¿Qué es un CFD?

CFD (“Computational Fluid Dynamics”) describe un método para el modelado del comportamiento de los flujos de líquidos y gases a través de superficies sólidas y la interacción de estos fluidos con objetos tridimensionales.    

En los centros de datos, los modelos CFD se utilizan desde una etapa de pre-diseño, para validar la configuración de enfriamiento propuesta, hasta en una etapa de operación avanzada para validar puntos de ajuste o renovaciones mayores de la infraestructura.

 

¿Es confiable el modelado?

Los modelos CFD cuentan con impulsores y detractores. Hay quienes dicen que “el 99% de las simulaciones son solamente una foto de un posible escenario que puede no ocurrir”. Por otra parte, existen organizaciones como The Green Grid que recomienda el uso de software de análisis de fluidos para complementar las mediciones y así poder alcanzar el mayor grado de desempeño del centro de datos.

El hecho es que el modelado es tan bueno como la calidad de los insumos dados y el software que los analiza. Para responder la interrogante, es importante tener claro: ¿quién realiza el análisis?, ¿cuáles son los datos con los que se está alimentando el modelado? y ¿qué software se utiliza? “¿Acaso les llaman a los escalpelos inútiles porque pueden ser peligrosos cuando no los usa un cirujano?”


CFD

¿Qué información me brinda un análisis con CFD?

Un CFD puede responder desde dónde existen puntos calientes, hasta la apertura óptima para cada una de las rejillas utilizadas para el suministro de aire. La información que pueda obtener depende de la fase en la que se encuentre un centro de datos.

En una fase inicial del proyecto se podrá extraer información general del recinto. Puede incluir datos como si la configuración de los equipos de aire acondicionado es correcta, si la redundancia va a ser efectiva cuando se apaguen unidades específicas, si el caudal de aire será adecuado, entre otras.

Si hablamos de una etapa más avanzada, implementación o en operación, la información disponible será más específica y se podrá ajustar más a la realidad del centro de datos. Si se cuenta con información de modelos de equipos instalados, es posible analizar condiciones ambientales prometidas contractualmente a los clientes, entre otras variables.

Un CFD es capaz de brindar información vital para la operación y no es recomendable seguir utilizándolos para los estudios básicos comunes. Un CFD explica de una manera muy didáctica los beneficios de algunos medios de contención, por ejemplo, pero ya deberíamos de superar esta etapa superficial de análisis e ir más allá.

 

¿Puede decirme un CFD cuál es la mejor configuración de enfriamiento para un centro de datos?

Al combinar las tecnologías de enfriamiento y opciones de distribución de aire existe una plétora de configuraciones. El CFD por sí solo no podrá predecir cuál será la mejor configuración, pero sí es capaz de validar la propuesta y los requerimientos de diseño.

En ocasiones, al analizar magnitudes de carga térmica y capacidad de enfriamiento, se puede concluir que la carga térmica será cubierta por las unidades de aire acondicionado que estarán operando. Sin embargo, las magnitudes no llevan asociadas las variables que entran en juego para un análisis integral. El CFD puede demostrar si se cumple o no la premisa inicial.

Un análisis completo presenta muchos resultados, implica una gran cantidad de información, por lo que es necesario discriminar cuál es la información importante para apoyar los criterios de diseño que se vayan a plasmar. Criterios como la turbulencia de los flujos de aire, su temperatura asociada, puntos de corto circuito térmico, puntos calientes, carga de operación y puntos de ajuste de las unidades de aire acondicionado son resultados muchas veces olvidados o menos preciados.

Al no tomar en cuenta variables importantes, los análisis se limitan a imágenes que solo representen el cumplimiento de algunos criterios, como el de la norma TC 9.9 de ASHRAE (rango ideal de temperaturas de operación para los servidores). Este es un criterio muy válido, pero el análisis no debe limitarse solo a si cumple o no, sino que debe ir más allá. No es suficiente saber qué es lo que sucede, sino que debemos buscar explicar por qué se presenta el comportamiento para poder corregirlo.

Condiciones críticas como baja temperatura de retorno por corto circuitos térmicos pueden llegar a ser obviadas. Esto no solo implica baja eficiencia en los equipos de aire acondicionado, sino también disminución en su capacidad.

Un CFD también muestra información relevante para determinar cuál será la mejor ubicación para eventuales sensores remotos, los cuales, no en pocas ocasiones, terminan siendo colocados de manera antojadiza y sin criterio.

Las herramientas de análisis de dinámica de fluidos son muy potentes, pero deben ser utilizadas con precaución, de modo que las variables modeladas representen la realidad y que el análisis pueda explotar su potencial. Un estudio completo CFD es mucho más que un simple conjunto de imágenes coloridas, es un método de predicción del comportamiento de un recinto y debería de ser aprovechado como tal.

 

Por: Ing. Pablo Hernández Fallas, ATD, LEED AP O+M

Dep. Mecánico DCC

 

DCC cuenta con un grupo de expertos en modelado energético y modelado de fluidos dinámicos, poniendo al servicio de la industria una poderosa herramienta de diagnóstico y optimización de centros de datos existentes o en proceso de construcción.

 

Sobre DCC:

Empresa Latinoamericana líder en diseño, diagnóstico, auditoría y certificación de Centros de Datos, así como en la instalación de ambientes de misión crítica. En los últimos nueve años se ha consolidado como una empresa de gran experiencia en la industria, con más de 40 centros de datos que han alcanzado alguna certificación o reconocimiento internacional en diversos países de la región.

 

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