores

no están destinados a ser sumadas para proporcionar un total de "puntuación del operador” y no debe confundirse con un posible nivel cuantitativo. Esto requeriría de

datos a gran escala sobre los efectos de cada práctica o tecnología que aún no está disponible, así como un complejo sistema de puntuación que representa el aumento o

la reducción combinada de los valores de la práctica de esa instalación específica, lo cual se considera desde el punto de vista del autor de este proyecto como objetivo a

medio o largo plazo.

2. Aplicabilidad de las Prácticas Esperadas.

Se entiende que no todos los operadores podrán implementar todas las prácticas previstas en sus instalaciones debido a limitaciones físicas, de planificación logística, u

otras. En estos casos, una explicación de por qué la acción esperada no es aplicable o práctico deberá indicarse en el apartado de "Razón por la cual esta práctica no

puede ser implementada en este centro de datos" en la columna en el formulario de informes, mejores prácticas alternativas suplementarias puede ser identificado como

reemplazos directos si se traducen en ahorros de energía similares.

3. Tipo de Solicitantes.

Cada solicitante deberá identificar el tipo de operador que mejor describe su actividad en el centro de datos para los que deberán completar la ficha del

formulario en el "Centro de Datos e Información" como;

Tipo Descripción

Operador Opera el centro de datos completo en edificio físico a través del consumo de los servicios de IT prestados.

Centro colocación

Colo-proveedor

Opera el centro de datos con el objetivo principal de

la venta de capacidad de espacio, potencia y refrigeración para los clientes que van a instalar y

administrar el hardware de IT.

Centro colocación

Colo-cliente

Posee y gestiona los equipos ubicados en un centro

de datos en la que se adquiere la capacidad de espacio, potencia y refrigeración

Proveedor de servicios

gestionados(MSP)

Posee y gestiona el espacio de centro de datos, energía eléctrica, refrigeración, equipos de IT y un

cierto nivel de software con el fin de entregar servicios de IT a los clientes. Esto incluiría el outsourcing de IT

tradicional Proveedor de servicios gestionados en Colo -

Centro Colocación

Un proveedor de servicios gestionados que compra el espacio, de energía o de enfriamiento de este centro

de datos.

Tabla 18. Clasificación de Tipo de Participante EU Code Conduct.

MSP-Managed Service Provider



El tipo de operador sirve para dos propósitos, primero ayuda a la secretaría en la

evaluación de una solicitud y segundo para incluirlo en la lista de centros de datos que alcanzan el estado del participante en el Código de Conducta de la página web.

3.1 Solicitantes que no tienen el control completo del Data Center.

La tabla siguiente se incluye para proporcionar orientación a los operadores con un

control parcial del centro de datos en los que las prácticas que se espera que la práctica y que se espera un apoyo. Se sugiere que se descarga el formulario de

solicitud, seleccione el tipo de operador y sus áreas de responsabilidad, mientras que la lectura de este documento para entender cómo esta categorización la aplicación

práctica de las guías.

Áreas de Control.

Las áreas de responsabilidad de los operadores se define como:

Área Descripción

Edificio Físico Construcción física del edificio, incluida la seguridad, ubicación y mantenimiento.

Instalación eléctrica y mecánica.

Selección, instalación, configuración, mantenimiento y gestión de la instalación mecánica y eléctrica

Piso del Data Center

Instalación, configuración, mantenimiento y gestión del piso principal del centro de datos, donde los equipos se han instalado. Esto incluye el suelo (elevado en algunos casos), el posicionamiento de las unidades CRAC y las PDU, el diseño básico de los sistemas de cableado (bajo el suelo o por encima).

Racks Instalación, configuración, mantenimiento y gestión de los bastidores/racks en los que se montan los equipos e instalan equipos IT

Equipos IT Selección, instalación, configuración, mantenimiento y gestión de la física de equipos informáticos.

Sistema operativo / Virtualización

Selección, instalación, configuración, mantenimiento y gestión del sistema operativo y la virtualización (el cliente y el hipervisor) el software instalado en los equipos informáticos. Esto incluye a clientes, agentes de

control de administración de hardware, etc.

Software Selección, instalación, configuración, mantenimiento y gestión del software instalado en los equipos informáticos.

Prácticas empresariales

Determinación y comunicación de los requisitos de negocio para el centro de datos, incluyendo la importancia de los sistemas, las especificaciones de fiabilidad, disponibilidad y capacidad de mantenimiento y los procesos de gestión de datos.

Tabla 19. Clasificación de Áreas de Responsabilidad EU Code Conduct.



Tenga en cuenta que estos límites de responsabilidad no se aplican dentro de las

organizaciones. Se considera que un solicitante tiene el control de un área, si una empresa matriz, subsidiaria o compañía del grupo posee o controla la zona. Por

ejemplo, si otra división del mismo grupo de empresas opera una planta de colo en el que el solicitante opera el equipo como un proveedor de servicios se considera como

un proveedor de servicios administrados con la responsabilidad de la construcción física, instalaciones mecánicas y eléctricas, piso y rack del CPD, no como (MSP) en un

proveedor de servicios gestionados en Colo.

Implementador o Promotor.

Cada operador debe determinar cuál de las prácticas se aplican a ellos en función de sus áreas de responsabilidad. La siguiente tabla proporciona una visión general de los

tipos más comunes de los participantes;

Tabla 20. Áreas de Responsabilidad para tipos de Solicitantes. EU Code Conduct.

Área Operador Colo-Proveedor Colo-Cliente MSP en Colo MSP

Edificio Físico Implementador Implementador Promotor Promotor Implementador

Instalación eléctrica y mecánica.

Implementador Implementador Promotor Promotor Implementador

Piso del Data Center

Implementador Implementador &

Promotor Implementador & Promotor

Implementador Implementador

Racks Implementador Implementador &

Promotor Implementador & Promotor

Implementador Implementador

Equipos IT Implementador Promotor Implementador Implementador Implementador

Sistema operativo / Virtualización

Implementador Promotor Implementador Implementador Implementador

Software Implementador Promotor Implementador Implementador & Promotor

Implementador & Promotor

Prácticas empresariales Implementador Promotor Implementador Promotor Promotor



A partir de ahora se van desarrollando las diferentes medidas a tomar en los Data

Center, tal que definen las diferentes medidas y se valoran.

Estas medidas hay que ir completándolas en el formulario de referencia desarrollado al

efecto y que se adjunta a continuación en las siguientes páginas. (Reporting form V.3.0)



Code of conduct for Data Centres Data Collection fo rm AdditionalInstructionsFAQ

This sheet is protected to help operators complete the correct sections using the password "CoC"

When completing the form, green are expecteddata elements in: white are optional

Note that practices are Entire data centrehighlighted in four colours New IT equipment

New softwareBuild or refit 2010 onwards

New Applicants: Follow links in blueNew applicants should enter expected information on each sheet where practical1 months energy consumption data should also be reported (following links in purple below)This is used to characterise your data centre(s)

Energy reporting: Follow links in orangeEnter 12 months (one month for applicants) energy consumption for DC and IT.

Please submit completed forms to:[email protected] data will be collected by the EC and treated confidentiallyOnly anonymised data is reported as detailed in the Data Confidentiality Guidelines

Data centre operators need to internally track energy consumption to improve efficiency. It is also valuable for the Code of Conduct to track its impact. Therefore, where possible this should be reported following the guidelines as closely as possible. In line with best practice, where this is not practical, a short explanation should be provided and alternatives assessed.



Data Collection Guidelines

Data Elements List

Data Element Name Description/Question

Practice

For each practice, please enter whether it has been implemented or if not the planned implementation due date. Additional comments can also be added. These could be reasons the practice cannot be implemented or is inappropriate in this data centre.

These will be used to assess the application for participant status as well as for correlation of the best practices with actual measured efficiency

Data Center Name or ID Please provide a unique name (or number) for each data center in your sample.

Location Please provide nearest city (to help us determine the DC climate zone)

Type of Data CenterPlease select among the following: 1 = Traditional Enterprise; 2 = On-Demand Enterprise; 3 = Telecom; 4 = High Performance Computing Center (Scientific); 5 = Hosting; 6 = Internet; 7 = Hybrid

Type of BuildingPlease select between the following: 1 = Stand-alone, 2 = Enclosed in a larger building (i.e. office building or other space type). NOTE: If the data center is enclosed within another building space, it must be completely submetered in order to procee d with this data collection.

Building Floor AreaProvide the gross or total floor area of the building. Gross floor area is useful to give an idea of the proportion of floor space a data centre might occupy, particularly if enclosed in a larger building.

Data Center Floor Area

Provide the floor area of the data center space that includes the rack equipment, service clearance and circulation, control console area, power distribution, and local air conditioning that is encapsulated by the proper protective walls. Exclude administrative offices, storage, loading docks, and other non-essential space that does not directly support the operation of the data center.

Data Centre Information

Best Practices

Code of Conduct for Data Centres Energy Efficienc yReporting Form

� If data elements change over time (e.g. the number of racks, UPS utilization), provide the average of that element over the 12 month data collection period.� If you have any specific questions about the items listed below, or difficulty assessing data during this data collection period, please send an email to [email protected].

The following table outlines the data elements of interest; each section of the table corresponds to a tab in this MS Excel Data Template.



Year ConstructedEnter the year of the most recent major commissioning of the data centre space. The building itself could be significantly older.

Basic Role of OperatorChoose which of the roles best describes your organisation's activities in the data centre. This is useful for assessment of applications

Domain of Control

Choose, for each identified aspect of the data centre (physical building to business process) whether your organisation (including any parent, subsidiary or group organisation) has; Control, Partial Control or No Control over this aspect. This allows the application form to identify which of the best practices your organisation should be Implementing or Endorsing.

Electrical Infrastructure Resilience Level

Modern best practice recommends building facilities with more than one available electrical infrastructure resilience level in place of monolithic resilience levels. Identify which of the stated resilience levels N, N+1, 2N (including 2N+1) are available to IT equipment installed in this data centre.

Cooling Infrastructure Resilience LevelModern best practice recommends building facilities with more than one available cooling infrastructure resilience level in place of monolithic resilience levels. Identify which of the stated resilience levels N, N+1, 2N (including 2N+1) are available to IT equipment installed in this data centre.

Number of modular capacity steps or separately provisioned halls

If your data centre was provisioned (power and cooling capacity delivered in modular steps of capacity) how many stages of capacity or separately delivered halls (/ zones) did / does the modular build allow for?

Number of Racks Please provide the number of physical racks in the data center that are typically in operation.

Rated IT electrical Load in kWEnter the as-provisioned peak power that can be provided to the IT equipment (or raised floor) in kW (may need further clarification)

Air temperature set points Please enter the upper and lower temperature set points in degrees celsius

Humidity set pointsPlease enter humidity set points as configured in percentage RH or dew point (or both e.g. 15C and 60%RH)

Percentage of Average IT UtilizationWhat is the current "average" IT processing load as a percentage of the total server processor capacity? Enter this percentage as one average calculation for the entire year.

Percentage of Peak IT UtilizationWhat is the current "peak" IT processing load as a percentage of the total server processor capacity? Enter this percentage as one average calculation for the entire year.

Mechanical System TypePlease select the type of mechanical system used for cooling the data center: 1 = Direct Expansion; 2 = Chilled Water; 3 = Condenser; 4 = Other

For any element that may change over the course of the data collection period (e.g. number of racks, UPS utilization), please provide an average figure for the 12 months of data.



.

Total IT Plug Energy from UPS Meter in kWh

Please enter the annual total IT plug energy, as measured in kWh, from the output of a UPS meter, for energy going into the computer room (not crac units, etc.). This can be entered as one value for the year or as a series of meter/energy readings (i.e. monthly or periodic) that cover the entire calendar year. It is preferable that these measurements are read at approximately the same period and frequency as the utility meter for the building.

Start Date

End Date

Total IT Plug Energy from PDU Meter in kWh(If Available)

Please enter the annual total IT plug energy, as measured in kWh, from the input of a PDU meter, for energy going into the computer room (not crac units, etc.). This can be entered as one value for the year or as a series of meter/energy readings (i.e. monthly or periodic) that cover the entire calendar year. It is preferrable that these measurements are read at approximately the same period and frequency as the utility meter for the building. If both the UPS and PDU meters are provided, an estimate of the difference between the total UPS and the sum of the PDU's will be estimated as the non-critical UPS load that might be serving the office, mechanical and non-data center loads.

Start DateEnd Date

Meter ID Enter a distinguishing name or number for each meter.Start DateEnd DateElectricity Consumption in kWh Enter the electricity consumption in kWh corresponding to the start and end date.

Tab 4 – Electricity Data

For each energy use value, enter a start and end date. You can provide an entry for each bill or one entry for the entire year.

For each energy use value, enter a start and end date. You can provide an entry for each meter/energy reading or one entry for the entire year.

For each energy use value, enter a start and end date. You can provide an entry for each meter/energy reading or one entry for the entire year.

Tab 3 – IT Measurement

Provide the annual electricity consumption for the building (if a stand-alone data center) or the submetered data center. You can provide this as one value for the year or as a series of meter/energy bill entries that cover the entire year.



Review the additional information for select questi ons below. If you need further clarification, email your questions to: [email protected]

Data Centre Information

Type of Data Center

1 - Traditional Enterprise: Processes data requirements for data center owner2 - On Demand Enterprise: Processes and expands data processing capacity, when needed, for numerous customers (this would include batch processing and manufacturing type data processing facilities)3 - Telecom: Telecom Switching Center4 - High Performance Computing: Scientific and high density data processing5 - Hosting: Sells data processing services to numerous Customers6 - Internet: Provides high capacity processing for large numbers of web clients7 - Hybrid: Combination of two or more of the above

Percentage of Average IT Utilization

The processor, network and storage processes that occur in the data center are frequently automatically monitored and reported as part of the IT management. Both average and peak loads are frequently captured for capacity planning and other purposes. The average estimate over time of the IT equipment’s utilization is a value that currently will not affect the index but is the first step in data capture that will allow correlation the actual IT processing work with efficiency. It is understood that different devices will be measured by different criteria for example, servers by processor, network by throughput, storage by capacity or performance. Although there is not yet a standard metric to measure IT work being processed with energy input, this one measurement of the equipment activity verses a dormant state will provide an estimation of the potential for energy saving features, if activated, that could achieve even better efficiencies.

Percentage of Peak IT Utilization

The processor, network and storage processes that occur in the data center are frequently automatically monitored and reported as part of the IT management. Both average and peak loads are frequently captured for capacity planning and other purposes. The collection purpose for peak load is to provide an understanding of the maximum equipment necessary for peak periods and then, depending on the variability of the enterprise processing needs, dormant during the non-peak times. It is understood that different devices will be measured by different criteria for example, servers by processor, network by throughput, storage by capacity or performance. By understanding the peak and average utilization characteristics of the data center, analysis with the tracking of input energy and the extent of dormant equipment sitting in reserve for the peak. If these processes are tracked for the data center, the use of devices that can slow down processor clock speed and turn off redundant processors can then be estimated. These concepts are the start of understanding IT work efficiency. For where the data is captured, ask your console operator or check the measurement in the IT utility program available in the processor equipment.

IT Measurement

Total IT Plug EnergyIn general the calculation is attempting to capture the energy used by the IT equipment (this will include the IT equipment fan systems and all other devices: KVM, cabinet monitoring and cabinet circulation fans) that are connected into the plug strip serving the computer room. If the UPS system is only providing load to the computer equipment in the data center, and NOT providing Computer room fans, pumps, telecommunication closets and desktop services outside the data center, then the UPS readings – over time can be recorded. The best case in this circumstance is to read a KWH meter at approximately the same period and frequency as the utility meter for the building. If a KWH meter is not available on the UPS then the instantaneous meter reading can be measured on a periodic basis to predict how load on the UPS changes with the data center processing load. A comparison with the known processing peak and the lowest utilization would be good times to record instantaneous meter readings to capture the range of UPS output. If it is greater than 5%, a more detailed (greater frequency) of recording would be used to estimate the total KWH provided by the UPS over time.

Frequently Asked Questions (FAQ)



Data Centre InformationBuilding InformationData Center Name / ID Example #1LocationType of Data Center 1 - Traditional EnterpriseType of Building 1 - Stand-AloneBuilding floor areaData Center floor areaYear Constructed

Type of OperatorBasic type of operator Managed Service Provider

Operator Domain of ControlPhysical Building Y Select Y/NMechanical & Electrical Plant Y Select Y/NData Floor Y Select Y/NRacks Y Select Y/NIT Equipment Y Select Y/NOperating System / Virtualisation Layer Y Select Y/NSoftware Y Select Y/NBusiness Process Y Select Y/NFull Control Y

Operation Resilience Level In Use?Electrical Infrastructure Resilience Level N No Select Yes / No

N+1 No Select Yes / No2N No Select Yes / No

Cooling Infrastructure Resilience Level N No Select Yes / NoN+1 No Select Yes / No2N No Select Yes / No

Number of modular capacity steps or separately provisioned halls 1Number of Racks Rated IT Electrical Load (kW)Target IT equipment intake temperature OptionalCRAC / AHU Air temp set point(s)Air temperature contol method SupplyHumidity set points% of Average IT Utilization Optional% of Peak IT Utilization OptionalEconomiser Type 0 = NoneMechanical System Type 1 = Direct Expansion



Identify the Best Practices Implemented or Endorsed for this data centre.Application Date: 01/01/2011

Missing Practices: 44

Enter the status of the practice in this data centr e Expected Status based on responsibility areasComplete either due date or status for each practic e These cells provide guidance

Number Practice ValuePractice Status

Commit to Implement

Date

Commit to Endorse

Date

Entire Data

Centre

New IT Equipment

New Software

Build or Refit 2010 onwards

Entire Data Centre

New IT Equipment

New Software


Applicant comments or further description Reason why this practice cannot be implemented in this data c entre Action Plan Endorsing Actions Taken

Enter the status of the practice in this data centr e Expected Status based on responsibility areasComplete either due date or status for each practic e These cells provide guidance

Number Practice ValuePractice Status

Commit to Implement

Date

Commit to Endorse

Date

Entire Data

Centre

New IT Equipment

New Software


Entire Data Centre

New IT Equipment

New Software


Data Centre Utilisation, Management and PlanningInvolvement of Organisational Groups

3.1.1 Group involvement 4 N I

General Policies

3.2.1 Consider the embedded energy in devices 3 N I

Resilience Level and Provisioning

3.3.1 Build resilience to business requirements 3 N I

3.3.2 Consider multiple levels of resilience 3 N I

3.3.3Lean provisioning of power and cooling for a maximum of 18 months of data floor capacity

3 N I

3.3.4 Design to maximise the part load efficiency once provisioned 3 N I

3.3.5 Design effective resilience 4



IT Equipment and ServicesSelection and Deployment of New IT Equipment

4.1.1 Multiple tender for IT hardware – Power 5 N I

4.1.2Multiple tender for IT hardware – Basic operating temperature and humidity range

4 N I

4.1.3Multiple tender for IT hardware – Extended operating temperature and humidity range

5

4.1.4 Select equipment suitable for the data centre – power density 3

4.1.5 Select equipment suitable for the data centre - Air flow direction 4 N I

4.1.6 Enable power management features 5 N I

4.1.7 Provision to the as configured power 3 N I

4.1.8 Energy Star Hardware 34.1.9 Energy & temperature reporting hardware 34.1.10 Control of equipment energy use 5

4.1.11Select free standing equipment suitable for the data centre - Air flow direction

4 N I

Deployment of New IT Services

4.2.1 Deploy using Grid and Virtualisation 5 N I

4.2.2 Reduce IT hardware resilience level 4 N I

4.2.3 Reduce Hot / Cold standby equipment 4 N I

4.2.4 Select efficient software 4 N I

4.2.5 Develop efficient software 4 N I

4.2.6 Incentives to develop efficient software 44.2.7 Eliminate traditional 2N hardware clusters 4



Management of Existing IT Equipment and Services4.3.1 Audit existing physical and service estate 4

4.3.2 Decommission unused services 5 N I

4.3.3 Virtualise and archive legacy services 54.3.4 Consolidation of existing services 54.3.5 Decommission low business value services 44.3.6 Shut down idle equipment 34.3.7 Control of system energy use 4

Data Management

4.4.1 Data Management Policy 3 N I

4.4.2Separate user logical data storage areas by retention and protection policy

3

4.4.3Separate physical data storage areas by protection and performance requirements

4

4.4.4 Select lower power storage devices 34.4.5 Reduce total data volume 44.4.6 Reduce total storage volume 4

CoolingAir Flow Management and Design

5.1.1 Design – Contained hot or cold air 5 N I

5.1.2 Rack air flow management – Blanking Plates 3 N I

5.1.3 Rack air flow management – Other Openings 3 N I

5.1.4 Raised floor air flow management 3 N I

5.1.5 Design – Return plenums 35.1.6 Design – Contained hot or cold air – Retrofit 35.1.7 Raised floor air flow management – obstructions 2

5.1.8 Design – Hot / Cold aisle 3 N I I

5.1.9 Design – Raised floor or suspended ceiling height 35.1.10 Equipment Segregation 3

5.1.11 Provide adequate free area on rack doors 3 N I I



Cooling Management5.2.1 Scalable or modular installation and use of cooling equipment 35.2.2 Shut down unnecessary cooling equipment 3

5.2.3 Review of cooling before IT equipment changes 2 N I

5.2.4 Review of cooling strategy 2 N I

5.2.5 Review CRAC Settings 35.2.6 Deleted5.2.7 Dynamic control of building cooling 35.2.8 Effective regular maintenance of Cooling Plant 2

Temperature and Humidity Settings

5.3.1 Review and if possible raise target IT equipment intake air temperature 4 N I

5.3.2 Review and increase the working humidity range 4 N I

5.3.3Expanded IT equipment inlet environmental conditions (temperature and humidity)

5

5.3.4 Review set points of air and water temperatures 3 N I5.3.5 Review and if possible raise chilled water loop temperature 4 N I

Free and Economised Cooling5.4.1.1 Direct air free cooling 55.4.1.2 Indirect air free cooling 55.4.1.3 Direct water free cooling 45.4.1.4 Indirect water free cooling 45.4.1.5 Sorption cooling (absorption / adsorption) 2

High Efficiency Cooling Plant5.4.2.1 Deleted5.4.2.2 Chillers with high COP 3 N I5.4.2.3 Cooling system operating temperatures 3 N I5.4.2.4 Efficient part load operation 3 N I5.4.2.5 Variable speed drives for compressors, pumps and fans 25.4.2.6 Select systems which facilitate the use of economisers 4

Computer Room Air Conditioners5.6.1 Variable Speed Fans 4 N I5.6.2 Control on CRAC unit supply air temperature 25.6.3 Run variable speed CRAC units in parallel 45.6.4 Direct liquid cooling of IT devices 45.6.5 Sequencing of CRAC units 2

Reuse of Data Centre Waste Heat5.7.1 Waste heat re-use 35.7.2 Heat pump assisted waste heat re-use 2



Data Centre Power EquipmentSelection and Deployment of New Power Equipment

6.1.1 Modular UPS Deployment 3 N I6.1.2 High efficiency UPS 3 N I

6.1.3 Use efficient UPS operating modes 2 N I

6.1.4 Code of Conduct Compliant UPS (where technology is included) 2

Management of Existing Power Equipment6.2.1 Reduce Engine-generator heater temperature set-point 2

Other Data Centre EquipmentOffice and Storage Spaces

7.1.1 Turn off Lights 1 N I7.1.2 Low energy lighting 1 N I7.1.3 Deleted

Data Centre BuildingBuilding Physical Layout

8.1.1 Locate M&E plant outside the cooled area 28.1.2 Select a building with sufficient ceiling height 38.1.3 Optimise orientation of the data centre 18.1.4 Facilitate the use of economisers 38.1.5 Location and orientation of plant equipment 28.1.6 Minimise direct solar heating 2

Building Geographic Location8.2.1 Locate the Data Centre where waste heat can be reused 28.2.2 Locate the Data Centre in an area of low ambient temperature 38.2.3 Avoid locating the data centre in high ambient humidity areas 18.2.4 Locate near a source of free cooling 38.2.5 Colocate with power source 2

MonitoringEnergy Use and Environmental Measurement

9.1.1 Incoming energy consumption meter 3 N I

9.1.2 IT Energy consumption meter 3 N I

9.1.3 Room level metering of air temperature and humidity 2

9.1.4CRAC / AHU unit level metering of supply or return air temperature and humidity

3

9.1.5 PDU level metering of IT Energy consumption 39.1.6 PDU level metering of Mechanical and Electrical energy consumption 39.1.7 Row or Rack level metering of temperature and humidity 39.1.8 Device level metering of temperature 3

Energy Use and Environmental Collection and Logging9.2.1 Periodic manual readings 3 N I9.2.2 Automated daily readings 49.2.3 Automated hourly readings 4

Energy Use and Environmental Reporting

9.3.1 Written report 3 N I

9.3.2 Energy and environmental reporting console 39.3.3 Integrated IT energy and environmental reporting console 4

IT Reporting9.4.1 Server Utilisation 39.4.2 Network Utilisation 39.4.3 Storage Utilisation 3



Data Center Name / ID

Total IT Plug Energy from UPS

Meter (kWh)Start Date

(DD/MM/YYYY)End Date

(DD/MM/YYYY)

Total IT Plug Energy from PDU

Meter (kWh)If Available

Start Date(DD/MM/YYYY)

End Date(DD/MM/YYYY)

Example #1 1.824.270 21/02/2008 20/03/2008 1.806.028 21/02/2008 20/03/2008

Tab 3 - IT Measurement

Data Center Name / ID Meter ID

Start Date(DD/MM/YYYY)

End Date(DD/MM/YYYY)

Electricity Consumption

(kWh)Example #1 Electric 45389 21/02/2008 20/03/2008 3.283.686

Tab 4 - Electricity Data



8. GLOSARIO DE TERMINOS CPD.

La terminología aplicada a los equipos IT y en general a los CPD es muy diversa y evoluciona con el tiempo, por lo que se recomienda para estar al día, revisar la web

the green grid, donde se dispone de un Glosario de términos en ingles.

9. RESUMEN Y CONCLUSIONES.

Como apartado final del documento, se tiene un pequeño resumen del mismo y unas conclusiones personales.

9.1. Resumen.

Este proyecto tiene como título Eficiencia Energética en Centros de Procesos de Datos (CPDs) Código Europeo de Conducta y en el que se ha considerado desde un principio tratar de reflejar un contexto actual de la tecnología de los CPDs, dando a conocer

tanto la evolución reciente, sus características técnicas principales, los principales estándares de clasificación, así como las nuevas tendencias en cuanto a diseño y

operación. Para ello se ha tratado de desarrollar los siguientes objetivos en cada apartado.

1. INTRODUCCIÓN Debido a que el concepto de CPD es bastante desconocido por un sector de la sociedad, se ha pretendido justificar su importancia y

desarrollo debido a la evolución en este campo en los últimos años.

2. CENTRO DE PROCESO DE DATOS. CPD. Definir que es un Centro de Proceso de Datos o CPD, y algunas nociones sobre clasificación según los requisitos de la norma TIA-942, tipos de CPDs, Hosting/Housing y un ejemplo ilustrativo.

3. DESARROLLO DE MODELO IT GREEN PARA CPDS. Dar unas pautas a considerar para analizar y desarrollar un modelo IT GREEN o modelo sostenible de

Instalaciones de comunicación y telecomunicación. Es un concepto más amplio y abarca nuevas tecnologías como la virtualización, la computación en

la nube, y la explicación de los principales parámetros de medición de eficiencia energética entre los que se encuentran el PUE, el DCIE HVAC…. Se

aporta información relativa a ciertas Certificaciones en Green Computing.

4. AUDITORIA ENERGÉTICA EN CPD. Se pretende aportar un método para desarrollar una auditoría energética en un CPD, desde un punto de vista práctico apoyado por el contenido del resto del documento.

5. MEDIDAS DE MEJORA A IMPLANTAR. Debido a las diferentes posibilidades de mejora, se ha tratado de dar una relación de cuales son las medidas aplicables

más interesantes en función de las características del CPD. Para ello inicialmente se hace un análisis de la elección del modelo de funcionamiento



óptimo, del economizador óptimo, y de las condiciones de operación. A

continuación se comentan ciertas medidas, ya sean en relación con la gestión energética, las condiciones ambientales, la gestión del flujo de aire, la planta

enfriadora, el equipamiento IT, los motores, el suministro y distribución de energía, la iluminación y finalmente un pequeño resumen y un ejemplo de

estrategias.

6. ESTÁNDARES INTERNACIONALES. Dar a conocer los principales estándares internacionales y en concreto el Código de Conducta de Buenas Prácticas Europeo.

9.2. Conclusiones finales.

Como conclusiones finales se puede afirmar que debido a la tendencia de la

sociedad hacia una mayor presencia de las telecomunicaciones en nuestra vida diaria, el papel de los CPDs tiende a cobrar un mayor protagonismo y por ello este tipo

de instalaciones van a ser cada vez más importantes y críticas para las organizaciones.

Es por tanto una tarea importante desarrollar nuevos equipos y sistemas que permitan disponer de CPDs avanzados con mayor versatilidad y menor consumo energético,

pues este sector al igual que el resto de tecnologías deben apostar por un desarrollo sostenible, y para ello los operadores y responsables tienen a su disposición tanto

herramientas para su gestión, como estándares voluntarios que permiten demostrar los esfuerzos realizados para lograr este objetivo.



10. BIBLIOGRAFÍA.

Ajoy, M. (2008). Green Computing. Seminar Report.

APC-Schenider Electric . John Niemann. (2011). Economizer Modes of Data Center Cooling Systems - White Paper 132.

APC-Schneider Electric; John Niemann. (2011). Cerramiento de pasillos calientes vs.

pasillos -White Paper 135. Schneider Electric.

APC-Schneider Electric; Rasmussen, Neil. (2011). Electrical Efficiency Modeling for Data

Centers- White Paper 113. APC-Schneider Electric.

APC-Schneider Electric; Rasmussen, Neil. (2011). Implementing Energy Efficient Data Centers- White Paper 114. Schneider Electric.

APC-Schneider Electric;Donovan, Patrick. (2012). Avoiding Common Pitfalls of

Evaluating and Implementing DCIM Solutions- White Paper 170.

APC-Schneider Electric;Donovan, Patrick. (2011). Virtualization and Cloud Computing:

Optimized Power, Cooling, and Management Maximizes Benefits. White Paper 118. APC-Schneider Electric;.

APC-Schneider ; Neil Rasmussen. (2012). Specification of Modular Data Center

Architecture- White Paper 160. APC-Schneider.

APC-Schneider. Wendy Torell. (2012). High Effic iency Econ omizer-based Cooling Modules for Large Data Centers. White Paper 136. APC-Schneider.

ASHRAE TC 9.9. (2011). Thermal Guidelines for Data Processing Environments - Expanded Data Center Clasess and Usage Guidance. ASHRAE.

Botello, B. (2009). Data Center host credits virtualization for power surplus.

Carrier Corporation. (2008). Heat Recovery from Chiller Water Systems. Syracuse, New York: Brian Key. P.E., LEED-AP Products and Systems Engineer.

CentriServ. (2008). CentriServ and Green Computing.

Chaudhry, S. R. (Mayo 2009). Telework: A productivity paradox. IEEE Computer Society

88.

Coles, M. B. (2011). Modular/Container Data Centers Procurement Guide: Optimizing

for Energy Efficiency and Quick Deployment. Lawrence Berkeley National Laboratory on behal of the General Services.

Discurso Académico D. Jose Damián Ferrer Quintana. (2009). Centro de Procesos de

Datos: El Cerebro de nuestra Sociedad. Lanzarote.



Estirado, A. (2011). El camino hacia la excelencia en la medición del PUE. DataCenter

Dynamics. FOCUS num 5. .

Gutierrez, C. (2009). Gartner says worlwide virtualization software revenue to increase 43%.

Hoover, J. N. (2008). 10 Ideas to power up your green IT agenda. Information Week. No. 1203. pg.44.

James, M. (2008). Virtualization 100 Success Secrets, 100 Most Asked Question on Server

and Desktop Virtualization. Thinapp Software SAN Windows and Vista Applications.

Jander, M. (2008). Data Center Practicalities. Information Week, Nov-08, No. 1211. pag.GH7.

Lamb, J. (Abril 2009). The Greening of IT. How companies can make a difference for the environment. IBM Press pag.96.

Murugesan, S. (2008). Harnessin Green IT: Principles and Practices. IEEE IT Professional.

January-February 2008 pp 24-33.

National Science Foundation. (Mayo 2009). A nimbus rises in the world of cloud computing. ACM News.

Roure, C. G. (2007). Grid 3.0: Services, semantics and society.

SunVision. (2009). SunVision.

The Green Grid. (2009). Guideline on how PUE should be measured and reported.

The Uptime Institute Inc. (2005). White Paper (2001-2005). Industry Standard TIER

Clasiffications.

TIA-942. (2005). Stándard TIA-942. Association, Telecomunication Industry.

U.S. Department of Energy Save Energy Now. (2008). Master List of Energy Efficiency Actions.

US Department Of Energy. (2011). Achieving Energy-Efficient Data Centers with New ASHRAE Thermal Guidelines FEMP. First Thursday Semmin@rs.

US Department Of Energy. (2011). Best Practices Guide for Energy-Efficient Data Center

Design.

US Department Of Energy. (2011). Standard Report Template for Conducting a Data

Center Energy Efficiency Assessment.

Varios - . (2011). Recommendations for Measuring and Reporting Overall Data Center Efficiency. Version 2 – Measuring PUE for Data Centers.

pfm- eficiencia energÉtica en cpdsbibing.us.es/proyectos/abreproy/70345/fichero/pfm...máster...

Documents