Centro dati per l'acqua di raffreddamento
Il numero di data center continua a crescere in risposta all'enorme quantità di informazioni digitali archiviate e trasmesse in streaming. Nonostante i continui progressi tecnologici, il consumo energetico è in aumento, poiché un numero sempre maggiore di core e CPU viene concentrato in spazi sempre più ridotti e la densità dei server aumenta costantemente.
L'elevato consumo energetico genera un calore considerevole che può rallentare o causare malfunzionamenti ai server. In questo contesto, un raffreddamento efficiente è diventato un requisito fondamentale per gli edifici e i sistemi di raffreddamento tradizionali non sono più in grado di soddisfare le esigenze. Inoltre, l'aumento dei prezzi dell'energia ha costretto molti tecnici IT a confrontarsi con l'inefficienza delle pratiche attuali.
Raffreddamento ad acqua contro raffreddamento ad aria
Esistono diversi metodi per raffreddare i data center, a seconda della capacità di calcolo, dei costi energetici, della disponibilità di acqua, del carico di dati e della densità dei server. Le opzioni più diffuse sul mercato includono i sistemi di raffreddamento ad acqua e ad aria. Confrontando le tecniche di raffreddamento ad acqua e ad aria nei data center, si scopre che il raffreddamento ad aria è più comune, ma il raffreddamento ad acqua può risultare più conveniente.
Essendo un gas, l'aria ha una scarsa conducibilità termica, il che significa che la quantità di energia necessaria per raffreddarla alle temperature richieste e per movimentarla diventa piuttosto elevata. L'acqua ha una capacità di dissipazione del calore molto maggiore rispetto all'aria e può quindi essere molto più efficace per raffreddare i punti caldi se progettata e implementata correttamente. L'utilizzo di sistemi di raffreddamento ad acqua anziché ad aria può ridurre significativamente i costi energetici per il raffreddamento. Sorprendentemente, può anche ridurre l'impronta idrica. Infatti, la quantità di acqua utilizzata in una centrale elettrica per produrre l'energia aggiuntiva necessaria al sistema di raffreddamento ad aria è superiore alla quantità di acqua che verrebbe utilizzata localmente da un sistema di raffreddamento ad acqua.
I vantaggi dei sistemi di raffreddamento ad acqua includono:
- Aumento di dieci volte della densità dei server,
- Molto meno energia necessaria per il raffreddamento,
- Tempi di produzione ridotti e ritorno sul capitale investito più rapido,
- Nessuna necessità di architetture edili personalizzate,
- Maggiore affidabilità dell'infrastruttura,
- Nessuna necessità di ricalibrare i flussi d'aria prima di spostamenti, aggiunte o modifiche,
- Ambiente di lavoro notevolmente migliorato (riduzione del rumore).
Il raffreddamento ad acqua è stato a lungo una preoccupazione per molti operatori di data center a causa del rischio di perdite; tuttavia, questa tecnologia è ormai sufficientemente matura da non rappresentare più un problema. L'utilizzo dell'acqua per raffreddare in modo più efficace i punti caldi consente di ottimizzare il consumo energetico e offre la possibilità di gestire data center ad alta disponibilità e ad alta densità in futuro. Nella maggior parte dei casi, il raffreddamento ad acqua è considerato una best practice. Le tecnologie di raffreddamento ad acqua risultano ancora più efficienti quando si sfrutta il "free cooling" durante i periodi di temperature più basse.
In realtà, le torri di raffreddamento non si limitano a raffreddare, ma dissipano il calore, trasferendolo dall'acqua all'atmosfera attraverso i processi di evaporazione (calore latente) e scambio termico sensibile, riducendo così la temperatura dell'acqua. L'acqua di raffreddamento viene utilizzata in diversi settori industriali e, di conseguenza, esistono diverse tipologie di torri di raffreddamento.
Una torre di raffreddamento scelta e manutenuta correttamente può aiutare le organizzazioni a evitare problemi operativi. La scelta deve basarsi su dimensioni, efficienza, dinamica e altri fattori.
Trattamento dell'acqua di reintegro per il raffreddamento
Le fonti d'acqua utilizzate nelle torri di raffreddamento spesso contengono sali (come cloro, solfati e carbonati), gas disciolti (come ossigeno e anidride carbonica) e ioni metallici (come ferro e manganese). La presenza di questi inquinanti può causare una serie di problemi, tra cui incrostazioni, formazione di depositi, corrosione e proliferazione biologica. I microrganismi patogeni, come il batterio Legionella, devono essere inattivati. Pertanto, i sistemi di trattamento e disinfezione dell'acqua delle torri di raffreddamento sono di primaria importanza per soddisfare esigenze diverse da quelle standard per l'acqua potabile e l'acqua delle piscine.
Figure 1. Schema della tecnologia di raffreddamento ad acqua per data center con pretrattamento dell'acqua di reintegro tramite membrane ad osmosi inversa
Lenntech ha progettato, prodotto e assemblato diversi impianti di trattamento acque chiavi in mano per l'acqua di raffreddamento dei data center. Le soluzioni Lenntech consentono una riduzione del consumo idrico del 20-30% nelle unità di raffreddamento e, di conseguenza, una minimizzazione delle acque di scarico (blow-down). Inoltre, l'acqua purificata e l'elevato tasso di recupero permettono di ridurre la quantità di prodotti chimici utilizzati per il mantenimento della qualità dell'acqua di raffreddamento.
Questo sistema può essere installato in container o su skid, risultando compatto e pronto all'uso, riducendo al minimo i lavori in loco e l'ingombro.
