1. CONCEPTOS BÁSICOS DE CLIMATIZACIÓN DE PRECISIÓN. 1.1 Introducción. 1.2 Confort Versus Precisión. 1.3 Sistemas de climatización. 1.

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1 0 ÍNDICE 1. CONCEPTOS BÁSICOS DE CLIMATIZACIÓN DE PRECISIÓN 1.1 Introducción 1.2 Confort Versus Precisión 1.3 Sistemas de climatización 1.4 Cargas térmicas 1.5 Soluciones de climatización 1.6 Control del caudal de aire 1.7 Zonas de alta densidad 1

2 1 CONCEPTOS BÁSICOS DE CLIMATIZACIÓN DE PRECISIÓN 2

3 1.1 INTRODUCCIÓN Definición Aire Acondicionado de Precisión / Precision Air Conditioning (PAC) o Climatización de una sala técnica / Computer Room Air Conditioning (CRAC): Unidades de control estricto para el mantenimiento de una temperatura y humedad constantes en la sala técnica. Temperatura y humedad se controlan en una banda muy estrecha Las unidades han de ser capaces de : Enfriar Humidificar Deshumidificar Recalentar (complementario a la deshumidificación) Asimismo, el aire es filtrado con un elevado grado de filtración. 3

4 1.2 CONFORT VERSUS PRECISIÓN Aire acondicionado de confort y de precisión Son las mismas necesidades? 4

5 1.2 CONFORT VERSUS PRECISIÓN Ítem Concepto Equipo Confort Equipo Precisión 1 Caudal de Aire. Tiene un caudal de aire pequeño y un salto de temperatura grande a través del evaporador. Tiene un caudal de aire grande y un salto de temperatura pequeño a través del evaporador. 2 Temperatura Evaporación del Refrigerante. Baja (alrededor de 0 C). Alta (5 a 8 C). 3 Superficie evaporador a igual velocidad de paso de aire. Pequeña, por motivo del bajo caudal de aire. Grande, por motivo del gran caudal de aire. 4 Capacidad Sensible % de la capacidad total % de la capacidad total. 5 Capacidad Latente % de la capacidad total % de la capacidad total. 6 Humidificación. No tiene humidificador integrado en el climatizador. Si se requiere humidificación, se coloca un humidificador independiente. Tiene humidificador integrado. La regulación puede ser todo/nada o proporcional. 7 Deshumidificación. El proceso de deshumidificación es constante por motivo de las bajas temperaturas de evaporación y salto térmico grande. Proceso de deshumidificación controlado. Hay recalentamiento para corregir la desestabilización de la temperatura en la sala. 5

6 1.2 CONFORT VERSUS PRECISIÓN 8 Selección de Calidad de Componentes. Componentes para lograr una vida útil de 12 a 15 años con horas de funcionamiento por año. Componentes Heavy Duty para lograr una vida útil de 12 a 15 años con horas de funcionamiento por año. 9 Nivel de Ruido. 10 Costo Equipo. Nivel de ruido bajo por tener caudales de aire pequeños. Reducido costo de inversión (Producción masificada). Nivel de ruido mediano - alto por tener caudales de aire grandes. Alto costo, 3 a 4 veces el costo del equipo de confort (Series pequeñas, a medida). 11 Ubicación del Compresor. En unidad condensadora. En unidad evaporadora. 12 Control Inteligente. Controlador simple, se limita a controlar la temperatura, tolerancias grandes. Amplia prestación: Control de temperatura y humedad relativa en estrechas tolerancias, síntesis de fallas, integra la filosofía de redundancia, rotación entre equipos, enclavamientos, etc. etc. 13 Comunicación. Comunicación con BMS poco avanzado. Sólo contactos secos libres de potencial. Comunicación con BMS de serie. Posibilidad de conectar en múltiples protocolos (ModBus, http, SNMP, LON, ). Existencia de contactos secos libres de potencial. 6

7 1.2 CONFORT VERSUS PRECISIÓN Caudal de aire El insuficiente caudal en el FLUJO DE AIRE de una unidad de Confort puede dar como resultado la generación de puntos de calor en los cuartos y equipos Unidades de Confort: 100 m³/h por kw de Capacidad de Refrigeración 7

8 1.2 CONFORT VERSUS PRECISIÓN Caudal de aire El mayor volumen de aire de una unidad de precisión asegura una adecuada distribución del aire aún en las áreas más remotas de la sala Unidades de Precisión: 300 m³/h por kw de Capacidad de Refrigeración 8

9 1.2 CONFORT VERSUS PRECISIÓN Capacidad de refrigeración Potencia Frigorífica 30-40% Deshumidificación 0-10% Deshumidificación Potencia Frigorífica Total = Potencia Frigorífica Latente + Potencia Frigorífica Sensible Los equipos electrónicos solo generan CALOR SENSIBLE. Incrementar la potencia frigorífica en confort. Confort Precisión 9

10 1.2 CONFORT VERSUS PRECISIÓN Control de temperatura Unidad de Precisión + 1 K 24 C ± 1 C t - 1 K Existe una gran diferencia en la exactitud y control Unidad de Confort + 3 K 24 C ± 3 C t - 3 K 10

11 1.2 CONFORT VERSUS PRECISIÓN Control de humedad El funcionamiento de una unidad de Confort da lugar a una constante deshumidificación involuntaria En unidades de Confort: t 15 k Se requerirá de un humidificador adicional para compensar la pérdida de humedad 11

12 1.2 CONFORT VERSUS PRECISIÓN Control de humedad 50 % ± 5 % Unidades de Precisión Diferencia en los niveles de humedad relativa dentro de las 10 % Deshumidificación Permanente Unidades de Confort salas a acondicionar 12

13 1.2 CONFORT VERSUS PRECISIÓN Unidades de Confort Tiempo de funcionamiento Marzo 1200 hrs Octubre Existen diferencias en la construcción de las Unidades de Precisión unidades de acuerdo al tiempo estimado de funcionamiento 8760 hrs/año Enero Diciembre 13

14 1.2 CONFORT VERSUS PRECISIÓN Condiciones de funcionamiento Unidades de Confort Unidades de Precisión Operación en climas fríos 10 0 Falla 0-15 Ok Operación opcional de invierno - 20 C - 45 C - 60 C 14

15 1.2 CONFORT VERSUS PRECISIÓN Comunicación 15

16 1.3 SISTEMAS DE CLIMATIZACIÓN Qué sistema elegir? Los distintos sistemas de climatización disponibles son: Expansión directa condensado por aire Expansión directa condensado por agua Expansión directa condensado por agua + Free cooling indirecto Agua fría Sistemas dual-fluid: Expansión directa condensado por aire + agua fría Expansión directa condensado por agua + agua fría Agua fría doble fuente 16

17 1.3 SISTEMAS DE CLIMATIZACIÓN Expansión Directa Condensado por Aire Para DC pequeños y medianos y ratios de disipación normales Condensador exterior Limitación de distancia entre unidad interior y exterior Unidad interior normalmente por debajo de la exterior Limitación regulación ventilador evaporador 17

18 1.3 SISTEMAS DE CLIMATIZACIÓN Expansión Directa Condensado por Agua Para DC pequeños y medianos y ratios de disipación normales Dry-cooler / torre de refrigeración exterior Sin limitación de distancia entre unidad interior y exterior Grupo de bombeo de agua adicional Limitación regulación ventilador evaporador 18

19 1.3 SISTEMAS DE CLIMATIZACIÓN Expansión Directa Condensado por Agua + Free cooling indirecto Para DC pequeños y medianos y ratios de disipación normales Dry-cooler / torre de refrigeración exterior Sin limitación de distancia entre unidad interior y exterior Grupo de bombeo de agua adicional Limitación regulación ventilador evaporador Batería evaporadora adicional para free cooling indirecto 19

20 1.3 SISTEMAS DE CLIMATIZACIÓN Agua fría Para DC de gran tamaño y cualquier ratios de disipación elevados Chiller exterior Sin limitación de distancia entre unidad interior y exterior Grupo de bombeo de agua adicional Sin limitación regulación ventilador evaporador 20

21 1.3 SISTEMAS DE CLIMATIZACIÓN Dual fluid: Exp. Direc. Cond. Aire + Agua fría Mismas características expansión directa condensado por aire Doble batería evaporadora Chiller + condensador exterior Redundancia en un único equipo interior 21

22 1.3 SISTEMAS DE CLIMATIZACIÓN Dual fluid: Exp. Direc. Cond. Agua + Agua fría Mismas características expansión directa condensado por agua Doble batería evaporadora Chiller + dry-cooler / torre de refrigeración exterior Redundancia en un único equipo interior 22

23 1.3 SISTEMAS DE CLIMATIZACIÓN Dual fluid: Agua fría doble fuente Mismas características que sistema agua fría Doble batería evaporadora Doble Chiller + circuito hidráulico independientes Redundancia en un único equipo interior 23

24 1.4 CARGAS TÉRMICAS / DISIPACIÓN DE CALOR Densidades de carga típicas en salas técnicas Hosting Centros de Cálculo Data-Center Bancos Seguros Hoy! Densidad de Carga en W/m2 Baja Mediana Alta < > 1500 < > 1000 Telecom < >

25 1.4 CARGAS TÉRMICAS / DISIPACIÓN DE CALOR Servidores cada vez más compactos, pero la disipación de calor no disminuye. Disipación de calor de una sala = Consumo eléctrico de servidores + Sala propiamente dicha Oficina: Renovaciones de Aire por Hora Disipación de Calor por m W/m 2 Sala IT: Renovaciones de Aire por Hora Disipación de Calor por m W/m 2 25

26 1.4 CARGAS TÉRMICAS / DISIPACIÓN DE CALOR Fuente: IBM, España Computador más veloz en Europa (Nº 4 del Mundo) 27 Rack, con 6 BladeCenter y 14 eserver JS Blade Server 7 Rack de Almacenamiento (230 terabyte en Discos Duros) Velocidad de Cálculo: 40 Teraflops Campo de Uso: Meteorología, Bioquímica, y Análisis Médicos Disipación de Calor Máxima: 600 kw en 160 m 2 = W/m 2 26

27 1.5 SOLUCIONES DE CLIMATIZACIÓN Sala Enfriada por Aire, Impulsión y Descarga Rack a la Sala Impulsión de aire frío directo a la sala Salida de aire caliente desde rack directo a la sala Falso suelo cerrado en los pasillos calientes 27

28 1.5 SOLUCIONES DE CLIMATIZACIÓN Sala Enfriada por Aire, Impulsión Directa a la Sala, Descarga de Aire Rack Conducida Impulsión de aire frío directo a la sala Salida de aire caliente conducida por falso techo 28

29 1.5 SOLUCIONES DE CLIMATIZACIÓN Diseño con pasillos fríos / pasillos calientes 29

30 1.5 SOLUCIONES DE CLIMATIZACIÓN Diseño sistemas sin suelo técnico Impulsión de aire frío directo a la sala mediante conductos o plenum Retorno de aire del ambiente Sistema menos eficiente 30

31 1.5 SOLUCIONES DE CLIMATIZACIÓN Importancia altura falso suelo Teoría??? 31

32 1.5 SOLUCIONES DE CLIMATIZACIÓN Importancia altura falso suelo Realidad!!! La mayor parte de los casos de sobretemperatura en salas técnicas son debidos a caudales de aire insuficientes. Bajar el punto de consigna no soluciona el problema!! 32

33 1.5 SOLUCIONES DE CLIMATIZACIÓN Altura falso suelo en función de la superficie de la sala Superficie Sala Servidores Altura del Piso Falso (Recomendado según VDI 2054) m mm 500-1'000 m mm 1'000-2'000 m mm > 2'000 m 2 > 800 mm 33

34 1.6 CONTROL DE CAUDAL DE AIRE 34

35 1.6 CONTROL CAUDAL DE AIRE El Desafío de Seleccionar el Caudal de Aire Correcto Volumen de aire insuficiente Volumen de aire Correcto Exceso de velocidad de impulsión y exceso de temperatura de impulsión 35

36 1.6 CONTROL DE CAUDAL DE AIRE El control de presión diferencial garantiza el caudal de aire óptimo Al reducir la velocidad del ventilador, reducimos su consumo, obteniendo un gran ahorro energético 36

37 1.6 CONTROL DE CAUDAL DE AIRE Presurización por igual de todo el caudal de aire de impulsión La ausencia de fugas de aire garantiza la ELEVADA EFICIENCIA The Raised Floor 37

38 1.6 CONTROL CAUDAL DE AIRE Comportamiento a carga parcial 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Caudal aire Consumo 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% ½ Caudal Caudal aire 1/8 Consumo Consumo CUBE LAW: P 2 =P 1 x(n 2 /n 1 )^3 38

39 1.6 CONTROL CAUDAL DE AIRE Gestión unidades redundantes Ejemplo: 3x ASD1500CW a 24 C/50% Con agua 7/12 C 1/3 capacidad standby Ventajas: + Considerable ahorro energético + Reducción nivel sonoro Standby 2x 112,1 = 224,2 kw sensible 3x 75,1 = 225,3 kw sensible => Ahorro energético: 9,1 kw x 8760h x 0,10 = /anual 0,10 /kwh => Reducción nivel sonoro: -7,1 dba Caudal: 2x m³/h Consumo ventilador: 2x 8,0 = 16,0 kw Lpa,2m = 2x 59,7dBA = 62,7dBA Caudal: 3x m³/h Consumo ventilador: 3x 2,3 = 6,9 kw Lpa,2m = 3x 50,8dBA = 55,6dBA 39

40 1.6 CONTROL DE CAUDAL DE AIRE 40

41 1.6 CONTROL DE CAUDAL DE AIRE 41

42 1.6 CONTROL DE CAUDAL DE AIRE 42

43 1.6 CONTROL DE CAUDAL DE AIRE 43

44 1.6 CONTROL CAUDAL DE AIRE ELEVADA EFICIENCIA significa también: eliminación de puntos calientes con sistemas air booster AirBooster: Rejilla para falso suelo perforada con ventiladores EC axiales controlada por presión o temperatura AirBooster 44

45 1.6 CONTROL CAUDAL DE AIRE...Y POR SUPUESTO... El falso suelo debe ser totalmente hermético sin apertura alguna 45

46 1.7 ZONAS DE ALTA DENSIDAD Separación de zona de alta densidad CyberRow para zonas de alta densidad Separación de zonas de alta densidad Utilización de CRAC en el Rack CyberRow Eliminación de carga en zonas de alta densidad según necesidades. Regulación de Caudal y Potencia 46

47 1.7 ZONAS DE ALTA DENSIDAD Máxima eficiencia energética Compresor inverter VEE Ventiladores EC con regulación independiente 47

48 1.7 ZONAS DE ALTA DENSIDAD Eficiente distribución del aire ancho 300mm ancho 400mm ancho: 600mm 48

49 1.7 ZONAS DE ALTA DENSIDAD Eficiente distribución del aire Distribución lateral del aire: los ventiladores EC actúan independientemente, en función de la estratificación del calor 49

50 1.7 ZONAS DE ALTA DENSIDAD Ejemplos de ubicación 50

51 MUCHAS GRACIAS POR VUESTRA ATENCIÓN 51