En la climatización de los centros de datos, para mantener un funcionamiento estable de los servidores no solo es imprescindible controlar la temperatura, sino también la humedad. En este ajuste de la humedad y en parte de las fuentes de calor se utiliza vapor en algunas situaciones, y las válvulas desempeñan un papel importante para suministrar el vapor sin excesos ni carencias. Al estabilizar la presión con la válvula reductora de presión, ajustar el caudal según la carga con la válvula de control y evacuar rápidamente el condensado (drenaje) con el purgador de vapor, resulta más fácil mantener la eficiencia del intercambio de calor a la vez que se reduce el consumo de vapor. Como resultado, la principal ventaja de emplear válvulas en los centros de datos es que contribuyen al ahorro energético de la climatización y a la estabilidad de la operación.
Puntos clave de este artículo
- En la climatización de los centros de datos, en ocasiones se utiliza vapor para el control de temperatura y humedad o como fuente de calor, y el suministro estable de vapor es la clave del ahorro energético.
- La válvula reductora de presión, la válvula de control y el purgador de vapor, entre otros, optimizan la presión, el caudal y el drenaje, contribuyendo a mantener la eficiencia térmica.
- En situaciones en las que resulta difícil decidir, como “no sé si el diámetro o la presión de ajuste son los adecuados”, lo más seguro es organizar las condiciones y consultar la selección con el fabricante.
Por qué se utiliza vapor en la climatización de los centros de datos
La climatización de los centros de datos no tiene como objetivo únicamente bajar la temperatura de la sala, sino mantener de forma estable un entorno adecuado para los equipos de servidor. Como parte de ello, hay situaciones en las que se emplea vapor.
Control de temperatura y humedad y humidificación por vapor para proteger el entorno de los servidores
En los centros de datos, además de la temperatura, también es importante el control de la humedad. Si la humedad es demasiado baja, aumenta el riesgo de averías por electricidad estática, y si es demasiado alta, puede ser una causa de condensación y corrosión; por ello, en general se recomienda mantenerla dentro de un rango determinado.
Cuando se adopta la humidificación por vapor para este ajuste de la humedad, si bien resulta fácil lograr una humidificación limpia y de respuesta rápida, se necesita un mecanismo que suministre el vapor de forma estable a una presión adecuada. Como la cantidad de humidificación tiende a desestabilizarse cuando fluctúa la presión del vapor enviado al humidificador, cobra relevancia la estabilización de la presión mediante la válvula reductora de presión.
Casos en los que se utiliza vapor como fuente de calor o para el aprovechamiento del calor residual
Según la instalación, hay casos en los que se incorpora a la fuente de calor de la climatización una máquina frigorífica de absorción accionada por vapor, o en los que se aprovecha el vapor o el calor residual de otros equipos. En estas configuraciones, a veces se logra nivelar los picos de consumo eléctrico, aunque la viabilidad de su adopción y su efecto varían según el diseño del equipo y las condiciones de operación. En cualquier caso, la posibilidad de suministrar el vapor de forma estable, sin excesos ni carencias, es lo que determina la eficiencia energética.
El papel de las válvulas que respaldan el ahorro energético
En los sistemas de climatización que utilizan vapor, varias válvulas se reparten cada una su función y, como resultado, respaldan el ahorro energético y la operación estable. Aquí organizamos las funciones principales dividiéndolas en “estabilización de la presión y el caudal” y “mantenimiento de la eficiencia del intercambio de calor”.
Estabilizar la presión y el caudal (válvula reductora de presión y válvula de control)
La válvula reductora de presión reduce la elevada presión del vapor del lado de la fuente de calor a una presión adecuada para equipos como humidificadores o intercambiadores de calor, y estabiliza la presión del lado secundario aunque fluctúe la carga. Cuando la presión se estabiliza, la cantidad de humidificación y la capacidad de intercambio de calor se estabilizan, y resulta más fácil evitar el desperdicio por suministro excesivo.
La válvula de control (como las válvulas motorizadas) ajusta el caudal de vapor según la fluctuación de la carga de climatización. Como la carga de un centro de datos varía según la tasa de operación y la estación, estrangular el caudal siguiendo la carga es eficaz para reducir el consumo excesivo de vapor.
Mantener la eficiencia del intercambio de calor (purgador de vapor, purgador de aire y válvula de seguridad)
El purgador de vapor evacua rápidamente el condensado que se acumula en las tuberías y en los intercambiadores de calor, a la vez que impide que se escape el propio vapor. Si el condensado se estanca, disminuye la eficiencia del intercambio de calor y también puede ser una de las causas del golpe de ariete. Además, si el purgador se avería y el vapor sigue fugándose, esto se traduce directamente en pérdida de energía, por lo que la comprobación periódica de su funcionamiento sirve de referencia para mantener el ahorro energético.
El purgador de aire evacua el aire que entra en las tuberías, por ejemplo durante el arranque. Como el aire dificulta la transferencia de calor, eliminarlo permite frenar la disminución de la eficiencia del intercambio de calor. La válvula de seguridad cumple la función de proteger los equipos frente a la sobrepresión; no supone un ahorro energético en sí mismo, pero es imprescindible como premisa para mantener el sistema seguro y estable.
Preguntas frecuentes
Q1. ¿Es imprescindible el vapor para la climatización de un centro de datos?
A1. No es imprescindible. Depende del método de humidificación y del diseño de la fuente de calor. Cuando se adopta la humidificación por vapor o una fuente de calor accionada por vapor, entra en juego el conjunto de válvulas como la válvula reductora de presión y el purgador de vapor.
Q2. ¿Cuál es la diferencia entre la humidificación por vapor y los métodos evaporativo o de pulverización de agua?
A2. En general, la humidificación por vapor tiene una respuesta rápida y facilita una humidificación limpia, pero requiere una fuente de calor. El método evaporativo y el de pulverización de agua pueden resultar ventajosos en cuanto a ahorro energético, y se seleccionan teniendo en cuenta las condiciones ambientales y el coste.
Q3. ¿Cuál es la válvula que más contribuye al ahorro energético?
A3. No se puede afirmar de forma tajante. Sus funciones son distintas: la válvula reductora de presión para la estabilización de la presión, la válvula de control para el seguimiento de la carga y el purgador de vapor para el mantenimiento de la eficiencia térmica; el efecto se obtiene con la combinación de todas ellas.
Q4. ¿Qué ocurre si se avería el purgador de vapor?
A4. Existe el riesgo de pérdida de energía por fuga de vapor, así como de disminución de la eficiencia del intercambio de calor y de ser una causa del golpe de ariete debido al estancamiento del condensado. Recomendamos comprobar su funcionamiento de forma periódica.
Q5. ¿Cómo se determina la presión de ajuste de la válvula reductora de presión?
A5. Se determina a partir de la presión y el caudal necesarios del equipo utilizado y de las condiciones de la tubería. Existen valores de referencia, pero, en última instancia, la premisa es una selección acorde con las especificaciones del equipo.
Q6. Al renovar una válvula existente, ¿se puede elegir un producto equivalente?
A6. En muchos casos, si se conocen las condiciones como el diámetro, el tipo de conexión y la presión/temperatura, es posible seleccionar un producto equivalente. Cuando se desconocen las especificaciones, lo más seguro es organizar las condiciones y consultar con el fabricante.
Q7. Si el consumo de vapor aumenta por una ampliación, ¿qué se debe revisar?
A7. Sirven de referencia la capacidad de la válvula reductora de presión, la capacidad de descarga del purgador de vapor y el diámetro de la tubería, entre otros. Recomendamos comprobar el equilibrio de todo el sistema, y no solo un punto concreto.
Resumen y consultas
Cuando se utiliza vapor en la climatización de un centro de datos, la estabilización de la presión mediante la válvula reductora de presión, el seguimiento de la carga mediante la válvula de control y la evacuación del condensado mediante el purgador de vapor se combinan para lograr un ahorro energético que reduce el consumo de vapor a la vez que mantiene la eficiencia del intercambio de calor. El primer paso es organizar en qué equipos y de qué forma se utiliza el vapor en el sistema de climatización de su propia empresa.
Si tiene alguna dificultad, como “no puedo determinar si el diámetro o la presión de ajuste de la válvula reductora de presión del vapor enviado al humidificador son los adecuados”, “conozco el caudal máximo pero desconozco el mínimo y no logro decidir la válvula de control de caudal” o “quiero seleccionar un producto equivalente a la válvula existente”, puede organizar las condiciones y consultar con Yoshitake sobre asesoramiento técnico y selección. Podemos ofrecerle propuestas de selección de válvulas acordes con sus condiciones de uso.