La aplicación de intercambiadores de calor de flujo cruzado en sistemas de Enfriamiento Evaporativo Indirecto (IDEC) en centros de datos se refleja principalmente en un intercambio de calor eficiente, la reducción del consumo energético y la mejora de la eficiencia de refrigeración del centro de datos. A continuación, se detallan sus principales funciones y ventajas:
- Principio básico de funcionamiento
El intercambiador de calor de flujo cruzado es un tipo de dispositivo de intercambio de calor cuya estructura permite que dos corrientes de aire se crucen manteniendo el aislamiento físico. En los sistemas de refrigeración evaporativa indirecta de los centros de datos, se utiliza habitualmente para el intercambio de calor entre el aire de refrigeración y el aire ambiente exterior sin mezcla directa.
El flujo de trabajo es el siguiente:
El aire primario (aire de retorno del centro de datos) intercambia calor con el aire secundario (aire ambiente externo) a través de un lado del intercambiador de calor.
El aire secundario se evapora y se enfría en la sección de humidificación, reduciendo su propia temperatura, y luego absorbe calor en el intercambiador de calor para enfriar el aire primario.
Una vez enfriado el aire primario, se envía de regreso al centro de datos para enfriar el equipo de TI.
El aire secundario finalmente se descarga al exterior sin entrar al interior del centro de datos, evitando así el riesgo de contaminación.
- Ventajas en los centros de datos
(1) Eficiente y ahorrador de energía, reduciendo la demanda de refrigeración.
Reducir la carga de enfriamiento: al utilizar intercambiadores de calor de flujo cruzado, los centros de datos pueden utilizar enfriamiento de aire externo en lugar de depender de la refrigeración mecánica tradicional (como compresores).
Mejorar la PUE (eficacia en el uso de energía): reducir el tiempo de funcionamiento de los equipos de refrigeración mecánicos, disminuir el consumo de energía y hacer que los valores de PUE se acerquen al estado ideal (por debajo de 1,2).
(2) Completamente aislado físicamente para evitar la contaminación
Los intercambiadores de calor de flujo cruzado garantizan que el aire exterior no entre en contacto directo con el aire del interior del centro de datos, evitando así que la contaminación, el polvo o la humedad afecten a los equipos informáticos. Son ideales para centros de datos con altos requisitos de calidad del aire.
(3) Adecuado para diversas condiciones climáticas.
En climas secos o cálidos, los sistemas de enfriamiento evaporativo indirecto son particularmente efectivos y pueden reducir significativamente los costos de enfriamiento de los centros de datos.
Incluso en áreas con alta humedad, optimizar el diseño de los intercambiadores de calor puede mejorar la eficiencia del intercambio de calor.
(4) Reducir el consumo de recursos hídricos
En comparación con el enfriamiento evaporativo directo (DEC), el enfriamiento evaporativo indirecto no requiere la pulverización directa de agua en el aire del centro de datos, sino un enfriamiento indirecto a través de un intercambiador de calor, lo que reduce la pérdida de agua.
- Escenarios aplicables
Los intercambiadores de calor de flujo cruzado se utilizan ampliamente en los siguientes tipos de centros de datos:
Centro de datos a hiperescala: requiere soluciones de refrigeración eficientes y que ahorren energía para reducir los costos operativos.
Centro de datos de computación en la nube: requiere altos valores PUE y busca métodos de enfriamiento más sostenibles.
Centro de datos de borde: generalmente ubicado en entornos hostiles, que requieren sistemas de enfriamiento eficientes y de bajo mantenimiento.
- Plan de Desafío y Optimización
Tamaño y eficiencia del intercambiador de calor: los intercambiadores de calor de flujo cruzado más grandes pueden mejorar la eficiencia del intercambio de calor, pero también aumentan el espacio ocupado, por lo que se necesita un diseño de optimización, como el uso de intercambiadores de calor de aluminio o de material compuesto para mejorar la eficiencia del intercambio de calor.
Formación de incrustaciones y mantenimiento: Debido a los cambios de humedad, los intercambiadores de calor pueden experimentar problemas de formación de incrustaciones, lo que requiere una limpieza regular y el uso de recubrimientos resistentes a la corrosión para prolongar su vida útil.
Optimización del sistema de control: combinado con el control inteligente, ajusta dinámicamente el modo de trabajo del intercambiador de calor en función de la temperatura ambiental externa, la humedad y las condiciones de carga del centro de datos para mejorar la adaptabilidad del sistema.
- Tendencias futuras del desarrollo
Los nuevos materiales de intercambio de calor eficientes, como los intercambiadores de calor con revestimiento nanométrico, mejoran aún más la eficiencia del intercambio de calor.
Combinado con el sistema de control inteligente AI, ajusta dinámicamente el intercambio de calor de acuerdo con la carga en tiempo real del centro de datos.
Combinación de tecnología de refrigeración líquida para mejorar aún más la eficiencia de disipación de calor en salas de servidores de alta densidad.
Los intercambiadores de calor de flujo cruzado desempeñan un papel fundamental en el sistema de refrigeración evaporativa indirecta de los centros de datos, ya que proporcionan una transferencia de calor eficiente, reducen el consumo de energía, minimizan la contaminación y mejoran la fiabilidad de los equipos. Actualmente, son una de las tecnologías más importantes en el campo de la refrigeración de centros de datos, especialmente adecuados para centros de datos de gran escala y alta eficiencia.
