Close Control. Il condizionamento di precisione

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1 Close Control Il condizionamento di precisione

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3 INDICE 1 INTRODUZIONE 5 2 CCAC VS. COMFORT: LE DIFFERENZE FRA LE DUE TIPOLOGIE DI CONDIZIONAMENTO IN SEI PUNTI DEFINIZIONE PRINCIPALI APPLICAZIONI SPECIFICHE CARATTERISTICHE GENERALI CONDIZIONATORI CARATTERISTICHE 26 C / 50%; 35 C CARATTERISTICHE OPERATIVE 26 C / 50%; 35 C 9 3 LA PRINCIPALE APPLICAZIONE DEL CONDIZIONAMENTO DI PRECISIONE: IL DATA CENTRE LO STATO DELL ARTE DELLA TECNOLOGIA CONTROLLO DELLA CAPACITÀ FRIGORIFERA SULLA TEMPERATURA DI MANDATA CONDIZIONI TERMO IGROMETRICHE ESTESE DISTRIBUZIONE UNIFORME DEL CARICO SU TUTTE LE MACCHINE (LOAD SHARING) SET POINT VARIABILE COL CARICO TERMICO (FLOATING SET POINT) PORTATA ACQUA VARIABILE AI CONDIZIONATORI PORTATA ACQUA VARIABILE AI REFRIGERATORI I FATTORI DI SCELTA DEL SISTEMA DI CONDIZIONAMENTO DEL DATA CENTRE CARICHI TERMICI TOTALI: DETERMINANO LA SCELTA DEL SISTEMA RIPARTIZIONE E TIPOLOGIA DEI CARICHI TERMICI CARATTERISTICHE DEGLI APPARATI CARATTERISTICHE FISICHE DEI LOCALI UBICAZIONE GEOGRAFICA E CARATTERISTICHE CLIMATICHE DEL SITO CARATTERISTICHE E NORMATIVE DEL SITO CLASSIFICAZIONE TIER E COMPONENTISTICA CONDIZIONATORI E REFRIGERATORI I LAY-OUT INTERNI DEL DATA CENTRE INSTALLAZIONE PERIMETRALE INSTALLAZIONE IN-ROW / IN-RACK CORRIDOIO CALDO / CORRIDOIO FREDDO COMPARTIMENTAZIONE INDICI / CLASSIFICAZIONI DEL DATA CENTRE INDICI PUE/DCIE CLASSIFICAZIONE TIER LA PROPOSTA RC GROUP PER IL DATA CENTRE A ELEVATA EFFICIENZA DATA CENTRE DI DIMENSIONI / CARICHI ELEVATI DATA CENTRE DI DIMENSIONI / CARICHI MEDIO BASSI DATA CENTRE CON HOT SPOT 24 4 LE ALTRE APPLICAZIONI DEL CONDIZIONAMENTO DI PRECISIONE 25 5 IL SERVIZIO SU MISURA DI RC GROUP 26 6 IL GLOSSARIO DEL CONDIZIONAMENTO DI PRECISIONE 27 3

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5 1 Introduzione Il condizionamento di precisione (CCAC = close control air conditioning) nasce verso gli anni settanta del secolo scorso per rispondere alle esigenze di una nicchia tecnologica molto specialistica: il mantenimento di condizioni termo-igrometriche (temperatura e umidità relativa) e di purezza dell aria entro limiti molto ristretti in locali nei quali operavano i primi elaboratori elettronici. Si è subito notato, infatti, che tali apparati emettevano una grande quantità di calore, e che la loro corretta funzionalità poteva essere garantita solo a condizioni climatiche appropriate. Il condizionamento di precisione ha assunto, quindi, una sua precisa connotazione, che lo distingue dal condizionamento di comfort. Queste pagine hanno lo scopo di fornire alcune informazioni di base sulle caratteristiche del condizionamento di precisione in contrapposizione al condizionamento CCAC, sulle sue principali applicazioni e sui supporti / servizi che RCGroup mette a disposizione. 5

6 2 CCAC vs. Comfort: le differenze fra le due tipologie di condizionamento in sei punti 2.1 Definizione Le differenze tra CCAC e comfort sono chiaramente evidenziate qui di seguito e indicano i target differenti delle due tipologie di condizionamento. CCAC Il condizionamento di precisione ha lo scopo di garantire il corretto funzionamento degli apparati elettronici e di altri apparati che emettono calore sensibile mantenendo e controllando, entro limiti molto ristretti, i seguenti parametri dell aria trattata: temperatura umidità relativa purezza. COMFORT Il condizionamento di comfort ha lo scopo di garantire il benessere delle persone che vivono/lavorano negli ambienti, mantenendo e controllando la temperatura dell aria trattata. Solo recentemente si sono affacciati sul mercato alcuni condizionatori che controllano l umidità relativa. 6

7 2.2 Principali applicazioni Qui si fornisce solo un elenco per confermare le differenze: descrizioni di dettaglio delle applicazioni più importanti del CCAC seguono nella pagine successive. CCAC Data Centre Centrali telefoniche Containers per telefonia mobile Sale quadri Sale di misura Sale radar Sale TAC Sale controllo COMFORT Abitazioni Uffici Ospedali Alberghi Centri commerciali Cinema e teatri Aeroporti Centri / sale congresso 2.3 Specifiche Le diverse esigenze/caratteristiche delle due tipologie di condizionamento sono qui riportate. CCAC Nessuna o limitata presenza di persone Carico termico : - sensibile : da 90 a 100% - latente : da 0 a 10% Operatività : H24; 365 gg/anno Controllo : Temperatura + Umidità Relativa Elevata efficienza di filtrazione (min. G4) Unità in stand-by richieste COMFORT Presenza di persone Carico termico : - sensibile : da 65 a 70% - latente : da 30 a 35% Operatività : h/g; 100 gg/anno (Europa) Controllo : solo Temperatura Nessuna richiesta particolare per la filtrazione Unità in stand-by non richieste 7

8 2.4 Caratteristiche generali condizionatori Le gamme dei condizionatori CCAC sono molto più ampie per versioni/configurazioni/dotazioni di accessori, e utilizzano sistemi di controllo più sofisticati CCAC Singolo e doppio circuito frigorifero Mandata dell aria dall alto / basso / a dislocamento Microprocessore sofisticato controllo su aria in mandata e ripresa Ampia disponibilità di accessori COMFORT Singolo circuito frigorifero Mandata dell aria dall alto Microprocessore con sole funzioni base controllo su aria in ripresa Ridotta disponibilità di accessori 2.5 Caratteristiche 26 C / 50%; 35 C A parità di capacità frigorifera totale il condizionatore di precisione presenta efficienze energetiche più elevate e potenze impegnate più basse: CCAC (mod.next.dx.o.s 082.P2 H7 RC Group) Capacità frigorifera TOTALE : 81,4 kw Capacità frigorifera SENSIBILE : 76,4 kw Rapporto sensibile/totale : SHR = 0,94 Potenza assorbita compressori : 19,1 kw Portata aria : m3/h Potenza assorbita ventilatori : 4,18 kw EER (su TOTALE) = 3,5 kw/kw EER (su SENSIBILE) = 3,3 kw/kw Temperatura aria OFF-COIL : 14,0 C COMFORT (concorrenza) Capacità frigorifera TOTALE : 85,4 kw Capacità frigorifera SENSIBILE : 55,4 kw Rapporto sensibile/totale : SHR = 0,65 Potenza assorbita compressori : 26,0 kw Portata aria : m3/h Potenza assorbita ventilatori : 3,00 kw EER (su TOTALE) = 2,94 kw/kw EER (su SENSIBILE) = 1,91 kw/kw Temperatura aria OFF-COIL : 9,5 C 8

9 2.6 Caratteristiche operative 26 C / 50%; 35 C A parità di capacità frigorifera sensibile il condizionatore di precisione presenta efficienze energetiche più elevate e potenze impegnate più basse CCAC (mod.next.dx.o.s 082.P2 H7 RC Group) Potenza frigorifera TOTALE : 59,7 kw Potenza frigorifera SENSIBILE : 53,2 kw Rapporto sensibile/totale : SHR = 0,89 Potenza assorbita compressori : 14,5 kw Portata aria : m3/h Potenza assorbita ventilatori : 2,52 kw EER (su TOTALE) = 3,5 kw/kw EER (su SENSIBILE) = 3,1 kw/kw Temperatura aria OFF-COIL : 13,3 C COMFORT (concorrenza) Potenza frigorifera TOTALE : 85,4 kw Potenza frigorifera SENSIBILE : 55,4 kw Rapporto sensibile/totale : SHR = 0,65 Potenza assorbita compressori : 26,0 kw Portata aria : m3/h Potenza assorbita ventilatori : 3,00 kw EER (su TOTALE) = 2,94 kw/kw EER (su SENSIBILE) = 1,91 kw/kw Temperatura aria OFF-COIL : 9,5 C IMPORTANTE Da quanto sopra risulta evidente che un condizionatore comfort non può essere proposto per applicazioni di condizionamento di precisione per le seguenti ragioni tecnicoeconomiche: Non idoneo al servizio pesante continuo 24h / 365 gg/anno Elevata deumidificazione, conseguenza del basso valore del rapporto sensibile/totale SHR. Ciò comporterebbe un azione di umidificazione per riportare l umidità relativa ai valori nominali con conseguenti costi energetici aggiuntivi. Basso valore di EER e conseguenti elevati costi energetici. Il vantaggio dovuto a un prezzo di acquisto più basso per un condizionatore comfort viene annullato dalle sue caratteristiche energetiche inferiori, in un breve lasso temporale, facilmente calcolabile come tempo di ritorno dell investimento. Esiste, inoltre, un costo occulto e molto difficile da quantificare in sede preventiva: quello derivante da eventuali fermi macchina, dal momento che i condizionatori comfort non sono idonei al servizio pesante e continuo richiesto dal condizionamento di precisione. 9

10 3 La principale applicazione del condizionamento di precisione: il Data Centre Il Data Centre rappresenta la principale e più diffusa applicazione del condizionamento di precisione. Dalla loro nascita a oggi abbiamo assistito al progressivo aumento della mole dei dati elaborati e al conseguente aumento di dimensioni e consumi di energia. La crisi, prima finanziaria, poi economica, verso la fine del primo decennio del XXI secolo ha portato, in drammatica evidenza, il problema delle efficienze energetiche e della sostenibilità ambientale. I gestori degli attuali Data Centre si sono dimostrati molto sensibili a tali argomenti e hanno trasmesso tali esigenze ai fornitori di apparecchiature tecnologiche. Il messaggio è stato recepito da tutta l industria: quella del condizionamento di precisione ha saputo trovare le risposte più adeguate alla richiesta di sistemi con efficienze energetiche sempre più elevate provenienti dai progettisti e dai gestori degli attuali Data Centre. Queste pagine hanno lo scopo di informare/aggiornare sullo stato dell arte della tecnologia, di fornire dettagli su metodi/indici/istituti di classificazione/certificazione e di offrire una panoramica dell offerta di prodotti e di sistemi RCGroup per gli attuali Data Centre a elevata efficienza. 3.1 Lo stato dell arte della tecnologia Dall inizio del XXI secolo, l industria ha messo a disposizione dei costruttori di sistemi di condizionamento dell aria e raffreddamento dei liquidi una generazione di componenti base che sfrutta a fondo l elettronica e/o le nuove tecnologie per lo scambio termico per massimizzare l efficienza energetica. Oggi tutti i sistemi di condizionamento RCGroup per i data centre utilizzano in maniera estensiva tali componenti. in dettaglio : ventilatori centrifughi senza coclea (plug fan) e assiali, tutti con motori brushless EC; compressori scroll con motori BLDC inverter; compressori centrifughi oil free a levitazione magnetica; batterie di scambio aria/refrigerante a micro canali; valvole termostatiche elettroniche; valvole acqua refrigerata a due vie; sistemi di controllo a microprocessore PID. Le elevate efficienze raggiunte dagli attuali sistemi di condizionamento RCGroup ne consentono l applicazione nei Data Centre di ultima generazione che richiedono: Controllo della capacità frigorifera sulla temperatura di mandata Le ultime generazioni degli apparati elettronici prevedono l ingresso dell aria fredda dal fronte e l uscita dell aria calda dal retro consentendo di generare corridoi caldi e freddi all interno del Data Centre, superando il precedente concetto che pretendeva di mantenere la temperatura uniforme in tutto l ambiente. Dal punto di vista del condizionamento, ciò significa garantire una temperatura costante dell aria di raffreddamento agli apparati, e da qui il controllo della temperatura dell aria in mandata, solitamente tra 20 C e 24 C, e accettare una temperatura dell aria di ritorno al condizionatore spesso superiore a 30 C o 35 C. La selezione della macchina va fatta considerando, innanzitutto, la portata d aria necessaria, e, una volta individuata la grandezza del mobile, si procede al calcolo col programma di selezione RC World. 10

11 I vantaggi, dal punto di vista energetico e economico, sono evidenti: i. condizionatori DX: possibilità di operare a temperature di evaporazione elevate con incremento di EER e conseguente riduzione della taglia di macchina; ii. condizionatori CW: possibilità di operare a temperature in/out acqua refrigerata più elevate con conseguente riduzione della taglia e aumento di EER del refrigeratore. I condizionatori RCGroup che garantiscono il controllo della temperatura dell aria in mandata sono: NEXT EVO DX INVERTER NEXT EVO CW COOLSIDE Tutte queste macchine sono equipaggiate con il nuovo sistema di controllo a microprocessore MP.EVO le cui principali funzioni sono: controllo della capacità frigorifera su set point di temperatura di mandata; controllo della velocità dei ventilatori su set point di temperatura aria di ritorno o pressione nel sottopavimento; calcolo del punto di rugiada sulla batteria di scambio termico; gestione seriale dei principali componenti. Figura 1 - Installazione con corridoi caldi e freddi e controllo su temperatura aria in mandata Condizioni termo-igrometriche estese Gli apparati elettronici di ultima generazione consentono di operare a condizioni di temperatura e umidità relativa molto meno restrittive che in passato. ASHRAE ha identificato 4 aree, da A1 a A4, che definiscono i nuovi limiti di temperatura e di umidità relativa ai quali gli apparati possono operare. Nelle attuali Data Halls sono richieste temperature di mandata aria di 22 C o 24 C e accettate temperature dell aria di ritorno sino a 35 C o 36 C (zona A3 del diagramma ASHRAE). Per quanto riguarda l acqua refrigerata, si assiste all incremento delle temperature e del deltat: oggi ci si trova di fronte a richieste di temperatura dell acqua in/out = 23 C/17 C, oppure in/out = 28 C/18 C col duplice risultato di: 11

12 a) incrementare il tempo di funzionamento in free-cooling, realizzato con sistemi packaged o anche con refrigeratori convenzionali in Classe A in serie o in by-pass a dry coolers adiabatici; b) ridurre la potenza assorbita dal sistema di pompaggio. Quanto sopra implica, talvolta, la ricircuitazione delle batterie ad acqua refrigerata che si trovano a operare con portata del fluido liquido inferiore a quella sino ad ora utilizzata. Figura 2 Diagramma psicrometrico con i campi climatici accettabili secondo ASHRAE Distribuzione uniforme del carico su tutte le macchine (Load Sharing) I motori elettrici EC (Electronically Commutated) o BLDC (BrushLess DC), che equipaggiano, sia ventilatori, sia compressori, hanno due caratteristiche comuni: 1. possibilità di seguire le variazioni del carico termico in maniera puntuale; 2. elevate efficienze energetiche ai carichi parziali. Quest ultimo punto ha cambiato in modo radicale il concetto di stand-by delle apparecchiature: non più alcune macchine al 100% e altre in stand-by, piuttosto, tutte la macchine in funzione a carico parziale. I seguenti sistemi RCGroup rappresentano la migliore soluzione per operazioni in load sharing : condizionatori NEXT EVO CW, NEXT EVO DX INV, COOLSIDE; refrigeratori UNICO & FRIGO TURBO; GLIDER & EAGLE FREE. I risparmi energetici ottenibili sono molto importanti, come dagli esempi riportati qui di seguito. 12

13 Figura 3 Attuale vs. nuova gestione dello stand-by Figura 4 Sistema tradizionale vs. load sharing Set point variabile col carico termico (Floating Set Point) Gli attuali sofisticati sistemi di controllo a microprocessore con logica PID consentono un monitoraggio del carico termico interno/temperatura aria esterna e modificano il set point del refrigeratore adattandolo alla variazione del carico stesso. Il vantaggio energetico economico risulta evidente, sia nella fase di star-up del Data Centre, non utilizzato a 100%, sia in presenza delle periodiche variazioni di carico una volta raggiunta la condizione di progetto. La compensazione del set-point è una funzione standard del microprocessore montato sui refrigeratori RCGroup Portata acqua variabile ai condizionatori Le valvole a due vie modulanti, previste di serie sui condizionatori ad acqua refrigerata di ultima generazione, consentono l utilizzo di pompe a portata variabile comandate da inverter e un conseguente risparmio energetico. I condizionatori RCGroup, equipaggiati con valvola acqua refrigerata a due vie, sono: NEXT EVO CW; 13

14 COOLSIDE CW Portata acqua variabile ai refrigeratori L abbinamento tra compressori comandati da inverter ed evaporatori allagati consente di sfatare il tabù della necessità di una portata d acqua sempre costante nel refrigeratore. Tali componenti, se supportati da un controllo a microprocessore di elevate prestazioni, garantiscono il più corretto funzionamento con una portata d acqua variabile tra il 50 e 110% e consentono due ordini di vantaggi : 1. risparmio energetico di pompaggio; 2. risparmio nell acquisto dei componenti e nella realizzazione dell impianto, in quanto la pompa è unica per primario e secondario e le utenze sono provviste di valvole a due vie anziché a tre vie. I refrigeratori RCGroup UNICO & FRIGO TURBO possono lavorare a portata d acqua variabile. 3.2 I fattori di scelta del sistema di condizionamento del Data Centre Sono molteplici i fattori che entrano in gioco nella scelta del sistema di condizionamento che garantisca un elevata flessibilità operativa, una migliore efficienza energetica e un ridotto tempo di ritorno dell investimento nel pieno rispetto dei livelli di affidabilità e disponibilità della classe TIER di riferimento. Elenchiamo qui di seguito i più importanti Carichi termici totali: determinano la scelta del sistema ad acqua refrigerata per carichi medio alti o alti (> 400 kw 500 kw); ad espansione diretta per carichi medio bassi o bassi (< 150 kw kw). Il confine tra l impiego dell acqua refrigerata o dell espansione diretta non è netto, e potrebbero verificarsi situazioni intermedie che impongono un attenta valutazione di entrambi Ripartizione e tipologia dei carichi termici determinano la scelta della tipologia del condizionatore: per installazione perimetrale, in caso di carichi distribuiti in maniera uniforme; per installazione in-row/in-rack in caso di hot spot Caratteristiche degli apparati determinano la scelta della distribuzione delle temperature all interno del locale: corridoi caldi/corridoi freddi, se gli apparati aspirano l aria fredda dal fronte e la espellono calda dal retro; installazione a specchio. In questo caso i condizionatori avranno il controllo della capacità frigorifera sulla temperatura dell aria in mandata; temperatura uniforme in tutto il locale, se gli apparati aspirano l aria fredda dal basso e mandano l aria calda verso l alto; installazione tradizionale. In questo caso i condizionatori avranno il controllo della capacità frigorifera sulla temperatura dell aria in ripresa Caratteristiche fisiche dei locali determinano la scelta delle caratteristiche fisico/geometriche dei condizionatori: 14

15 UNDER (mandata dell aria verso il basso), se è presente il pavimento sopraelevato; OVER (mandata dell aria verso l alto), se il pavimento sopraelevato non è presente e/o se è richiesta la mandata dell aria diretta in ambiente; DISPLACEMENT (mandata dell aria a dislocamento), se si prevedono carichi fortemente variabili e/o se si vogliono selezionare condizionatori a prescindere dalla presenza del pavimento sopraelevato Ubicazione geografica e caratteristiche climatiche del sito determinano la scelta delle caratteristiche energetiche del sistema: condizionatori o chillers con sezione/sistemi di free-cooling per installazioni in zone a clima freddo/continentale; condizionatori o chillers convenzionali per installazioni in zone a clima temperato/caldo. L analisi energetica diventa uno strumento fondamentale in tale decisione Caratteristiche e normative del sito determinano la scelta della caratteristiche delle unità interne ed esterne: condizionatori ambiente e refrigeratori condensati ad acqua nel caso sia possibile utilizzare l acqua quale fluido di smaltimento; refrigeratori condensati ad aria e condensatori/dry coolers ad aria in versione a bassa rumorosità nel caso di installazione in zone con normative acustiche restrittive Classificazione TIER e componentistica condizionatori e refrigeratori determinano la scelta della modalità operativa: load sharing (tutte le unità in funzione a carico parziale) se: ventilatori EC, compressori oil free a levitazione magnetica e compressori BLDC fanno parte della dotazione della macchina; tradizionale (alcune unità al 100% e altre ferme in stand-by) se le macchine sono equipaggiate con componenti tradizionali. 15

16 3.3 I lay-out interni del data centre Installazione perimetrale I condizionatori sono installati lungo le pareti all interno del Data Centre stesso o in corridoio/locale tecnico all esterno. Quest ultima soluzione viene utilizzata per potere effettuare le operazioni di ispezione e manutenzione senza entrare nel locale apparati. Figura 5 Installazione perimetrale con unità all interno del locale e in corridoio tecnico esterno Installazione in-row / in-rack I condizionatori sono installati tra un rack e l altro e mandano e riprendono l aria in un corridoio (in-row), o direttamente all interno del rack (in-rack). Figura 6 Installazioni in-row & in-rack 16

17 3.3.3 Corridoio caldo / corridoio freddo Gli apparati elettronici che aspirano l aria fredda dal fronte e espellono l aria calda dal retro consentono la creazione di corridoi caldi e corridoi freddi all interno del Data Centre rendendo non più necessaria una temperatura uniforme in tutto il locale. Figura 7 - Installazione corridoi caldi corridoi freddi Compartimentazione Chiusura del corridoio freddo con porte e coperture fra i racks per concentrare il freddo prodotto nel volume occupato dai racks. Figura 8 - Compartimentazione corridoio freddo 17

18 3.4 Indici / Classificazioni del Data Centre Indici PUE/DCiE L efficienza energetica di un data centre è definita dagli indici PUE/DCiE che rapportano la potenza totale installata nella infrastruttura (apparati IT + raffreddamento + protezione + back up + varie), con quella utilizzata dai soli apparati IT per l elaborazione dei dati e vice versa. PUE (Power Usage Effectiveness) = Efficacia di Utilizzo della Energia = Potenza Totale Infrastruttura/Potenza Apparati IT [kw/kw, in valore assoluto] DCiE (Data Centre Infrastructure Efficiency) = Efficienza della infrastruttura del Data Centre = Potenza Apparati IT / Potenza Totale Infrastruttura [kw/kw, in percentuale] Il valore iniziale di PUE/DCiE rappresenta un punteggio di riferimento dell efficienza energetica e identifica un ambiente di test sul quale ripetere le misurazioni successive. Confrontando i punteggi iniziali e quelli successivi, i responsabili dei data centre possono misurare il risultato di eventuali iniziative per il miglioramento della efficienza energetica e/o valutare gli indici energetici in determinate condizioni operative (PUE/DCIE parziali). In qualsiasi momento infatti si può confrontare la potenza utilizzata per i soli apparati IT con la potenza utilizzata dall infrastruttura. PUE = Potenza Totale Infrastruttura / Potenza Apparati IT DCiE = 1 / PUE = Potenza Apparati IT / Potenza Totale Infrastruttura Figura 9 - Power Usage Effectiveness - PUE (Source: Green Grid) - PUE = Potenza Totale Infrastruttura / Potenza Apparati IT - DCiE = Potenza Apparati IT / Potenza Totale Infrastruttura PUE DCiE Livello di Efficienza % Molto Basso % Basso % Medio % Elevato % Molto Elevato 18

19 Figura 10 - Suddivisione delle potenze impegnate in un Data Centre I sistemi di raffreddamento rappresentano oltre il 40% dei consumi e hanno un impatto decisivo sul livello di efficienza del data centre. Gli indici PUE/DCiE sono stati definiti da Green Grid, un consorzio con oltre 175 aziende IT associate in tutto il mondo che unisce gli sforzi dell industria globale per arrivare a una standardizzazione di sistemi di misura, processi, metodi e nuove tecnologie per migliorare l efficienza energetica nei data centre e negli ecosistemi del business computing. La mission di Green Grid, organizzazione non-profit, è pertanto quella di diventare l autorità mondiale nel campo dell utilizzo efficiente della energia, lavorando a stretto contatto con utilizzatori finali, fornitori di tecnologie e governi di tutto il mondo. Fra i metodi utilizzati per il raggiungimento di tale obbiettivo si ricordano la raccolta e l analisi dei dati, la valutazione delle tecnologie emergenti, l elaborazione di procedure per gli operatori. A oggi sono ancora tante le aziende che non hanno una strategia documentata per ridurre il consumo energetico nel data centre, anche se molti concordano sul fatto che i dati dei consumi energetici rappresentano sempre più una fonte di forte preoccupazione. 19

20 Per tutti, Green Grid mette a disposizione un forum in cui gli operatori IT si riuniscono per discutere le diverse opzioni che esistono per migliorare l efficienza delle risorse. Conclusioni e raccomandazioni da questi forum sono pubblicati su base regolare, e alcune decisioni di tale forum rappresentano ormai uno standard del settori. Oltre a PUE/DCiE, Green Grid sta sviluppando altri indici quali: Carbon Usage Effectiveness = Utilizzo Efficiente del Carbonio (CUE TM ), Water Usage Effectiveness = Utilizzo Efficiente dell Acqua (WUE TM ) Data Centre Productivity = Produttività Del Data Centre (DC Classificazione TIER Le caratteristiche progettuali e funzionali dell infrastruttura di un data centre sono univocamente definite dalla classificazione TIER, creata dall Uptime Institute e divenuta uno standard industriale. L Uptime Institute, fondato nel 1993, è stato un pioniere nel creare e favorire la formazione di una comunità di utenti finali ciascuno dei quali ha messo a disposizione le proprie conoscenze per migliorare l affidabilità e la disponibilità h24 nei Data Centre e nelle organizzazioni IT. Oggi, gli oltre 100 membri della rete Uptime Institute si scambiano informazioni/suggerimenti e, con Uptime Institute stesso, possono intervenire in conferenze, visite a siti, etc. riservate ai soli membri. Fra le attività di Uptime Institute, rivolte ad aziende e professionisti che operano nel data centre, ci sono: istruzione, pubblicazioni, seminari, certificazioni, consulenze. Uptime Institute ha sperimentato e continua a sviluppare numerose innovazioni che sono poi divenute standard nei Data Centre: lay-out corridoio caldo/corridoio freddo; parametri di misura per il calcolo energetico; modelli per il calcolo costi; specifiche per doppia alimentazione; classificazione TIER per la valutazione della affidabilità. Esistono nr. 4 classi TIER: TIER I: Data Centre con singole linee/reti di distribuzione rispettivamente una per Potenza Elettrica e una per Raffreddamento; nessun componente ridondante. Disponibilità: 99,671% ( h/anno di funzionamento senza interruzioni; down time: h/anno). TIER II: Data Centre con singole linee/reti di distribuzione rispettivamente per Potenza e Raffreddamento di cui una sola attiva; componenti ridondanti e possibilità di operazioni di manutenzione durante il funzionamento % Disponibilità: % ( h/anno di funzionamento senza interruzioni; down time: 1.58 h/anno). TIER III: Data Centre con linee/reti di distribuzione multiple rispettivamente per Potenza e Raffreddamento di cui una sola attiva; componenti ridondanti e possibilità di operazioni di manutenzione durante il funzionamento %. Disponibilità: % ( h/anno di funzionamento senza interruzioni; down time: 1.58 h/anno). TIER IV: Data Centre con linee/reti di distribuzione multiple rispettivamente per Potenza e Raffreddamento tutte attive e con componenti ridondanti. Possibilità di operazioni di manutenzione durante il funzionamento e tolleranza ai guasti. 20

21 Tutti i sistemi di raffreddamento, chillers e HVAC, avranno la doppia alimentazione. Disponibilità: % ( h/anno di funzionamento senza interruzioni: down time: 0.44 h/anno). CLASSE TIER I TIER II TIER III TIER IV Componenti attivi per il supporto del carico IT; Ridondanza N=needed; solo i componenti attivi necessari a supportare il carico IT; nessuna ridondanza N+1=needed +1 componente attivo oltre a quelli necessari a sopportare il carico IT, 1 componente ridondante. N+1=needed +1 componente attivo oltre a quelli necessari a sopportare il carico IT, 1 componente ridondante. N after any failure = disponibilità di tutti i componenti attivi necessari a supportare il carico IT dopo qualsiasi guasto Reti/sistemi di distribuzione per potenza & raffreddamento Singola rete/sistema Singola rete/sistema Doppia rete/sistema di cui una attiva, e la seconda in stand-by Doppia rete/sistema entrambe attive Manutenzione durante il funzionamento No No Sì Sì Tolleranza al singolo guasto No No No Sì Compartimentazio ne No No No Sì Raffreddamento continuo Secondo il carico termico Secondo il carico termico Secondo il carico termico sì (Classe A) Disponibilità 99,671% ( h/anno di funzionamento senza interruzioni) 99,741% ( h/anno di funzionamento senza interruzioni) 99,982% ( h/anno di funzionamento senza interruzioni) 99,995% ( h/anno di funzionamento senza interruzioni) Tempo di fermata h/anno h/anno 1.58 h/anno 0.44 h/anno 21

22 3.5 La proposta RC Group per il Data Centre a elevata efficienza Data Centre di dimensioni / carichi elevati Figura 11 Data Centre di grandi dimensioni La soluzione che garantisce le efficienze energetiche più elevate è rappresentata da un sistema ad acqua refrigerata costituito da: condizionatori ambiente serie NEXT EVO CW (6,2 kw 248 kw) con ventilatori EC, valvola acqua refrigerata a due vie, controllo su temperatura aria in mandata e in ripresa; refrigeratori con sezione di free-cooling serie GLIDER EVO FREE (288 kw 1339 kw) con ventilatori EC e compressori a vite con controllo capacità modulante, o refrigeratori UNICO TURBO FL (280 kw 1500 kw) con ventilatori EC, compressori centrifughi oil free a levitazione magnetica ed evaporatore allagato. Un analisi energetica è di supporto alla scelta del refrigeratore più idoneo. UNICO UNICO TURBO FL GLIDER EVO FREE CLA NEXT EVO CW 22

23 3.5.2 Data Centre di dimensioni / carichi medio bassi Figura 12 - Data Centre di medie dimensioni La soluzione che garantisce le efficienze energetiche più elevate è rappresentata da un sistema a espansione diretta costituito da: condizionatori ambiente condensati ad aria serie NEXT EVO DX INVERTER (7,3 kw 102 kw) con ventilatori EC e compressore scroll BLDC inverter, controllo su temperatura aria in mandata e in ripresa; condensatori remoti ad aria con ventilatori EC. Se le condizioni climatiche del sito lo consentono si possono ottenere efficienze energetiche ancora più elevate con un sistema ad espansione diretta con sezione di free-cooling costituito da: condizionatori ambiente condensati ad acqua serie NEXT EVO DW INVERTER (7,3kW 102kW) con sezione di FREE-COOLING, ventilatori EC e compressore scroll BLDC inverter, controllo su temperatura aria in mandata e in ripresa; dry coolers remoti ad aria con ventilatori EC; gruppo di pompaggio con valvola di free-cooling. NEXT EVO INVERTER DX / DW 23