Intercambiadores de calor para la refrigeración líquida de centros de datos: CDU, free cooling y aprovechamiento del calor
Los servidores de IA llevan la potencia de los racks más allá de lo que el aire puede evacuar, y cada vez más centros de datos refrigeran los chips directamente con líquido. Detrás de cada placa fría hay una cadena de intercambiadores de calor que lleva el calor de los servidores al aire exterior, o a alguien que pueda aprovecharlo. Elegir bien esos intercambiadores decide a qué temperatura puede trabajar el agua de la instalación, cuántas horas puede refrigerar la planta sin enfriadoras y lo fiable que es el circuito de líquido.
Esta guía está pensada para propietarios, proyectistas e instaladores de centros de datos que compran unidades de distribución de refrigerante (CDU), intercambiadores de placas o centrales de frío prefabricadas. El catálogo de productos de este sitio incluye la unidad de distribución ACDU de Accessen, su central de frío exterior prefabricada AIS y sus intercambiadores de placas de alta eficiencia AQ/AA. Para un proyecto concreto, envíe los datos de sus circuitos mediante el formulario de solicitud de oferta.
1. Dónde están los intercambiadores
Un centro de datos con refrigeración líquida suele tener tres circuitos. El sistema de refrigeración tecnológica (TCS) es el circuito que pasa por las placas frías de los servidores. El sistema de agua de la instalación (FWS, facility water system) es el circuito del edificio. El sistema de disipación de calor lleva el calor al exterior mediante torres de refrigeración, aerorrefrigerantes secos o enfriadoras.
| Ubicación | Intercambiador | Función |
|---|---|---|
| CDU | Intercambiador de placas líquido-líquido | Separa el circuito de los servidores del agua de la instalación, para que ese circuito se mantenga limpio, a su propia presión y con su propio refrigerante |
| Free cooling | Intercambiador de placas entre el agua de torre y el agua enfriada | Refrigera sin hacer funcionar las enfriadoras cuando las condiciones exteriores lo permiten |
| Disipación de calor | Torre de refrigeración de circuito cerrado o aerorrefrigerante seco | Disipa el calor al aire sin exponer el agua de la instalación al aire |
| Aprovechamiento del calor | Intercambiador de placas hacia una red de calor | Entrega el calor residual a una red de calefacción urbana o a edificios cercanos |
Un ejemplo real: para el centro de datos de 25 MW de ByteDance en Johor (Malasia), Accessen suministró una central de frío integrada prefabricada basada en torres de refrigeración cerradas en configuración «3+1», de 3150 kW cada una, con las bombas, la reposición de agua y la dosificación química en módulos en contenedor.
2. Clases W de ASHRAE y aproximación de temperatura
El comité técnico 9.9 de ASHRAE clasifica los equipos informáticos refrigerados por líquido según la temperatura del agua de la instalación que aceptan. En la 5.ª edición de sus Thermal Guidelines for Data Processing Environments (2021), las clases llevan el nombre de su límite superior: W17, W27, W32, W40, W45 y W+ (por encima de 45 °C). Como explica Upsite Technologies, cumplir una clase significa que el equipo informático funciona a plena potencia, sin limitaciones, a todas las temperaturas de esa clase.
El intercambiador de la CDU está entre el agua de la instalación y el circuito de los servidores, así que su aproximación de temperatura, es decir, la diferencia entre la temperatura de impulsión del agua de la instalación y la del circuito de los servidores, importa mucho. Por ejemplo, si los servidores necesitan refrigerante a 35 °C, una CDU con una aproximación de 3 K puede trabajar con agua de la instalación de hasta 32 °C, mientras que una aproximación de 6 K exige agua a 29 °C o menos. Una aproximación más estrecha permite trabajar con agua de la instalación más caliente, lo que significa más horas de free cooling, enfriadoras más pequeñas o ninguna, y un aprovechamiento del calor más fácil. El precio es más superficie de placas.
Al comparar CDU, hágalo con la misma temperatura del agua de la instalación, la misma temperatura del circuito de los servidores, los mismos caudales y el mismo refrigerante. Una potencia anunciada sin esas condiciones dice poco.
3. Refrigerante y compatibilidad de materiales
Muchos sistemas de refrigeración directa de chips usan PG25. Una entrada del blog de Schneider Electric, escrita por un ingeniero de Motivair, describe el PG25 como una mezcla de 75 % de agua y 25 % de propilenglicol, explica que el 25 % es la concentración a la que la mezcla se vuelve bioestática e indica que el Open Compute Project (OCP) lo recomienda. El PG25 suele llevar inhibidores que protegen de la corrosión el cobre de las CDU y de las placas frías, y protege contra la congelación hasta unos -10 °C.
Para el intercambiador, esto significa:
- Confirmar que el material de las placas, el posible material de aporte de la soldadura fuerte y las juntas están aprobados para el refrigerante y sus inhibidores. Pida al proveedor del refrigerante y al del intercambiador que lo acuerden por escrito.
- Tener en cuenta que una mezcla con glicol transmite peor el calor que el agua. Para la misma aproximación de temperatura, hace falta más superficie de placas con PG25 que con agua.
- Incluir los datos del refrigerante en la solicitud de oferta: tipo y concentración del glicol, marca de los inhibidores y rango de temperatura previsto.
4. Limpieza: lavado y filtración
El mismo blog de Schneider Electric señala que las placas frías tienen hoy una separación entre aletas de unos 50 micrómetros, y que los diseños futuros podrían ser aún más estrechos. Las partículas que quedan de la fabricación, la soldadura o el montaje pueden obstruir esos canales y sobrecalentar los chips. Por eso la limpieza empieza en la fábrica que construye la CDU y su intercambiador.
Pregunte a los proveedores:
- Cómo se limpian el intercambiador y las tuberías, y cómo se cierra el equipo para el envío.
- Qué procedimiento de lavado recomiendan antes de conectar los equipos informáticos.
- Qué filtración prevén en cada circuito y si los filtros pueden cambiarse sin parar el circuito. Los grados de filtración varían según el diseño: los datos de catálogo de la ACDU de Accessen indican una filtración de 100 a 200 µm en el lado secundario y de 200 a 300 µm en el primario. Compruebe lo que exige el proveedor de las placas frías.
5. Redundancia y mantenimiento
Una CDU alimenta servidores que no toleran una pérdida de refrigeración, así que la redundancia importa tanto como la eficiencia. Las medidas habituales son bombas N+1, doble alimentación eléctrica y un control que conmuta automáticamente. En el lado del intercambiador, dos o más intercambiadores de placas en paralelo, cada uno con sus propias válvulas de aislamiento y con capacidad suficiente cuando uno queda fuera de servicio, permiten limpiar o reparar un equipo mientras los demás siguen refrigerando. Una derivación (bypass) alrededor de un único intercambiador mantiene la circulación del refrigerante, pero no evacua calor.
El lado del agua de la instalación también merece atención. El agua de las torres de refrigeración abiertas arrastra suciedad y crecimiento biológico, que ensucian los intercambiadores de placas. Los filtros antes del intercambiador, un tratamiento de agua regular o enfriadores de circuito cerrado como los del proyecto de Johor mantienen más limpio el circuito de la instalación.
6. Centrales de frío prefabricadas
Cada vez más proyectos compran la planta de frío como módulos fabricados en taller en lugar de construirla en obra. La central AIS de Accessen integra enfriadoras, intercambiadores de placas, bombas, torres de refrigeración, válvulas y control en un conjunto exterior premontado que en obra solo necesita las conexiones de agua y electricidad. En Data Centre World Frankfurt 2026, la empresa afirmó que este enfoque puede reducir el tiempo de implantación hasta en un 50 % frente a la instalación tradicional en obra; es una cifra de la propia empresa.
Si compra una central prefabricada, pida el procedimiento de pruebas de aceptación en fábrica, los códigos de diseño de las tuberías y de los equipos a presión, las dimensiones y los puntos de izado de los módulos de transporte, y la lista de interfaces para las conexiones en obra.
7. Aprovechamiento del calor
Un agua de la instalación más caliente, en el rango W40 y W45, facilita el uso del calor residual en una red de calefacción urbana o en edificios cercanos, normalmente mediante un intercambiador de placas y a veces una bomba de calor. La regulación empuja en la misma dirección. Según un resumen de Danfoss sobre la política de la UE, la Directiva de eficiencia energética refundida obliga a los centros de datos de más de 1 MW a aprovechar su calor residual u otras aplicaciones de recuperación de calor cuando sea técnica y económicamente viable. Si el aprovechamiento del calor forma parte del plan, incluya desde el principio las temperaturas y presiones de la red de calor en la solicitud de oferta.
8. Qué especificar en una solicitud de oferta
| Dato | Qué indicar |
|---|---|
| Carga térmica | Por CDU y para toda la planta, ahora y en la configuración final |
| Agua de la instalación | Temperaturas de impulsión y retorno, caudal, clase W, calidad del agua |
| Circuito de los servidores | Temperatura de impulsión exigida por los equipos informáticos, salto térmico, caudal |
| Aproximación de temperatura | El objetivo para el intercambiador de la CDU |
| Refrigerantes | En ambos circuitos: agua, PG25 u otro, con la marca de los inhibidores |
| Presión | Presión de diseño y pérdida de carga admisible en cada lado |
| Materiales | Placas, soldadura fuerte, juntas, tuberías; materiales que deben evitarse |
| Limpieza | Grado de filtración, requisitos de lavado y limpieza |
| Redundancia | Bombas, intercambiadores, alimentaciones, control |
| Control | Protocolo de comunicación y puntos de supervisión |
| Cumplimiento | Certificaciones y marcados exigidos en su mercado |
| Pruebas | Pruebas de aceptación en fábrica y si asistirá a ellas |
9. Qué significa esto para los compradores
En un centro de datos con refrigeración líquida, los intercambiadores deciden a qué temperatura puede trabajar el agua de la instalación y cuánto free cooling y aprovechamiento del calor son posibles. Especifique la aproximación de temperatura, el refrigerante y los requisitos de limpieza con el mismo cuidado que la potencia, y compare las ofertas en las mismas condiciones. Fabricantes chinos como Accessen suministran ya CDU, intercambiadores de placas y centrales de frío prefabricadas completas para centros de datos en China y en el extranjero, así que conviene incluirlos en la comparación de proveedores. Nuestra lista de comprobación de proveedores de intercambiadores para climatización trata puntos afines para los sistemas de refrigeración de edificios.
Fuentes y páginas relacionadas
- Upsite Technologies, cambios en el capítulo de refrigeración líquida de la 5.ª edición de las Thermal Guidelines de ASHRAE: https://www.upsite.com/blog/major-changes-to-ashraes-fifth-edition-of-thermal-guidelines-part-3-liquid-cooling-chapter-updates/
- Blog de Schneider Electric, elección del refrigerante para la refrigeración líquida de centros de datos (PG25): https://blog.se.com/datacenter/2026/08/14/what-coolant-for-data-center-liquid-cooling-pg25-dielectric-fluids-ashrae-recommendations/
- Danfoss, políticas de la UE para centros de datos: https://www.danfoss.com/en/markets/buildings-commercial/shared/data-centers/data-center-policies-in-the-eu/
- HeatEx Direct, central de frío de Accessen para el centro de datos de ByteDance en Johor: https://heatexdirect.com/es/industry-news/news/accessen-bytedance-johor-data-center-cooling-station
- Unidad de distribución ACDU de Accessen en HeatEx Direct: https://heatexdirect.com/es/products/shanghai-accessen-co-ltd/liquid-cooling-distribution-unit-acdu
- Central de frío exterior prefabricada AIS de Accessen en HeatEx Direct: https://heatexdirect.com/es/products/shanghai-accessen-co-ltd/outdoor-prefabricated-integrated-cooling-station-ais