Di Andrea Moscheni, Thermal Management Product Application Manager, Vertiv
Il ruolo assunto dal data center è in continua evoluzione. Di fatti, con la progressiva dipendenza da servizi e soluzioni digitali e la prospettiva di un futuro mondo virtuale, la domanda legata a questo settore non mostra segni di rallentamento. In questo nuovo scenario, i provider di data center hanno già individuato molteplici opportunità: Omdia prevede un tasso di crescita quinquennale (CAGR) dei settori cloud e colocation rispettivamente del 16.6% e 8.3%. Contemporaneamente i maggiori operatori di data center e le associazioni di categoria stanno anche adottando policy di sostenibilità per ridurre drasticamente l’emissione di CO2.
Sostenibilità dei data center
Al fine di raggiungere questi obiettivi di sostenibilità, molti provider di settore hanno aderito al Climate Neutral Data Centre Pact per raggiungere la neutralità climatica entro il 2030. In questi ultimi due anni il tema della sostenibilità è diventato l’elemento chiave di molti processi aziendali. In termini di soluzioni, questo ha portato una grande attenzione alle tecnologie ad acqua refrigerata che promettono costi convenienti, facilità di implementazione e, contemporaneamente, un ridotto impatto ambientale. La diminuzione delle emissioni passa attraverso due aspetti fondamentali: la riduzione delle emissioni dirette e la riduzione delle emissioni indirette.
Riduzione delle emissioni dirette (GWP del refrigerante)
Il Global Warming Potential (GWP), o potenziale di riscaldamento globale, indica l’impatto relativo di un gas a effetto serra e il tempo in cui rimane attivo nell’atmosfera, rispetto all’effetto della CO2. Più bassa è questa unità, più basso è l’impatto atmosferico. Per ridurre il GWP, i refrigeranti tradizionali presenti nei data center possono essere oggi sostituiti da quelli a IdroFluoroOlefine (HFO), caratterizzati da un GWP inferiore, evitando così l’emissione di 150 milioni di tonnellate di CO2 equivalente entro il 2040. Molti di questi nuovi refrigeranti, sono però, classificati dall’ASHRAE (American Society of Heating Refrigerating and Air-Conditioning Engineers) come leggermente infiammabili. Per questo motivo è richiesta una nuova progettazione del sistema di raffreddamento, che impatterà anche su quella del data center nel suo complesso. In questo contesto, i chiller sono una soluzione ottimale, poiché il fluido refrigerante è racchiuso all’interno delle unità di raffreddamento che, nella maggior parte dei casi, sono installate all’esterno del data center, semplificandone la gestione. Queste soluzioni sono una delle prime tecnologie di raffreddamento ad utilizzare refrigeranti a basso GWP nelle applicazioni dei data center e rappresentano quindi una valida alternativa per ridurre l’impatto ambientale diretto.
Riduzione delle emissioni indirette (taglio del consumo energetico)
Ridurre le emissioni significa anche diminuire il consumo di energia elettrica di un data center durante il suo funzionamento. In questo senso, i sistemi ad acqua refrigerata possono giocare un ruolo importante. Negli ultimi anni hanno introdotto una serie di miglioramenti dell’efficienza del sistema di raffreddamento che permettono di ridurre il consumo di energia elettrica. L’utilizzo di compressori inverter ha permesso di migliorare l’efficienza dei sistemi, in particolar modo quando il compressore lavora a carico parziale. I refrigeratori dotati di compressori a vite con inverter o di compressori centrifughi oil-free sono ora disponibili per ridurre drasticamente il consumo di elettricità rispetto alla tecnologia precedente. Recentemente, l’ASHRAE ha aumentato la temperatura di funzionamento raccomandata per le apparecchiature dei data center fino a 27°C. Si tratta di un cambiamento importante poiché consente un significativo miglioramento in termini di efficienza dell’intero sistema ad acqua refrigerata, massimizzando le ore di freecooling (anche in quei paesi dove prima non era possibile), riducendo i consumi dei compressori e ponendo così un nuovo target in termini di pPUE (partial power usage effectiveness). In quest’ottica, la tecnologia adiabatica permette di raffreddare l’aria dell’ambiente facendola passare attraverso a dei pannelli di umidificazione adiabatica. L’aria risulterà ad una temperatura inferiore, ottenendo così una maggiore capacità di freecooling del refrigeratore e un funzionamento più efficiente del compressore. Il fulcro di questa soluzione è rappresentato dal sistema di controllo, che consente di utilizzare l’acqua quando è strettamente necessaria, in base alla disponibilità, all’efficienza o alle esigenze di raffreddamento. La funzione principale di questo sistema di controllo consiste nell’evitare lo spreco di acqua, migliorando l’WUE (water usage effectiveness) del data center. Altri miglioramenti che possono incidere sull’efficienza dei data center dipendono dall’ottimizzazione dei controlli dei sistemi ad acqua refrigerata. In tal senso, la tecnologia del Plant Manager può coordinare il funzionamento di tutte le unità e i componenti principali dei sistemi ad acqua refrigerata. Permette di integrare e gestire le modalità di lavoro tra le unità e i componenti principali, migliorando l’efficienza e le prestazioni ai carichi parziali o, nel caso improbabile di guasto, di individuare la modalità di intervento migliore e garantire la continuità di raffreddamento del sistema. Integrando tutte queste tecnologie, i sistemi ad acqua refrigerata possono ridurre significativamente le emissioni dirette e indirette.
Un caso di studio
Un esempio di come i sistemi ad acqua refrigerata possano offrire questi vantaggi è dato dal caso di Green Mountain, un data center norvegese alimentato ad energia idroelettrica in cui il sistema di gestione termica gioca un ruolo importante. In seguito all’installazione delle unità ad acqua refrigerata Vertiv, Green Mountain ha ottenuto cinque megawatt di capacità di raffreddamento in più, dimostrando come questi sistemi possano facilitare configurazioni più efficienti all’interno dei data center.
