A medida que los centros de datos evolucionan para soportar cargas de trabajo de IA, HPC y otros procesos de cómputo intensivo, la gestión térmica ha llegado a un punto crítico. La refrigeración de precisión por aire tradicional ya no es suficiente. En este contexto, la refrigeración líquida se ha convertido en una necesidad fundamental. En el centro de muchos de estos sistemas se encuentran las Unidades de Distribución de Refrigerante (CDU, por sus siglas en inglés), que funcionan como el núcleo de control de los lazos del sistema de enfriamiento técnico (TCS) en soluciones de refrigeración directa al chip.
Estas CDU son el corazón de la infraestructura de refrigeración líquida. Regulan el caudal, la temperatura, la limpieza del fluido e incluso la inteligencia del sistema. Sin embargo, sorprendentemente, pocos equipos de ingeniería cuentan con guías públicas, claras y sólidas sobre cómo especificarlas correctamente.
En este documento desglosamos los aspectos esenciales para redactar especificaciones de CDU claras y completas. Basándonos en las directrices actuales de ASHRAE y en las condiciones de clasificación propuestas, incluyendo aportaciones del comité TC 9.9, destacamos trece áreas clave que todo ingeniero y responsable de especificación debe considerar.
¿Por qué son importantes unas buenas especificaciones de CDU?
Unas especificaciones mal definidas pueden generar expectativas desalineadas entre ingenieros y proveedores, deficiencias de desempeño y fallas costosas en campo. La elaboración de especificaciones precisas y basadas en requisitos garantiza:
- Propuestas de proveedores consistentes
- Integración adecuada con los sistemas de TI
- Desempeño de refrigeración confiable bajo carga
Ya sea que estés diseñando un clúster de IA de nueva generación o adaptando una instalación existente para refrigeración líquida, las siguientes consideraciones sentarán las bases para el éxito de tu proyecto de CDU.
13 áreas clave para la especificación de CDU
1. Construcción general
- Qué especificar: Tipo de montaje (skid, rack o riel industrial), materiales (calibre del acero, recubrimiento en pintura electrostática) y clasificación del gabinete según norma NEMA.
- Por qué es importante: Estas decisiones impactan directamente en la durabilidad del equipo, la resistencia al entorno y la facilidad de acceso para mantenimiento.
2. Requisitos térmicos
- Qué especificar: Temperaturas de suministro y retorno del TCS, caudales (por ejemplo, 1.5 L/min/kW), temperatura de aproximación (normalmente ≤ 3 °C) y propiedades del fluido.
- Por qué es importante: Garantiza la compatibilidad con los equipos de TI y permite realizar comparaciones directas y equivalentes entre distintos proveedores.
3. Intercambiadores de calor
- Qué especificar: Tipo (por ejemplo, placas y marcos), material (por ejemplo, acero inoxidable), caída de presión y curvas de desempeño.
- Por qué es importante: Determina la eficiencia en la transferencia de calor y contribuye a la vida útil del circuito de refrigeración.
4. Bombas
- Qué especificar: Tipo (centrífugas), compatibilidad con VFD, presión de operación, eficiencia en distintos puntos de carga y redundancia N+1.
- Por qué es importante: Garantiza un flujo de refrigerante estable, incluso ante variaciones de carga o fallas de componentes.
5. Diseño eléctrico
- Qué especificar: Voltaje, frecuencia, doble alimentación eléctrica, capacidad de cortocircuito (SCCR) y filtrado de armónicos (cumplimiento con IEEE 519).
- Por qué es importante: Previene paros inesperados, refuerza la seguridad eléctrica y minimiza la distorsión armónica en el sistema eléctrico de la instalación.
6. Materiales en contacto con el fluido
- Qué especificar: Materiales aprobados para contacto con el refrigerante (por ejemplo, acero inoxidable, PEX), y la prohibición de metales disímiles sin aislamiento.
- Por qué es importante: Previene la corrosión, la generación de partículas y la obstrucción o ensuciamiento de las placas frías.
7. Filtración
- Qué especificar: Grado de filtración en micras (comúnmente 25 µm o menor), tipo de cartucho filtrante y monitoreo de la caída de presión.
- Por qué es importante: Mantiene las partículas finas fuera de las placas frías y los intercambiadores, reduciendo el riesgo de obstrucciones y degradación del desempeño.
8. Controles del sistema y secuencia de operación
- Qué especificar: Secuencias de arranque y paro, puntos de consigna (setpoints), alarmas e integración de sensores.
- Por qué es importante: Permite una operación segura y estable y una respuesta rápida ante anomalías térmicas o de caudal.
9. HMI (Human-Machine Interface)
- Qué especificar: Interfaz touchscreen (IP65), acceso remoto, historial de alarmas y registro de datos (data logging).
- Por qué es importante: Facilita el monitoreo del sistema y acelera el diagnóstico y la resolución de fallas.
10. Química y limpieza
- Qué especificar: Condición de envío (en seco, presurizado con nitrógeno), requisitos de enjuague (flushing) y monitoreo de la calidad del refrigerante.
- Por qué es importante: Los sistemas limpios tienen una mayor vida útil, y un fluido en condiciones óptimas protege los equipos de TI.
11. Telemetría
- Qué especificar: Puntos de E/S (I/O) requeridos y protocolos compatibles (por ejemplo, Modbus, BACnet, SNMP).
- Por qué es importante: Permite la integración con sistemas de gestión de edificios (BMS) o DCIM, facilitando la administración remota, la supervisión centralizada y la generación de alertas.
12. Sensores y expectativas de precisión
- Qué especificar: Sensores requeridos (temperatura, presión y caudal), con expectativas generales de precisión y requisitos de calibración.
- Por qué es importante: Datos de sensores inexactos o poco confiables derivan en un control deficiente del sistema y retrasos en la detección y resolución de fallas.
13. Estrategia de conmutación por falla (failover)
- Qué especificar: Configuración de bombas N+1, lógica de conmutación (switchover), manejo de doble alimentación eléctrica y modos de respaldo manual.
- Por qué es importante: En entornos de alta densidad, incluso unos segundos sin flujo pueden provocar daños permanentes en el hardware.
Conclusión
El auge de la IA y la computación acelerada está llevando el diseño de la infraestructura a territorios inexplorados. La refrigeración líquida se está convirtiendo rápidamente en una solución cada vez más adoptada, y las CDU son la base de estos sistemas.
La elaboración de especificaciones bien estructuradas no solo mejora los procesos de compra y la alineación con los proveedores. También garantiza el desempeño a largo plazo, protege activos de cómputo de alto valor y brinda a los ingenieros la confianza de que el sistema operará de manera confiable incluso bajo condiciones de alta exigencia.
