ASHRAE TC 9.9, el comité técnico responsable de la mayor parte de la normativa térmica del sector de los centros de datos, ha publicado un boletín técnico de descarga gratuita titulado "Mejores prácticas para la integridad del refrigerante TCS y la preparación del sistema", que comienza con una advertencia más contundente de lo habitual en los documentos de los organismos de normalización: "Es demasiado fácil infringir los requisitos operativos y de garantía de los sistemas de refrigeración directa al chip".
Publicado en mayo y disponible ahora en la página de documentos públicos del comité, el boletín cataloga cuatro áreas donde un sistema de refrigeración tecnológica (TCS) puede desviarse de su diseño original de maneras que pasan desapercibidas durante la puesta en marcha y se manifiestan como daños meses después. El momento de su publicación coincide con la ola de implementaciones de refrigeración líquida directa al chip que las densidades de procesadores de clase IA están impulsando en los centros de datos convencionales.
Los sistemas de distribución de refrigerante, como la unidad de distribución de refrigerante PowerCool de Dell, dependen en gran medida de las normas sobre fluidos que se recogen en el nuevo boletín.
Si el tema les suena familiar, es normal. Tim Shedd, de Dell, abordó precisamente este tema la semana pasada en el podcast n.° 152 , desde la química y la filtración del refrigerante hasta por qué los atajos en la puesta en marcha provocan fallos mucho después de que el equipo de instalación se haya marchado, y mencionó que este boletín estaba en camino. Se le reconoce como uno de los colaboradores, junto con Meraj Mohebi, de Dell; Dustin Demetriou, de IBM; Ashwin Siddarth, de AMD; Chris Campbell, de Vertiv; Vali Sorell, de Oracle; e ingenieros de Fluid2Chip y DLB Associates, una lista de representantes de diferentes proveedores que refleja lo común que se ha vuelto este conjunto de problemas.
Tim Shedd presentó un adelanto de los temas del boletín en el podcast n.° 152.
Las cuatro vías de fracaso
La composición del refrigerante es primordial, ya que todos los componentes posteriores se dimensionan en función de ella. La mayoría de las implementaciones monofásicas se diseñan con una mezcla nominal de 25 % de propilenglicol (PG25), y el boletín detalla cómo la desviación de la formulación base de diseño modifica la viscosidad, la densidad, el calor específico y la conductividad térmica, lo que conlleva una caída de presión alterada, un punto de operación de la bomba desplazado, una menor eficacia del intercambiador de calor e incluso la estabilidad del control de la unidad de distribución de refrigerante (CDU). El glicol debe cumplir con las directrices de calidad mínima del TC 9.9 o con las especificaciones del fabricante del equipo de TI, y la mezcla de refrigerantes sin confirmar sus impactos es uno de los motivos explícitos para lo que el boletín denomina una revisión técnica estructurada.
La gestión del aire es un aspecto crucial. El aire atrapado reduce la eficacia de la transferencia de calor, provoca cavitación en las bombas, acelera la corrosión y prolonga los plazos de puesta en marcha. El boletín especifica el mecanismo que suele sorprender a los equipos: la desgasificación es más eficaz a temperaturas elevadas que un circuito solo puede alcanzar bajo cargas pesadas, por lo que los problemas de aire pueden aparecer semanas después de la puesta en marcha, una vez que el sistema alcanza temperaturas estables. La guía abarca la colocación del separador en el retorno caliente de baja presión cerca de la entrada de la unidad de decantación, la ventilación en cada punto alto y la prevención de geometrías de trampas, tramos verticales muertos, codos en U invertidos y tramos de mangueras flexibles sin ventilación que pueden retener aire indefinidamente.
La pasivación del acero inoxidable recibe la advertencia más contundente del boletín. La soldadura, el esmerilado y la fabricación en campo dañan la película de óxido de cromo que confiere al acero inoxidable resistencia a la corrosión, y sin una limpieza y re-pasivación adecuadas según la práctica ASTM A380/A967, el hierro libre termina en el refrigerante y obstruye las superficies de los microcanales de los que dependen las placas frías, las mismas estructuras turbuladoras que examinamos en detalle en nuestro análisis a fondo de las placas frías Chilldyne , donde la calidad del fluido determina si esas finas características siguen transfiriendo calor o se obstruyen. La regla que establece el boletín es absoluta: "Un componente instalado que NO esté pasivado puede comprometer el funcionamiento del sistema".
Las clasificaciones de presión del sistema completan los cuatro puntos. El comité recomienda un modelo hidráulico completo de la cascada de presión, que abarque no solo el funcionamiento en estado estacionario, sino también las presiones de llenado y purga, la altura estática, los ajustes de las válvulas de alivio, la precarga del tanque de expansión y los transitorios asociados con la conexión y desconexión de equipos. También señala el requisito de la norma IEC 62368-1 de realizar una prueba de seguridad hidrostática a 1.5 veces la presión máxima de trabajo nominal, con las válvulas de alivio ajustadas por debajo de la presión máxima nominal que el fabricante del equipo de TI publica en su plantilla térmica. El modo de fallo que se está previniendo es el más costoso: la sobrepresión del propio equipo de TI.
De la guía a la lista de verificación de campo
La segunda parte del boletín se vuelve operativa y es evidente que fue escrita por personas con experiencia. La concentración y calidad del refrigerante deben verificarse en laboratorio durante el llenado inicial, después de cualquier adición significativa de fluido de reposición y periódicamente, documentándose la especificación del fluido base de diseño en los entregables. El llenado al vacío, una técnica cada vez más popular para eliminar el aire atrapado, tiene una salvedad que no hemos visto en otros lugares: las mezclas de glicol pueden separarse parcialmente al vacío, por lo que el comité recomienda tomar muestras y realizar pruebas de laboratorio después del llenado al vacío para confirmar que la mezcla permanece uniforme. Se aborda de forma práctica el debate entre las válvulas de purga de aire automáticas y manuales (tapar las válvulas automáticas o aislarlas con una válvula una vez que se confirma que el circuito está libre de aire, en lugar de cambiar el hardware), y el documento finaliza con una lista de verificación de campo que relaciona cada área de riesgo con lo que se debe verificar, la evidencia aceptable y por qué es importante, una página que los agentes de puesta en marcha pueden incorporar directamente a sus planes de control de calidad.
Este boletín complementa la Guía de Resiliencia para Implementaciones de Placas Frías de 2024 del Comité Técnico 9.9 (TC 9.9) e incluye la advertencia habitual: se trata de una guía informativa que no reemplaza los requisitos del fabricante de equipos de TI ni la normativa local. Para comprender mejor la importancia de esta disciplina, el episodio de podcast de una hora de duración de Shedd es una buena opción.
Amazon