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1. Armario rack activamente enfriado
2. Necesidades y soluciones técnicas
3. Aspectos comerciales
4. Sobre esta página

 

1. Armario rack activamente enfriado para servidores, diseñado para el segmento de potencia inferior

Seidl Technologies está buscando uno o más partners, de preferencia pero no necesariamente de la Unión Europea, para lanzar un producto, que podría ser tratado bajo el título Energéticamente razonable centro de datos en un solo armario con requisitos de mantenimiento extremadamente bajos. Con este producto, nos gustaría llenar un hueco. La idea detrás de todo no es fundamentalmente nueva. Lo nuevo es el enfoque que se establece aquí. Como el analisis de los productos de reconocidos fabricantes indica, hay poco acuerdo a este respecto. Así queremos establecer en el mercado un Armario Rack Activamente Enfriado para Servidores de 19 pulgadas, que es particularmente adecuado para empresas pequeñas, consultas medicas, bufetes de abogados y de ingeniería, quizá también para estudios, y que tiene un buen precio. En el caso de empresas más pequeñas, el catálogo de requisitos con respecto a un producto de este tipo se parece básicamente diferente de él de las grandes empresas o centros de datos. En general, se observa que, en empresas más pequeñas, se explora con precisión si una adquisición imaginada avanzará un asunto de importancia y lo hará por un tiempo muy largo.

2. Necesidades y soluciones desde el punto de vista técnico

No siempre es adecuado dar los datos y su procesamiento fuera de las manos. Cuando realmente llega a esto, es necesario que la protección de datos se realice físicamente. Esto a su vez requiere un hardware fiable propio, que no se puede acceder por extraños. La opinión acerca de lo que se tiene que entender por hardware fiable cambia con el tiempo, más precisamente con el desarrollo tecnológico. Por otro lado, lo que parece ser relativamente estable es que el hardware, pareciendo fiable, viene típicamente en el formato de 19 pulgadas. Y eso es inicialmente una cosa buena.

El equipamiento IT en el formato de 19 pulgadas se puede planificar, instalar y mantener de manera excelente. También es indiscutido que el equipamiento en este formato ahorra espacio, en primer lugar se apilan uno encima del otro y solo entonces los yuxtaponen. Además, se considera que es relativamente fiable, no necesariamente porque funciona mucho mejor, sino porque en general es ventilado sin concesiones y la mayoría de los cables y conectores está protegida contra accesos directos. Por otro lado, tenemos una serie de inconvenientes. Instalado en entornos de oficina, los armarios estándar de 19 pulgadas, lleno del equipamiento, más precisamente, los armarios estándar con una conversión de energía significativa se perciben como muy ruidoso. A más, ellos se contaminan con el tiempo de una manera muy desagradable. Tanto el ruido como la contaminación son resultados del fuerte y continuo intercambio de gases con el medio ambiente. Ni el problema del ruido ni el del polvo el mercado no toma realmente en serio. Esto no es sorprendente. Pues bien, en las grandes salas de los centros de datos, el ruido no importa realmente y tampoco hay polvo allí. Y puesto que el equipamiento, que no está destinado a un centro de datos, normalmente no viene al cliente en el formato de 19 pulgadas, sino en cajas cualesquiera de cualquier tamaño, geometría y color, y por lo general con una fuente de alimentación para enchufe de pared, en realidad, no parece que haya ninguna razón para pensar acerca de cómo un armario silencioso y limpio de 19 pulgadas debe ser construido. Esto sin duda se puede ver así. En adelante, el equipamiento encerrado en un armario estándar de 19 pulgadas se pone bastante rápido inestable o muere la muerte de calor cuando dicho armario se colocó en una cámara de escoba, posiblemente sin ventanas, y alguien ha cerrado la puerta, a pesar de que el aire en el interior circula bien. Incluso un acondicionador de aire, posiblemente existente, solo puede cambiar esta situación, si en realidad se remueve el producido calor de la cámara. Pero esto es exactamente lo que no hacen los productos con unidades de aire acondicionado compacto. Además, el equipamiento IT en el formato de 19 pulgadas cuesta notablemente más que lo de la funcionalidad equivalente en una caja de plástico o chapa de hierro. Y, por último, hay equipamiento interesante que no está disponible en el formato de 19 pulgadas en absoluto. A pesar de todos los inconvenientes mencionados, en 2005 hemos construido un armario enfriado por aire, por así decirlo, como un primer intento, y lo hemos hecho sin pensar en su comercialización. Este armario está todavía en funcionamiento hoy en día. Las experiencias y las conclusiones más importantes son las que siguen.

  1. El masivamente fabricado Armario en forma de una pieza de mobiliario está completamente cerrado a excepción de una entrada con filtro de polvo y una abertura de salida. Las paredes están realizadas de fuera a dentro de 26 mm de madera de roble, de 12 mm de bitumen purificado, de 5 mm de madera contrachapada y de 3 mm de neopreno. Las puertas delanteras y traseras están atornilladas en su lugar y selladas con neopreno. Las vibraciones de la columna de aire en el conducto de escape se atenúan por medio de un laberinto acústico. Si las dos aberturas se taponaron con, por ejemplo, almohadas, el aislamiento acústico sería probablemente perfecto. Por desgracia, este último no es posible con enfriamiento por aire, de modo que, con el medio escapandose también sale una parte de los ruidos. El filtro de aire en el conducto de admisión mide ⅓ m² en tamaño de tal manera que no tiene que ser cambiado o limpiado con demasiada frecuencia. Esteras filtrantes adecuadas son las de clase F9 y de clase F7 como el prefiltro. En operación continua de los ventiladores, se requiere en el campo un cambio de filtro cada dos años y en una ciudad del sur de Europa con alto volumen de tráfico uno de los cuales cada un año. Un filtro de aire similar a este no se ha mantenido durante demasiado tiempo, donde el contraste fotográfico de color se ha elevado un poco para mayor claridad. El armario da cabida a un sistema de alimentación ininterrumpida (SAI), tres servidores rack de 4U, un rack chasis especial de 4U, lleno de equipamiento pequeño, y una gran cantidad de cables. Así pues, el armario cumple en primer lugar su función más importante. Por otro lado, se ve que ya estamos en este momento en condiciones de sacar conclusiones de cierta relevancia. Con respecto a la comercialización, un armario en forma de una pieza de mobiliario será probablemente demasiado costoso y su aprobación muy dudosa. Y tal un armario estándar de 19 pulgadas de acero parece ser el mejor candidato que también podría ser fácilmente equipado con protecciones anti-tamborileo basados en paneles de bitumen purificado. A continuación, el enfriamiento por aire es generalmente desventajoso. Ninguno de los dos problemas fundamentales, el ruido y la suciedad, se puede dominar cómodamente con enfriamiento por aire. Un diseño comercializable será mejor funcionar con enfriamiento por agua. Con ello, el equipamiento IT está todavía enfriado con aire, y el agua como el medio sirve para remover el conjuntamente generado calor del armario. Con enfriamiento por agua, un masivo intercambio de gases, ocurriendo entre el armario y el medio ambiente, ya no se necesita. Así, la insonorización se puede lograr rentablemente, así, la contaminación ya no es básicamente un problema tampoco, y así, la situación de la cámara de escoba también tiene su solución natural. Hacia el cliente, el enfriamiento por agua es el único enfoque honesto. Él compra un producto y tiene la posibilidad real de estar en reposo durante el periodo de una década. Esto no es imaginable con enfriamiento por aire en un entorno de oficina
  2. Si tal armario está diseñado razonablemente, tendrá una vida útil de unos 25 años sin cumplidos. Las piezas de desgaste son en primer lugar los ventiladores. Para los modelos con dos rodamientos de bolas, varios fabricantes dan 80.000 horas de funcionamiento a 40°C. Esta duración se logra realmente con alta probabilidad, porque, a condición de que el filtro de aire anteriormente mencionado se mantiene apropiadamente, estos ventiladores funcionan prácticamente libre de polvo incluso en el caso de enfriamiento por aire. Hasta el momento, no cualquiera de los más de 40 ventiladores ha fallado. Según una estimación aproximada, hubieron sido limpiados una vez cada 4 años con pincel y aspirador, mientras que la respectiva contaminación en efecto ya se visualizaba en color, pero todavía era inofensiva. Como se ha indicado antes, en un armario enfriado por agua los ventiladores ya no tienen que ser limpiados. Los clientes que lo necesitan reemplazarán de forma preventiva los ventiladores que tienen 80.000 horas o 9 años de funcionamiento detrás de ellos, independientemente de si estos ventiladores pertenecen a un diseño redundante o no. Por último, en un armario enfriado por agua, la bomba de circulación también tendrá que ser considerado como una pieza de desgaste, aunque se puede beneficiar bastante de los considerables avances técnicos de los productos de tecnología de casa en los últimos años. Por tanto, una bomba moderna tendrá una duración de al menos una década
  3. A diferencia de un centro de datos en el cual prácticamente todo funciona todo el tiempo, el equipamiento en el entorno de aplicación de nuestro grupo de clientes objetivo se enciende y apaga con frecuencia debido a los altos precios de la energía eléctrica, y esto sobre una base por dispositivo, mayormente gobernado por el ciclo de día y noche. Un SAI online de acuerdo con el principio de doble conversión, que a su vez anda favorablemente de forma continua, es muy adecuado para tales hábitos de funcionamiento. En primer lugar, los productos SAI online de doble conversión de todos los reconocidos fabricantes son considerados extremadamente fiables por sí mismos. Asimismo, con la condición de que dicho SAI está razonablemente dimensionado, una ventaja, que no debe subestimarse, es que los componentes suministrados por el disfrutan de la vida casi eterna. Así, cada vez que se enciende un dispositivo con grandes condensadores, el SAI se arrodilla totalmente para su autoprotección y, al hacerlo, mantiene el corriente de arranque del dispositivo alimentado dentro de límites relativamente estrechos. Con un SAI online, la probabilidad aumenta para que los dispositivos, habiendo apagado la tarde anterior, se obtienen de nuevo en funcionamiento la mañana siguiente. En nuestro armario, el SAI realiza funciones centrales. En consecuencia, la selección del tipo real no se dejará al cliente.
    Los modelos elegibles aquí son de 2U o 3U de altura, tienen una potencia de alrededor de 1 kW y funcionan de forma totalmente autónoma, es decir, sin un servidor dedicado. Ellos tienen aparte del grupo de los enchufes maestros por lo menos 2 grupos de enchufes esclavos independientemente conmutables en el lado de salida. Si faltan estos esclavos, debe usarse una unidad de distribución de energía (PDU) separada, que encarece toda la instalación innecesariamente. Sobre la corrección del factor de potencia de manera activa (active PFC) en el lado de entrada no más se discute. Los posibles modelos de SAI están equipados con una tarjeta de red con sensores de temperatura y humedad, así como con al menos 2 entradas de contacto seco que se pueden evaluar mediante el software. Así, en el caso de enfriamiento por agua, a través de sensores apropiadamente conectados, el SAI puede reaccionar directamente a unos desastres en el circuito de agua de enfriamiento, de forma que no es necesario esperar las secuelas, es decir, la ocurrencia de temperaturas peligrosamente altas. La tarjeta de red debe soportar consultas de estado basadas en protocolos de red bien documentados y extendidos como el SNMP con el MIB de SAI estándar según el RFC 1628. Si se ignora este punto, unos problemas con el software apropiado en los servidores son inevitables. Porque de dónde puede un fabricante de SAI saber qué sistemas operativos correrán en los servidores accionados algún día. El servidor web que se ejecuta en la tarjeta de red para la administración del SAI debe soportar protocolos de cifrado compatibles con TLS. Además, los interesantes modelos de SAI tienen instalado en el mejor caso 3 o más baterías AGM de plomo 12 V 7 Ah del tomaño 151×94×65 mm³ con terminales del tipo Faston Quick Terminal 250 (F2 (6,3 mm)). Estas baterías pueden intercambiarse económicamente. Por último, una condición muy crucial que un SAI tiene que cumplir aquí es que puede ser encendido y apagado a través de un contacto seco. Como recordatorio, el SAI está situado en el armario y, por lo tanto, solo es accesible en una medida limitada. Entretanto, hay al menos dos candidatos diferentes en el mercado que cumplen con todo el espectro de requerimientos aquí, es decir, modelos de SAI encima de los cuales se pueden construir
  4. Hay distintas maneras de tratar con diversos servidores. En el armario mostrado arriba, enfriado por aire, hay tres sistemas, un servidor principal, una replica del servidor principal en modalidad de espera en frío y un servidor de instalación. El servidor principal es el caballo de tiro, la replica del servidor principal en modalidad de espera en frío es el caballo de tiro de reserva y el servidor de instalación es un ordenador en el que se preparan ciertos sistemas operativos y que siempre se toma cuando se necesita un entorno de pruebas en hardware. En el caso de tal disposición, dos de los tres sistemas estan normalmente apagados. En adelante, hay varias maneras de acceder a los recursos centrales, y tales son los sistemas en nuestro armario justo ahora. Si hay una demanda de altos estándares de seguridad o la necesidad de gastos limitados en la administración, los empleados acceden a un servidor desde su lugar de trabajo a través de un cliente delgado o una estación sin disco. Con plena confianza en una persona, la obtiene los cables de la consola directamente a su mesa. Esta persona tiene entonces el rendimiento total sin tener que aceptar las desventajas que suelen asociarse con grandes máquinas en la inmediación del lugar de trabajo. En el caso arriba mencionado, las consolas de todos los servidores se concentran utilizando un conmutador KVM y se las conectan a un escritorio utilizando extensores para tener bajo control los cables de 15 m de longitud
  5. Para los servidores, en el armario mostrado arriba, que está enfriado por aire, se seleccionaron originalmente tres carcasas para montaje en rack de 19 pulgadas del tamaño 4U × 700 mm. Cada una de ellas tiene tres ventiladores de 120 mm en el panel interior de partición. Este tipo de carcasa corresponde a una caja gran torre situada en el costado. Por lo tanto, puede dar cabida a todas las posibles fuentes de alimentación estándar y formatos de placas base como M-ATX, ATX, E-ATX, SSI CEB y SSI EEB, pero en contraste con la caja gran torre, es ventilado sin concesiones. Los discos duros se encuentran en el área de aire frío detrás de las dos puertas delanteras con sus adicionales filtros de aire. Los tres ventiladores de 120 mm en el panel interior de partición, con sus parámetros de 60 Pa a dV/dt=0 y 3×50 ℓ/s a Δp=0, cuidan diferencias de presión de al menos 40 Pa bajo todas las circunstancias de interés aquí, de modo que los ventiladores de descarga en el panel trasero operan casi en Δp=0. En tales condiciones, un ventilador de descarga en el panel trasero con 7 aspas de 45° de inclinación y la velocidad de giro de 3300/min transmite, ya de su geometría, algo así como 25 ℓ/s o 90 m³/h. Las carcasas de servidor en el armario mostrado arriba, enfriado por aire, tienen solo un ventilador de descarga. Dos reducirían el aumento de la temperatura del aire a la mitad. No obstante, el tipo de la carcasa elegido con un gasto eléctrico de considerablemente más de 20 W por chasis solo para suministrar los ventiladores está ya sin el segundo ventilador de descarga duramente al límite de lo tolerable. En caso de un armario enfriado por agua, algunas cosas serán más fáciles también en este contexto. Los resultantes carcasas para montaje en rack son en primer lugar similares a los chasis utilizados para servidores en los centros de datos. En el proceso posterior, los tres servidores de 4U de altura en el gabinete refrigerado por aire, mencionado anteriormente, fueron reemplazados en 2018 después de 15 años de operación por dos servidores de 2U de segunda mano fabricados industrialmente. Esto permitió multiplicar el rendimiento de sistema disponible en todas las dimensiones con una disipación de calor casi constante. Por lo tanto, no habrá nada que hacer durante mucho tiempo en la zona del hardware. Cada uno de los dos servidores se compró por unos buenos 300 € y se ascendió de categoría con 1000 €. Como resultado, hay dos máquinas disponibles, cada una con 12 núcleos y soporte para 24 hilos de ejecución simultánea a un máximo de 2,67 GHz, 48 GB de RAM y un disco duro lógico RAID 6 de 2,4 TB. Dos de los ocho discos duros físicos de cada máquina, están disponibles en modo de reserva en caliente. La tarjeta gráfica enfriada pasivamente admite una resolución de 2560x1440 a 60 Hz y hay USB 3.0 para la copia de seguridad del disco duro y para una tarjeta de sonido. Algunas tarjetas de sonido USB no funcionan correctamente con USB 2.0 porque consumen demasiada corriente. Los servidores han sido diseñados por el fabricante para centros de datos cálidos. Tienen ventiladores regulados y pueden funcionar a temperaturas del aire dentro del rango de 10°C a 35°C. La presencia de un procesador de consola supone una ventaja. Como de costumbre, la instalación del firmware más reciente requiere algo de experiencia, pero dado que los sistemas representan un hardware popular, bien documentado y de un fabricante conocido, no se enfrenta a un problema grave. Lo mismo se aplica en principio a la adquisición de piezas de repuesto. La Figura Dos sistemas x3650 M3 desde el frente muestra abajo un sistema que se entregó en algún momento por unos buenos 300 € y encima de este, un sistema después de su actualización. Se puede ver que falta la unidad óptica en la parte superior y los discos duros se trasladaron al compartimento de unidades del medio. En el compartimento de la izquierda, los discos duros de la izquierda se calentaron de forma inadmisible, incluso cuando la carcasa se utilizó en el espacio libre fuera del gabinete. Como esto es así, se aclara relativamente rápido al echar un vistazo a un Sistema x3650 M3 desde arriba cuando está abierto. Una última figura, Dos sistemas x3650 M3 desde atrás, puede completar la descripción general de los servidores. Cabe destacar, que los mencionados Reverse Flow Blockers prácticamente solo se pueden montar en la parte frontal cuando se utilizan servidores industriales
  6. El mencionado rack chasis especial permite dar cabida a dispositivos pequeños, no siendo en el formato de 19 pulgadas, tales como enrutadores, conmutadores de red, convertidores de medios, hardware KVM, centralitas secundarias automáticas privadas, partes de dispositivos de videovigilancia, etcétera, junto con todas sus fuentes de alimentación para enchufe de pared, y, permite operarlos en condiciones sumamente favorables. Incluso los puntos de acceso wifi se pueden ocultar de esta manera, si solo sus cables de antena salen del armario. En este contexto, las experiencias hablan un lenguaje claro. Los dispositivos pequeños, que han encontrado su sitio en el rack chasis especial, no muestran la menor inestabilidad. Para este caso, la temperatura ambiente actual es en gran medida poco importante. El punto es la ventilación permanente, que evita la aparición de puntos calientes de temperatura en todo momento. Sin tal rack chasis especial, el previsto grupo de clientes objetivo estará escasamente entusiasmado con un armario de 19 pulgadas. Solo si un armario tiene éxito para absorber prácticamente toda la mezcolanza del equipamiento informático disponible de la manera adecuada y discreta, entonces cumple su propósito aquí. Como ya se ha indicado, en este caso, de la manera adecuada significa no solo dar cabida al equipamiento IT, sino también ventilarlo bien y libre de polvo. El rack chasis especial necesita ser diseñado hábilmente. Se encontró que la altura de 4U no es suficiente. Por otro lado, una altura de 8U aparece de manera óptima. Este chasis debe ser accesible por delante y por detras sin necesidad de extracción. Debe ser sensiblemente dividido, debe ofrecer numerosas posibilidades para fijar los dispositivos pequeños y sus cables, y debe proporcionar muchas tomas de corriente a una distancia suficiente entre sí. Tiene poco sentido montar el rack chasis especial en el armario de forma extraíble. El gran número de cables, que finalmente entran o salen por la parte trasera, impide al final cualquier movimiento del chasis. Por remate, solo para completar el entendimiento. Hardware que requiere intervenciones del operador, como por ejemplo impresoras, no puede tener un sitio en el rack chasis especial ni en el armario en absoluto. Semejantemente, cosas tales como módems ADSL no deberían embarcarse en el armario tampoco. Es más seguro tener una conexión puramente óptica entre un módem lejano y el armario, con el fin de mantener el problema de sobretensión bajo control
  7. La altura de 18U proporcionada por el armario mostrado arriba, enfriado por aire, es demasiado baja. Luego es bastante desagradable si, al lado de la tarea de montar una nueva máquina en el armario bajo unas limitaciones de tiempo y poner la en funcionamiento, hay que tomar la decisión cual de los servidores previamente instalados tiene que ser prescindible para siempre. Es mucho más cómodo tener desacoplado ambas cosas aparte. En este contexto, 42U, por ejemplo, ofrecen un lujo de otro tipo. Además del hardware habitualmente utilizado, hay un montón de espacio que puede servir, por un lado, para mantener servidores retirados como sistemas de reserva, almacenamientos de datos o entornos de pruebas, y, por otro lado, para almacenar unidades no utilizadas de una manera que ahorre espacio, y esto al menos tanto tiempo, hasta que se aclare que en realidad ya no son necesarios
  8. Como ya se ha indicado, se supone que, debido a los altos precios de la energía eléctrica, el grupo de clientes objetivo, estando en nuestro enfoque, enciende y apaga el equipamiento sobre una base por dispositivo, mayormente gobernado por el ciclo de día y noche. Esto plantea otro problema. Pues, si no se hace nada, las unidades que están encendidas pueden sobrecalentarse porque el aire de enfriamiento puede parcialmente retroceder a través de unidades apagadas de manera que una unidad en funcionamiento no reciba exclusivamente aire frío en la entrada sino una mezcla de aire frío y aire de su propio escape. Dependiendo de las condiciones de flujo instantáneo, peligrosos aumentos de temperatura pueden ocurrir de esa manera con consecuencias desastrosas. Aunque la variante enfriada por aire, mostrada anteriormente, puede ser más susceptible a este efecto que una variante enfriada por agua, es necesario proporcionar un remedio en ambos casos. Aquí, la solución tecnológica es instalar los antes mencionados Reverse Flow Blockers. En entornos de centro de datos, este problema desempeña un papel subordinado

Tomemos en cuenta todos los puntos tocados. Nuestro nuevo armario, cuya comercialización está intentada, se diseñará para proporcionar un hogar seguro y discreto para casi todo el equipamiento remotamente controlable que está disponible en el mercado IT, para permitir que el equipamiento alojado funcione en condiciones favorables, para funcionar, aparte de los debidos intercambios de las baterías del SAI cada tres a cinco años, sin mantenimiento para algo como una década, para representar una solución energéticamente razonable, para tener un precio generalmente aceptado, y para disfrutar de una vida muy larga sí mismo. Un paquete completo que consta de cuatro componentes aparentemente separables quiere ser entregado.

Armario rack activamente enfriado para servidores

Tres de estos cuatro componentes se muestran esquemáticamente en la ilustración dado arriba. A la izquierda vemos el armario. Esto podría ser un simétrico armario estándar de 19 pulgadas, hecho de acero, con puertas cerradas en la parte delantera y trasera y las dimensiones 42U × 600×1200 mm². El espacio entre el delantero par de postes de montaje y el trasero par del ellos debería ser de 800 mm. IP 54 se planea como el grado de protección. Se debería ofrecer un opcional kit de protecciones anti-tamborileo para mejorar la absorción acústica. En el armario, el intercambiador de calor aire-agua de 8U se encuentra bajo. Por encima de él está la carcasa de la bomba. En el lado derecho de la ilustración tenemos el enfriador de retorno de agua. En nuestro caso, esto no es un enfriador de retorno con una máquina frigorífica, sino un común convector radiador de celefacción de agua caliente para espacios habitables, no obstante un modelo de potencia relativamente alta. El tercer componente visible es la tubería. Con manguera blindada de ½ de pulgada, hay una caída de presión de aproximadamente 0,3 bar con un caudal volumétrico de 5 ℓ/min y una longitud de 40 m. En aproximación, la caída de presión aumenta con el cuadrado del caudal volumétrico y de forma lineal con la longitud. Para mayor orientación, el aumento de la temperatura del agua está poco menos de 3 K a un caudal volumétrico de 5 ℓ/min y una potencia disipada total de 1 kW. El cuarto y último componente, un pequeño dispositivo de control, no está representado en la ilustración.

Se puede ver lo que debería pasar aquí. El caso de problema, el armario estándar de rack para servidores, con sus características grande, ruidoso, sensible al calor y polvo, se rompe en dos porciones, que se pueden controlar más fácilmente. Enfriado por agua, un armario de rack para servidores se puede colocar prácticamente en todas partes, en particular en la mencionada oscura cámara de escoba, cuya puerta podría ser especialmente asegurada para este propósito. Dentro del armario, se pueden realizar caudales volumétricos de aire relativamente altos para cuidar los más pequeños aumentos de la temperatura del aire. En cuanto al consumo de espacio, prácticamente nada cambia. El armario se alineará con uno de sus paneles laterales hacia una pared. Delante y detrás del armario, el necesario espacio de maniobra debe ser reservado ahora como antes, que, sin embargo, puede ser ocupado por objetos fácilmente móviles, puesto que la experiencia demuestra que un armario rack para servidores debe abrirse con menos frecuencia que una vez al año. Con 21U para servidores y almacenamiento, hay bastante espacio disponible así que se puedan considerar diferentes conceptos. Un punto con esto es, por supuesto, que todo puede ser encendido y apagado desde el exterior. El radiador de calefacción, por otra parte, se instalará donde sea más apropiado. No hace ruido y calienta la habitación en la cual está. En consecuencia, que no deba ser cubierto.

Habrá varias preguntas. Una primera es seguramente la de la razón por la cual un radiador de calefacción debe ser utilizado aquí en lugar de un enfriador de retorno de agua con una máquina frigorífica. Para la solución intentada, dos circunstancias hablan antes que nada. Primero, sería muy difícil de comunicar a nuestro grupo de clientes objetivo que existe la necesidad de un dispositivo, pesando de 30 a 70 kg y traqueteando permanentemente o intermitentemente alrededor, para correctamente operar unos servidores que deben reemplazar los ordenadores del cliente, los cuales que están hasta ahora puestos de cualquier manera. Y, si sería necesario, ¿dónde debería encontrar tal dispositivo su lugar en una oficina, igual en la pequeña cocina? Segundo, en un centro de datos con sus enormes densidades de potencia, no hay otra posibilidad que gastar una cantidad más de energía eléctrica para el enfriamiento que es casi del mismo orden de magnitud que la cual siendo usado para alimentar el equipamiento mismo. Los enfriadores de retorno usados allí son al mismo tiempo mucho más eficientes que cualquier modelo de 1 kW. Además, los centros de datos como grandes consumidores tienen tarifas relativamente favorables, mientras que el resultado final de la política energética alemana para el consumidor es un precio del kilovatio-hora para energía eléctrica alrededor de ¼ €. Una consecuencia es que un habitual ordenador de torre instalado en una oficina no debe consumir más energía eléctrica para su enfriamiento que la cual para unos ventiladores. La misma regla debería aplicarse básicamente también a los servidores en nuestro armario. Tal argumento habla aún más contra un enfriador de retorno de agua con una máquina frigorífica. Además, la situación se puede ver desde una perspectiva completamente diferente. El equipamiento IT transforma energía eléctrica en calor. En muchas partes del mundo, este calor puede usarse casi todo el año para calentar las habitaciones, lo que significa que la energía eléctrica se utiliza para cambiar los bits en los procesadores así como para mover los bytes y, por otra parte, para calentar la casa. Así pues el balance es mejor que el que comúnmente se supone, pero por supuesto solo con el radiador de calefacción. En otras partes del mundo con quizás 45°C de temperatura exterior, el equipamiento IT normalmente no puede ser operado sin el apoyo de máquinas de refrigeración. Pero también en estos áreas, puede ser razonable deshacerse del calor a través de un radiador de calefacción directamente a la oficina, que está a menudo enfriada a 18°C. Por lo tanto, es posible desembarazarse del calor sin grandes circunstancias a través del sistema de aire acondicionado del edificio. Así que hay algo que habla por el radiador de calefacción con sus dos grandes ventajas, no haciendo ruido y siendo casi completamente libre de mantenimiento. Sin embargo, diseñaremos el intercambiador de calor aire-agua de tal manera que se controla perfectamente el drenaje de condensado también, de modo que el armario también puede funcionar con un enfriador de retorno con una máquina frigorífica. Aquellos clientes que quieren enfriar de esta manera, por supuesto, abdicarán la carcasa de la bomba sobre el intercambiador de calor aire-agua.

Surgen otras preguntas. Probablemente el punto más importante es averiguar bajo qué condiciones toda la instalación funciona de verdad. Para esto se aplica un método denominado como Diseño Experimental con su variante de fuerza bruta Experimento Factorial Completo, donde se sustituyen los experimentos por simulaciones por ordenador. Los resultados obtenidos de esta manera se pueden ilustrar en un gráfico especial. En primer lugar, sin embargo, hay que aclarar qué se calcula. El flujo de aire frío indicado a la izquierda en la ilustración dado arriba se distribuye uniformemente sobre un número muy grande de imaginarios cajones rack idénticos de altura infinitesimal. Un primer factor de influencia que es binario determina si el flujo de aire frío se distribuye solo sobre los cajones encendidos o sobre todos los cajones, donde se puede encender un máximo de 1013 de todos cajones. El flujo de volumen de aire dentro de los cajones encendidos se selecciona mediante otro factor de influencia, también binario, así que el aumento de la temperatura del aire es o bien 3,3 K o el doble de ese valor. El caudal volumétrico a través de los cajones apagados es, siempre y cuando difiera de cero, igual que el a través de los cajones encendidos. El aire, que sale de los cajones a la derecha, se mezcla y da el aire caliente. Los cálculos respectivos al intercambiador de calor aire-agua se controlan por medio de otros dos factores de influencia. Un primer factor, una vez más binario, determina si el cociente de la diferencia de temperatura entre el aire frío y el agua fría para el flujo en equicorriente y la misma diferencia de temperatura para el flujo en contracorriente debe ser igual a 1,82 o 1,42. El intercambiador de calor aire-agua en sí mismo es, por supuesto, operado a contracorriente. El segundo factor de influencia que es ternario decide sobre la superficie de contacto del intercambiador de calor aire-agua. Esta última puede ser 2A, 3A o 4A, donde A es ligeramente superior a 5m². Otro factor de influencia determina el caudal volumétrico del agua de enfriamiento, 150, 300 o 600 ℓ/h. Finalmente, un último factor de influencia, ternario, determina la potencia nominal del radiador de calefacción. Esta puede ser igual a 3, 6 o 12 kW. El siguiente gráfico muestra los resultados principales.

Armario rack activamente enfriado para servidores - Diseño de experimentos 2

Se muestra la diferencia muy importante entre la temperatura del aire, saliendo de uno de los encendidos cajones rack a la derecha, y la temperatura ambiente en el lugar del radiador de calefacción, y esta diferencia de temperatura encima de la consumida potencia eléctrica total que se transforma en un flujo de calor fuera del armario. Los parámetros son los mencionados factores de influencia. Para el máximo admisible valor de la temperatura en el lado de salida de un encendido cajon rack tomamos el valor de 40°C, que una vez fue dado por Intel para la máxima permitida temperatura de funcionamiento de placas principales. Este valor no es irrefutable, pero coincide con experiencias duraderas con productos a nivel de consumidor hechos por diferentes fabricantes. En resumen, hasta 40°C de temperatura de la placa, no hay la menor queja en términos de estabilidad cuando se utiliza memoria ECC. Además, las oficinas de Seidl Technologies, como ejemplo, tienen ventanas orientadas al sur y no tienen aire acondicionado. Por lo tanto, la temperatura de allí puede elevarse ya a 30°C en verano. Si una de estas oficinas es ahora también la ubicación del radiador de calefacción, entonces todas las admisibles condiciones de funcionamiento de la instalación pueden leerse directamente. Así que a los 30°C, todo esto está permitido que se ve por debajo de la horizontal línea 10 K. De manera correspondiente, a una máxima temperatura de oficina de 28°C, se permitiría todo lo que estuviera por debajo de la línea horizontal a 12 K. Llegamos a explicar los factores de influencia. Obviamente, las curvas en magenta (Rectángulo en magenta), en marrón (Rectángulo en marrón) y en cian (Rectángulo en cian) pertenecen al aumento de la temperatura del aire dentro de un encendido cajon rack de 6,6 K, mientras que las curvas en rojo (Rectángulo en rojo), en verde (Rectángulo en verde) y en azul (Rectángulo en azul) pertenecen a 3,3 K. Por otra parte, las curvas en magenta (Rectángulo en magenta) y en rojo (Rectángulo en rojo) pertenecen a 3 kW de nominal potencia calorífica del radiador de calefacción, las curvas en marrón (Rectángulo en marrón) y en verde (Rectángulo en verde) a 6 kW y las curvas en cian (Rectángulo en cian) y en azul (Rectángulo en azul) a 2×6 kW. Como recordatorio, la nominal potencia calorífica del radiador de calefacción aquí se refiere a las condiciones estándar EN-442 75°C / 65°C / 20°C y se ha supuesto un exponente del radiador de 43. Como era de esperar, la nominal potencia calorífica del radiador de calefacción domina la situación. Además, el aumento de la temperatura del aire dentro de los cajones rack debe mantenerse a valores de alrededor de 3 K. Con las comparativamente bajas densidades de potencia aquí, esto no es un problema en absoluto. Visto desde el punto de vista del enfoque, el funcionamiento en una de las líneas verdes es favorecido, es decir, con un único radiador de calefacción como se ha descrito anteriormente. Así, temperaturas ambientales de 30°C todavía permiten un consumo de potencia de 400 W en el armario, los de 28°C ya 600 W y los de 23°C el kilovatio completo. En determinadas circunstancias, el radiador de calefacción se puede colocar en una escalera más grande o sótano, de modo que forasteros no tengan acceso a él, o, si las condiciones del espacio lo permiten, también se pueden conectar dos modelos de 6 kW en serie. Con dos modelos de 6 kW en serie, incluso 800 W todavía son posibles a 30°C en el ambiente. También debe mencionarse que el intercambiador de calor aire-agua debe poseer un cierto valor mínimo con respecto a su capacidad calorífica para amortiguar los impactos causados por unos desastres en el circuito de agua de enfriamiento. Además, cabe señalar que cambios temporales de temperatura no deben exceder una tasa de 20 K/h siempre y cuando se tengan accesos masivos a los discos duros. Naturalmente, esta última condición también se puede cumplir de la manera mas fácil con dos modelos de 6 kW en serie.

3. Aspectos comerciales

No cabe duda de que hay clientes para la solución presentada. Los problemas son iguales en todas partes y confiar en el formato de 19 pulgadas es tan consecuente como razonable. Sin embargo, lo que la experiencia inequívocamente demuestra es que, fuera de los centros de datos, la utilidad del equipamiento de centro de datos en el formato de 19 pulgadas es bastante limitada y que el equipamiento en el formato de 19 pulgadas, destinado a clientes fuera de los centros de datos, no cumple las necesidades que el previsto grupo de clientes objetivo realmente tiene. Con este telón de fondo, queremos ofrecer un energéticamente razonable centro de datos en un solo armario con requisitos de mantenimiento extremadamente bajos, y queremos tener éxito comercial con él. Tal centro de datos en un solo armario ciertamente no es un producto para el cual los componentes se pueden buscar y reunir fácilmente. Tal centro de datos en un solo armario es un producto que consta de componentes diferentes que pueden existir múltiples veces, de los cuales al menos seis tienen que fabricarse de manera especial aquí. Estos seis componentes, que tienen que fabricarse especialmente, son el intercambiador de calor aire-agua, la carcasa de la bomba, los mencionados Reverse Flow Blockers, el rack chasis especial, el pequeño dispositivo de control y el opcional kit de protecciones anti-tamborileo para mejorar la absorción acústica. Por supuesto, como en el caso de la variante enfriada por aire, el diablo también está en los detalles aquí. Próximamente, dos prototipos se deberían construir. Esto requiere fondos que Seidl Technologies por sí solo no tiene. En la creación de prototipos nuestro objetivo no solo es asegurar que el diseño de los componentes a fabricar resulte adecuado y rentable, sino también permitir la comercialización separada de al menos el intercambiador de calor aire-agua, el rack chasis especial y los Reverse Flow Blockers. Tal vez incluso la carcasa de la bomba sea vendible, si se ofrece junto con el el intercambiador de calor aire-agua, se verá. Se ven también los centros de datos como un grupo de clientes objetivo para el rack chasis especial, si los van a eliminar sus esquinas desordenadas, por ejemplo. Por último, también los competidores, que por el momento todavía no existen, podrían considerarse como un grupo de clientes objetivo para todos los componentes a fabricar.

En resumen, nuestro principal objetivo aquí es encontrar una altamente productiva empresa de construcción de metal con ciertas cualificaciones en ingeniería electrónica y eléctrica, la cual tiene la voluntad y la fuerza de abordar el proyecto esbozado junto con nosotros. Cómo la cooperación en este caso realmente sale, será seguramente objeto de negociaciones. Alternativamente, si ustedes piensan que tenemos una buena cosa aquí, siempre existe la posibilidad de impulsar la creación de los prototipos a través de contribuciones financieras directas. Simplemente pónganse en contacto con nosotros.

Una manera funcional de preparar los contactos con nosotros es a través del Formulario de datos del cliente. Por favor, perdonen la circunstancia que todavía se ve que este formulario originalmente solo tenía la intención de preparar relaciones comerciales con clientes. Como partner potencial, ustedes seguramente abrirán la parte Cooperación en este formulario.

4. Sobre esta página

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La edición presente de esta página es la versión 3 del día 10 de agosto de 2020.

   
             
   

   
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