EMERSON - Un`antica soluzione a un problema

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GENNAIO - FEBBRAIO 2015
LA TERMOTECNICA
a cura di Emerson Network Power EMEA
Un’antica soluzione a un problema attuale:
il raffreddamento adiabatico applicato all’acqua
refrigerata in freecooling del data center
L’articolo presenta uno studio dedicato alle soluzioni di raffreddamento adiabatico applicato all’acqua refrigerata in freecooling del data
center, con approfondimenti sull’evoluzione della tecnologia e i vantaggi derivanti dalla sua adozione. Infine viene presentata una delle
soluzioni freecooling: Liebert EFC
COME FUNZIONA IL RAFFREDDAMENTO ADIABATICO
Si tratta di un antico procedimento che risale più o meno all’impero romano,
epoca in cui il raffreddamento adiabatico è stato implementato per ridurre la
temperatura dell’aria con l’evaporazione dell’acqua nell’aria. Oltre 2.000
anni fa, questo processo veniva usato per abbassare la temperatura in uno
spazio molto caldo, spruzzando l’acqua nell’aria o sul pavimento, azione
che produce un effetto di raffreddamento sulla superficie pari all’acqua che
evapora. Oggi, il raffreddamento adiabatico utilizza i principi dell’antico
sistema, sfruttando i benefici della tecnologia del 21° secolo all’interno delle
unità di gestione termica.
Solo dieci anni fa, la temperatura standard di un data center in funzione
sarebbe stata intorno ai 22 gradi. Oggi è abbastanza normale avere data
center in esecuzione a temperature di 24 - 30 gradi, come confermato dalla
società americana che si occupa dei sistemi di riscaldamento, refrigerazione
e aria condizionata (ASHRAE), che di recente ha ampliato le linee guida sulle
temperature di esercizio dei data center. Infatti, la condizione ambientale
del data center risulta essere sempre più calda e le soluzioni di gestione si
stanno evolvendo per riuscire ad assorbire maggiore potenza e temperature
più elevate, portando responsabili IT e produttori di data center a considerare
soluzioni di raffreddamento ancora più creative.
I temi legati al raffreddamento e all’alimentazione dei data center pesano in
modo significativo sui costi operativi. Mantenere il data center equipaggiato
con l’intera infrastruttura di funzionamento e garantire al tempo stesso un
ambiente a prestazioni ottimali è sempre stata una delle principali sfide per
raggiungere l’efficienza dei data center. È ancora pratica comune, utilizzare climatizzatori posizionati sul perimetro della struttura che soffiano aria
raffreddata intorno all’edificio. Questo approccio, che richiede sistemi di
refrigerazione e di condizionamento d’aria in modalità continua, si traduce
in costi più elevati e ha un impatto ambientale importante. Queste soluzioni
potrebbero arrivare a un valore pPUE (consumo efficace di energia parziale
o meccanica) di 1.6 o superiore.
Raggiungere il valore teorico pPUE vicino a 1 è effettivamente impossibile con
queste tecniche di raffreddamento. Di conseguenza, stanno arrivando sul
mercato sistemi efficienti e più innovativi per la gestione termica e di energia.
E certamente, una delle soluzioni più efficaci introdotte di recente è quella
del raffreddamento adiabatico, un’antica tecnica presentata nel 21° secolo.
I BENEFICI DEL RAFFREDDAMENTO ADIABATICO
APPLICATI AI REFRIGERATORI FREECOOLING
L’antico principio di raffreddamento adiabatico oggi può essere impiegato
per ridurre in maniera significativa i costi energetici dei data center. Una
delle più interessanti applicazioni è legata al miglioramento dell’efficienza
di un refrigeratore freecooling (che sfrutta la sola differenza di temperatura
con l’ambiente esterno) ottenuto per umidificare l’aria dell’ambiente che
entra nelle bobine di espulsione del calore (sia per quelli a condensazione
che per i freecooling): l’aria passa attraverso speciali pattini adiabatici di
umidificazione prima di entrare nella bobina, e lo smaltimento del calore
nell’aria, a sua volta, diventa più efficiente. La capacità di freecooling aumenta considerevolmente, riducendo così al minimo il consumo energetico.
I risparmi energetici annui di seguito elencati possono essere ottenuti con
l’adozione di questo sistema:
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-- riduzione del 25 - 30 percento, rispetto a un refrigeratore freecooling;
-- riduzione del 50 - 60 percento, rispetto a un refrigeratore standard.
Il refrigeratore adiabatico freecooling è il primo sul mercato a offrire la tecnologia adiabatica e freecooling con ridondanza completa, offrendo nuovi
livelli di efficienza e, a sua volta, consentendo ai responsabili dei data center
di ridurre le spese generali.
UN “FRESCO” FUTURO DAVANTI A NOI
Data center intelligenti in grado di utilizzare la combinazione di sistemi
tradizionali di raffreddamento con le soluzioni più innovative ed efficienti
come il raffreddamento adiabatico, diventeranno sicuramente lo standard
per il futuro. Questi data center saranno in grado di adattarsi a esigenze e
situazioni specifiche al fine di ottenere sempre il sistema di raffreddamento
ottimale, più efficiente - il calcolo del perfetto equilibrio tra i costi di acqua
ed elettricità locali - il raffreddamento adiabatico può giocare un ruolo
chiave nella riduzione complessiva dei costi operativi. Come risultato
di queste applicazioni intelligenti, i data center di nuova generazione
saranno in grado di fornire ai loro clienti benefici ineguagliabili in termini
di riduzione dei costi, unitamente ad affidabilità e disponibilità del livello
di raffreddamento richiesto. Un refrigeratore freecooling con un sistema
adiabatico integrato è, infatti, in grado di garantire il 100 per cento di
raffreddamento anche nelle peggiori condizioni ambientali, ad esempio
quando si verificano picchi di temperatura e in caso di scarsità di acqua: i
compressori di back-up forniranno la piena capacità quando necessario.
Un altro significativo vantaggio è offerto dalla possibilità di aggiornare i
sistemi di gestione termica esistenti o le tipologie degli schemi di acqua
refrigerata, senza la necessità di dover riprogettare l’intero sistema. Poiché
i costi dell’energia continuano ad aumentare, i responsabili dei data center
saranno sempre più attenti nel valutare ogni soluzione creativa, come ad
esempio il raffreddamento adiabatico, e nello sviluppo di un data center
del futuro potremmo anche fare buon uso delle tecnologie passate, non
importa quanto antiche esse siano.
UN’INNOVATIVA SOLUZIONE FREECOOLING
EVAPORATIVA INDIRETTA: LIEBERT EFC
Emerson Network Power, divisione di Emerson e leader globale nell’ottimizzazione della disponibilità, capacità ed efficienza
dell’infrastruttura critica, ha introdotto la soluzione Liebert® EFC in
Europa, Medio Oriente e Africa (EMEA).
La soluzione Liebert EFC di Emerson Network Power utilizza una combina-
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zione di freecooling evaporativo indiretto con uno scambiatore di calore
aria-aria all’interno di un’unica unità. Grazie al processo di evaporazione dell’acqua, questa tecnologia è in grado di ottenere livelli di pPUE
(Power Usage Effectiveness) parziali di 1,03 e di abbattere le emissioni
di CO2. Il sistema assicura livelli elevati di efficienza energetica e, di
conseguenza, riduce al minimo i costi di esercizio.
Le prestazioni di alto livello possono essere verificate in un ampio spettro
di condizioni operative all’interno dell’Evaporative Cooling Validation
Area. La struttura dei test è in grado di simulare carichi IT fino a 400 kW,
con parametri di portata dell’aria fino a 100.000 m3 l’ora, replicando le
condizioni di picco tipiche nella regione EMEA, con una straordinaria
precisione di misurazione delle prestazioni entro una tolleranza massima di +/-5%. Questa risorsa offre ai clienti l’opportunità di assistere
alle dimostrazioni prima di procedere con l’installazione in condizioni
sul campo molto diverse fra loro e garantisce una trasparenza assoluta
sui parametri prestazionali della soluzione Liebert EFC oltre alla possibilità di confrontarsi con il team di esperti di Emerson Network Power.
La logica di controllo, brevettata e disponibile unicamente da Emerson
Network Power, permette a Liebert EFC di ottimizzare i volumi d’aria
interni e le temperature in base ai requisiti specifici dei server e in funzione
dei loro fabbisogni di portata d’aria. In tal modo si evitano sprechi energetici per spostare o raffreddare aria non richiesta. Inoltre, il controllo
iCOM™ dedicato analizza in modo accurato l’equilibrio più efficiente
tra acqua ed elettricità, contribuendo a un ulteriore miglioramento nella
gestione dei costi. Il calcolo si basa sui fabbisogni del data center e tiene
conto anche delle fluttuazioni delle tariffe di acqua ed elettricità.
Liebert EFC prevede anche modalità operative che sono studiate per
operare in diverse condizioni ambientali. Il sistema riesce ad adattarsi
con la massima efficienza in funzione sia dell’ambiente esterno sia del
condizionamento richiesto dal data center e l’unità mantiene sempre la
separazione fisica tra l’ambiente interno ed esterno. Le operazioni possono
così proseguire senza il rischio di contaminazioni dell’aria dovute a fattori
esterni variabili quali livelli elevati di inquinamento o fumo.
Questa tecnologia, che è stata sviluppata dalla divisione Thermal
Management dedicata di Emerson Network Power, amplia e potenzia
ulteriormente l’attuale portfolio adiabatico di cui fa parte la soluzione
Liebert® AFC recentemente presentata. Il team di esperti ha preso spunto
dalle indicazioni dei clienti per realizzare una soluzione all’avanguardia studiata per rispondere alle esigenze delle aziende odierne, con
attenzione alle strutture medio-grandi e di colocation.
Con una presenza in oltre 150 paesi, il sostegno di un’assistenza locale
e il supporto di oltre 3.200 professionisti certificati, Emerson Network
Power gode di una posizione unica per offrire soluzioni e supporto
completo a clienti in qualsiasi parte del mondo, 24 ore al giorno, sette
giorni alla settimana.
“La soluzione Liebert EFC e la Evaporative Cooling Validation Area
sono un complemento vitale al nostro portfolio Thermal Management.
Offrono ai nostri clienti la totale trasparenza sulla soluzione, oltre a ingenti risparmi sui costi e un prodotto di altissima qualità”, ha dichiarato
Kevin Brady, vicepresidente Thermal Management, Emerson Network
Power EMEA. “Integrando i riscontri dei nostri clienti lungo l’intero
processo di sviluppo, facciamo sì che le nostre soluzioni di Thermal
Management rispondano realmente alle esigenze in continuo divenire
delle loro aziende”.