Los centros de datos modernos dependen de sistemas de refrigeración estables para mantener el rendimiento y la disponibilidad de los equipos. Con el aumento de la computación de alta densidad, la refrigeración líquida se está convirtiendo en una solución importante para disipar el calor de los servidores y otras cargas de trabajo exigentes. Sin embargo, mantener la calidad del refrigerante es igualmente importante. Los cambios en el pH, la conductividad, el potencial redox o la turbidez pueden indicar problemas en el circuito de refrigeración.
Para un centro de datos de nivel IV operado por un proveedor europeo de servicios de colocación en Baviera, Alemania, Rika Sensor implementó una solución de monitorización de la calidad del agua de refrigeración líquida integrada con el sistema de gestión de edificios (BMS) existente de las instalaciones.
El proyecto se diseñó para un sistema de refrigeración líquida de placas frías que utilizaba un refrigerante de agua y glicol. Proporcionaba monitorización continua en 12 racks, a la vez que generaba datos que podían servir de apoyo a la gestión operativa y a la elaboración de informes de cumplimiento normativo.
Antecedentes del proyecto
El cliente opera un centro de datos de alta disponibilidad que da soporte a cargas de trabajo de la Industria 4.0 . Estas aplicaciones pueden requerir una infraestructura informática fiable y condiciones ambientales estables, por lo que el rendimiento del sistema de refrigeración es una parte importante del funcionamiento general de las instalaciones.
El sistema de refrigeración utiliza una mezcla de agua y glicol para disipar el calor de los equipos de alta densidad. Si bien los refrigerantes a base de glicol pueden ser adecuados para aplicaciones de refrigeración líquida, mantener las condiciones adecuadas del fluido es fundamental para la fiabilidad del sistema a largo plazo.
La instalación también estaba sujeta a auditorías de cumplimiento de la UE , lo que aumentaba la importancia de contar con registros de monitoreo fiables. Por lo tanto, el cliente requería más que mediciones manuales ocasionales. Necesitaba un sistema de monitoreo capaz de registrar continuamente los parámetros relevantes de la calidad del agua y proporcionar datos históricos útiles.
Desafío
El cliente había experimentado previamente problemas relacionados con la conductividad y las variaciones de pH , lo que había contribuido a la corrosión de las tuberías. Estos cambios demostraron la importancia de detectar las tendencias en la calidad del refrigerante antes de que se convirtieran en problemas de infraestructura más graves.
Sin embargo, el método de monitoreo actual se basaba principalmente en análisis de laboratorio mensuales . Si bien el análisis de laboratorio puede proporcionar información detallada sobre una muestra, las pruebas mensuales dejan importantes intervalos entre las mediciones. Podrían producirse cambios graduales o desviaciones a corto plazo que no se detectaran de inmediato.
Otro requisito era la automatización de los informes. Dado que el centro de datos opera en un entorno regulado, recopilar manualmente la información sobre la calidad del agua aumentaría la carga de trabajo del equipo de operaciones y dificultaría la elaboración de informes consistentes.
Por lo tanto, la nueva solución debía proporcionar una medición continua, integrarse de forma fiable con el sistema de gestión de edificios (BMS) existente y crear registros que pudieran utilizarse para la documentación de cumplimiento normativo.
Requisito de monitoreo
El cliente requería un sistema de sensores de calidad del agua de refrigeración del centro de datos capaz de monitorizar cuatro parámetros clave:
● pH: Para identificar cambios en la acidez o alcalinidad del refrigerante que podrían afectar al circuito de refrigeración.
● Conductividad: Para monitorear los cambios en las características iónicas del refrigerante e identificar posibles cambios en el estado del fluido.
● ORP: Para proporcionar información adicional sobre las condiciones de oxidación-reducción dentro del circuito de refrigeración.
● Turbidez: Para detectar partículas en suspensión y cambios en la claridad del refrigerante.
Estas mediciones eran necesarias en múltiples ubicaciones para obtener una mejor visibilidad del estado de las ramificaciones de suministro y retorno. El sistema también debía comunicarse con el sistema de gestión de edificios (BMS) existente sin generar conflictos de comunicación con otros equipos de gestión de edificios.
Solución: Despliegue y puesta en marcha
Rika Sensor instaló 24 unidades de monitorización en la infraestructura de refrigeración que da servicio a 12 racks. Las unidades medían el pH, la conductividad, el potencial redox y la turbidez, y estaban ubicadas en las ramas de suministro y retorno.
La monitorización de ambos lados del circuito de refrigeración proporcionó al cliente una visión más completa de los cambios que se producían a medida que el refrigerante circulaba por el sistema. Este método permite a los operadores comparar las condiciones del fluido de entrada y de retorno e identificar las tendencias emergentes.
Para la integración del sistema, las unidades de monitorización utilizaron señales cableadas de 4 a 20 mA para conectarse directamente con el sistema de gestión de edificios (BMS) existente. Esta opción se seleccionó específicamente para evitar posibles conflictos de bus y proporcionar una conexión sencilla con la arquitectura de monitorización ya establecida en la instalación.
Durante la puesta en marcha, dos puntos de monitorización registraron lecturas anómalas. La investigación técnica determinó que estos sensores estaban ubicados demasiado cerca de los puertos de inyección de productos químicos. Las variaciones localizadas en la composición del refrigerante alrededor de los puntos de inyección pueden afectar temporalmente las mediciones y no reflejar con precisión el estado general del circuito de refrigeración.
Por lo tanto, los dos puntos de monitoreo afectados se reubicaron en posiciones más adecuadas. Tras la reubicación, el sistema de monitoreo proporcionó condiciones de medición más representativas.
El sistema de alarmas se configuró para que solo enviara notificaciones, lo que significa que el sistema de monitoreo podía generar alertas, pero no iniciaba automáticamente acciones de control. Esto permitió que el sistema de gestión de edificios (BMS) recibiera información sobre la calidad del agua, manteniendo al mismo tiempo el control de las decisiones operativas por parte del equipo de la planta.
Los registros de monitoreo diario también se configuraron para la exportación automática en formato CSV . Los clientes podían usar estos archivos para revisar las tendencias históricas y generar la documentación necesaria para los informes de cumplimiento.
Productos calificados
El sistema puede incorporar productos específicos de Rika Sensor para aplicaciones de refrigeración líquida, incluidos sensores de conductividad para la monitorización del refrigerante, sensores de pH del refrigerante, sensores de ORP y sensores de turbidez.
Estos dispositivos de monitorización específicos proporcionan mediciones individuales que pueden combinarse para crear una solución integral de sensores de calidad del agua de refrigeración . La configuración adecuada puede seleccionarse en función del sistema de refrigeración, los puntos de instalación y la arquitectura de comunicación requerida.
Resultados
El proyecto proporcionó al centro de datos de Baviera una visibilidad continua de los parámetros importantes de la calidad del refrigerante en 12 racks. En lugar de depender principalmente de pruebas de laboratorio mensuales, las instalaciones pudieron monitorizar los cambios de pH, conductividad, ORP y turbidez durante el funcionamiento normal.
La integración mediante señales de 4 a 20 mA también permitió que el sistema de monitorización funcionara con el BMS existente sin generar conflictos en el bus. Tras los ajustes de puesta en marcha, los sensores reubicados proporcionaron mediciones más representativas al evitar los efectos localizados de los puntos de inyección de productos químicos.
Los registros CSV diarios automatizados simplificaron aún más la recopilación de información histórica sobre la calidad del agua. Estos registros pueden ser utilizados por el cliente para revisar las condiciones del refrigerante, identificar tendencias y preparar la documentación de cumplimiento.
El proyecto demuestra cómo un sensor de calidad del agua de la unidad de refrigeración centralizada (CDU) y una estrategia más amplia de monitorización de la calidad del refrigerante líquido pueden contribuir al mantenimiento preventivo, la integración del sistema de gestión de edificios (BMS) y la documentación operativa en centros de datos de alta disponibilidad. Para las instalaciones que utilizan refrigeración por agua-glicol, la monitorización continua puede proporcionar información valiosa sobre el estado del refrigerante, reduciendo así la dependencia de pruebas manuales o de laboratorio poco frecuentes.
