En la carrera por construir centros de datos más grandes y potentes —especialmente aquellos que dan soporte a la inteligencia artificial y a la computación de alto rendimiento—, la refrigeración se ha convertido en uno de los retos de ingeniería más críticos. Los sistemas de refrigeración pueden representar casi 40% del consumo total de energía de una instalación, lo que hace que la eficiencia sea una prioridad máxima.
Una de las soluciones más efectivas, aunque a menudo pasada por alto, es la bomba de carcasa dividida horizontalmente. Estas bombas son los pilares de los circuitos de enfriamiento a gran escala, ya que suministran de manera silenciosa los enormes caudales de agua necesarios para mantener los servidores a temperaturas óptimas.
A continuación te explicamos cómo los centros de datos están aprovechando las bombas de carcasa dividida horizontal para optimizar el rendimiento, reducir los costos de energía y mejorar la confiabilidad.
Por qué las bombas de carcasa dividida horizontal son la opción preferida para la refrigeración de centros de datos
Los circuitos de enfriamiento de los centros de datos —ya sean sistemas de agua refrigerada o circuitos de agua de condensación— requieren caudales elevados, funcionamiento continuo y una confiabilidad inquebrantable. Las bombas horizontales de carcasa dividida, como la serie XSP de Hunan Durafort o los modelos de los principales competidores, están diseñadas específicamente para satisfacer estas exigencias. .
1. Eficiencia hidráulica sin igual para un PUE más bajo
La eficacia en el uso de la energía (PUE) es el indicador clave de la eficiencia de un centro de datos, y la refrigeración es la variable más importante. Las bombas de carcasa dividida horizontal se encuentran entre los tipos de bombas con mayor eficiencia hidráulica disponibles. Los modelos líderes pueden alcanzar una eficiencia de bombeo de hasta 93% (al igual que en el Serie XSP) con diseños hidráulicos avanzados. .
Esta alta eficiencia se traduce directamente en un menor consumo de energía por unidad de flujo. En un centro de datos donde las bombas de enfriamiento funcionan las 24 horas del día, los 7 días de la semana, incluso una ganancia de un pequeño punto porcentual en eficiencia puede resultar en ahorros energéticos anuales de seis cifras. Las bombas de alta eficiencia son un paso concreto para alcanzar un PUE inferior a 1,2, un objetivo que persiguen muchos centros de datos ecológicos modernos. .
2. Diseño de doble succión para mayor estabilidad y un NPSH bajo
La característica distintiva de una bomba de carcasa dividida horizontalmente es su impulsor de doble succión. El fluido ingresa al impulsor por ambos lados, lo que equilibra hidráulicamente el empuje axial. Esto da como resultado:
- Menos vibraciones y mayor vida útil de los cojinetes – Su funcionamiento suave reduce el desgaste mecánico, lo que alarga los intervalos de mantenimiento. .
- Menor altura de succión positiva requerida (NPSHr) – Su diseño equilibrado hace que estas bombas sean menos propensas a la cavitación, incluso en condiciones de flujo variable. Esto es fundamental para mantener un funcionamiento estable en el entorno reducido y, a menudo, con limitaciones de espacio de la sala de máquinas de un centro de datos. .
3. Diseño “Top Split” para un mantenimiento rápido
El tiempo de inactividad de un centro de datos se mide en millones de dólares por minuto. Las bombas de carcasa dividida horizontalmente están diseñadas con una carcasa que se divide horizontalmente. La La mitad superior de la carcasa se puede retirar sin afectar las tuberías, el motor ni la alineación .
Este diseño de “extracción superior” permite a los equipos de mantenimiento inspeccionar o reemplazar el impulsor y los cojinetes rápidamente, lo que reduce drásticamente el tiempo promedio de reparación (MTTR). Para el operador de un centro de datos, esto significa interrupciones programadas más cortas y una recuperación más rápida ante problemas inesperados.
4. Gran capacidad de flujo en un espacio reducido
Los centros de datos requieren grandes volúmenes de agua, que a menudo se miden en miles de metros cúbicos por hora. La serie XSP, por ejemplo, maneja caudales de 135 a 38 000 m³/h. Los diseños modernos también priorizan un tamaño compacto, y algunos fabricantes logran hasta 50% menos espacio de piso en comparación con los modelos de bomba más antiguos, lo cual representa una ventaja fundamental para las salas de máquinas con espacio limitado. .
Aplicaciones en los circuitos de enfriamiento de centros de datos
Las bombas de carcasa dividida horizontal cumplen dos funciones principales en la gestión térmica de los centros de datos:
- Circulación de agua fría (circuito primario): Transporte de agua refrigerada desde los enfriadores hasta las unidades de tratamiento de aire de la sala de computadoras (CRAH) o desde los enfriadores hasta las unidades de distribución de enfriamiento por líquido (CDU). Estos sistemas requieren una alta eficiencia y un control preciso del flujo.
- Circulación de agua del condensador (circuito secundario): Bombeo de agua a través de torres de enfriamiento para disipar el calor de los enfriadores. Las bombas de agua para condensadores suelen manejar grandes volúmenes con alturas de elevación moderadas, lo que las convierte en una aplicación ideal para las bombas de carcasa dividida. .
Para aplicaciones de misión crítica, muchas instalaciones implementan una redundancia N+1 o N+2 con bombas de carcasa dividida para garantizar un tiempo de operatividad de 100%.
5. Estudio de caso: Optimización del PUE en un centro de datos a hiperescala de 50 MW
Para comprender el impacto en la práctica de la selección de bombas avanzadas, analicemos una actualización reciente del sistema de gestión térmica de un centro de datos a hiperescala de 50 MW que maneja cargas de trabajo de inteligencia artificial de alta densidad.
El reto: el aumento del PUE y los riesgos de cavitación
La instalación estaba experimentando un aumento masivo en las necesidades de disipación de calor debido a la implementación de racks de servidores con GPU de última generación. Las bombas de succión axial existentes en el circuito de agua del condensador estaban funcionando al límite absoluto de su capacidad mecánica.
Al funcionar con demandas de flujo variables, estas bombas más antiguas solían sufrir cavitación durante los picos de temperatura ambiental en verano, lo que provocaba:
- Fallas frecuentes en los cojinetes y fugas inesperadas en los sellos mecánicos.
- Un aumento de la vibración que ponía en riesgo la estabilidad de las tuberías adyacentes.
- Un pico localizado en el PUE del sistema de enfriamiento alcanzó el 1,45, muy por encima del objetivo de sustentabilidad de la empresa, que es de 1,25.
La solución: la transición a bombas horizontales de carcasa dividida de alta eficiencia
El equipo de ingeniería de la planta decidió renovar el circuito de enfriamiento secundario, sustituyendo las unidades de succión en el extremo, que presentaban problemas, por una configuración redundante $N+1$ de Hunan Durafort Bombas horizontales de carcasa dividida de la serie XSP.
Las unidades seleccionadas se diseñaron con carcasas de hierro dúctil e impulsores SS316L personalizados para resistir el agua del condensador tratada químicamente. La mejora se centró en dos parámetros técnicos fundamentales:
- Menor NPSHr (altura neta positiva de succión requerida): El diseño de doble succión de la serie XSP redujo significativamente los requisitos de altura de succión del sistema, eliminando por completo el riesgo de cavitación incluso durante fluctuaciones rápidas del caudal.
- Eficiencia hidráulica maximizada: Las bombas XSP se diseñaron con precisión para funcionar a su Punto de máxima eficiencia (BEP), alcanzando una eficiencia hidráulica verificada de 93%.
Los resultados: un retorno de inversión tangible y estabilidad operativa
Tras 12 meses de operación continua las 24 horas del día, los 7 días de la semana, el centro de datos registró mejoras sustanciales en todos los indicadores clave de desempeño:
- Ahorro de energía: Gracias a la eficiencia hidráulica del 93%, el consumo de energía en el circuito del condensador se redujo en 14%, lo que equivale a más de $85 000 en ahorro anualizado de electricidad para la instalación.
- Reducción del PUE: El circuito de enfriamiento optimizado ayudó a reducir el PUE general de la instalación de De 1,45 a un nivel estable de 1,21, cumpliendo con éxito con los estándares de certificación de centros de datos ecológicos.
- Cero tiempos de inactividad no programados: Gracias al impulsor de doble succión con equilibrio hidráulico, se eliminó prácticamente por completo la vibración por empuje axial. Las temperaturas de los cojinetes se mantuvieron perfectamente estables, y la instalación logró Tiempo de funcionamiento del sistema de enfriamiento 100% durante los meses más calurosos del año.
6. Selección de materiales para garantizar la confiabilidad a largo plazo
La elección de los materiales es fundamental para los circuitos de enfriamiento, que pueden utilizar agua tratada, mezclas de glicol o incluso fluidos corrosivos en algunos sistemas de enfriamiento especializados. Hunan Durafort ofrece la serie XSP en una amplia gama de aleaciones para adaptarse a diversas calidades de agua y condiciones de operación. Las opciones incluyen:
- Hierro dúctil / Acero al carbono: Norma para el agua municipal y los circuitos de enfriamiento limpios.
- Acero inoxidable (304/316L) & Dúplex (2205/2507): Para condiciones de agua corrosiva o aplicaciones a altas temperaturas.
- Super Duplex y Titanio: Para entornos agresivos que requieren la máxima resistencia a la corrosión.
Conclusión: Una inversión estratégica
Para los propietarios y operadores de centros de datos, las bombas de carcasa dividida horizontalmente no son solo una compra de productos básicos, sino una inversión estratégica en la eficiencia operativa a largo plazo. Al elegir una bomba de carcasa dividida horizontalmente de alta eficiencia, fabricada con los materiales adecuados y con un diseño que facilite el mantenimiento, las instalaciones pueden reducir significativamente los costos de energía, garantizar una refrigeración confiable para cargas de TI de alta densidad y alcanzar los objetivos de sostenibilidad.
Al evaluar los componentes del sistema de enfriamiento, priorice las bombas que ofrezcan una alta eficiencia comprobada (más del 90%), un NPSHr bajo y fácil acceso para el mantenimiento; estas características brindan un retorno tangible de la inversión a lo largo del ciclo de vida del equipo.
¿Necesitas mejorar el sistema de enfriamiento de tu centro de datos? Comunícate con Hunan El equipo de ingeniería de Durafort te asesorará sobre la configuración adecuada de la bomba de carcasa dividida XSP para tus requisitos específicos de caudal, altura de elevación y material.
