Le nuove strategie per risparmiare energia nella conduzione dei sistemi IT

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Cristiano Corsi
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1 Le nuove strategie per risparmiare energia nella conduzione dei sistemi IT Due case studies a confronto nel settore Bancario : soluzioni tailor made per condizionamento ad elevata efficienza nei Data Center RC Group SpA Mauro MELIS Trieste 2 Aprile 2014

soluzioni tailor made per condizionamento ad elevata efficienza

2 Due prestigiose installazioni con alcuni aspetti in comune Grandi banche Stesso fornitore per condizionatori & chillers : RC GROUP SpA Stesso studio di progettazione Soluzioni tailor made per chillers e condizionatori Stessa nazione: UK

chillers : RC GROUP SpA Stesso studio di progettazione

3 2 e importanti differenze su Condizioni operative Gestione delle macchine

4 PRIMA PARTE Descrizione delle installazioni

Progetto 1 : BULL Banca d investimento fondata nel 1914 Presente con sussidiarie e filiali in più di 40 Paesi nel mondo,offre servizi nel mercato dei capitali, investimenti bancari, consulenze,

5 Progetto 1 : BULL Banca d investimento fondata nel 1914 Presente con sussidiarie e filiali in più di 40 Paesi nel mondo,offre servizi nel mercato dei capitali, investimenti bancari, consulenze, gestione dei capitali, gestione di attivi, assicurazioni e servizi bancari Progetto 2 : FOX Banca retail fondata nel 1756 Opera principalmente sul mercato britannico con attività incentrate sul banking retail commerciale e corporate, sull assicurazione generale e su prodotti assicurativi vita, pensionistici e di investimento.

servizi bancari Progetto 2 : FOX Banca retail fondata nel 1756 Opera principalmente sul mercato britannico con attività incentrate

6 Le richieste del cliente Generali Livelli sonori Progetto BULL Progetto FOX Elevata efficienza e ridondanza Restrizioni per i chillers per le Data Hall Elevata efficienza e ridondanza Nessuna indicazione specifica Logica selezione condizionatori N+20%, or 2N N+20%, or 2N Logica selezione CHILLERS N+1 N+1 Condizioni aria di ritorno 25 C / 40% RH 36 C / 30% RH Temperature H2O refrigerata anticongelante 8 / 14 C 20% glicole 17 / 23 C 25% glicole Classificazione TIER IV TIER IV Anno di consegna

or 2N N+20%, or 2N Logica selezione CHILLERS N+1 N+1 Condizioni aria di ritorno 25 C / 40% RH 36 C / 30% RH Temperature H2O

7 Progetto FOX : condizioni di progetto : aria di ritorno : 36 C, 30%RH: H2O refrigerata : 17/23 C, 25% glicole

8 La fornitura RC GROUP CHILLERS per Data Centre CHILLERS per Uffici Progetto BULL Nr. 12 x chillers FREE COOLING; 1300 kw / cad Nr. 3 x chillers convenzionali; 1000 kw / cad Progetto FOX Nr. 8 x chillers CLASSE A; 1600 kw / cad No Totale condizionatori (tutti CW) Nr. 89 x ( da 40 a 95 kw) Nr. 154 x (da 50 a 102 kw) Condizionatori per Data Hall Nr. 48 x 93 kw Nr. 88 x 94 kw Soluzioni TAILOR MADE per i chillers per Data Hall Soluzioni TAILOR MADE per i condizionatori SI SI SI SI Prototipo condizionatore Data Hall Non richiesto SI Anno di consegna

89 x ( da 40 a 95 kw) Nr. 154 x (da 50 a 102 kw) Condizionatori per Data Hall Nr. 48 x 93 kw Nr.

9 BULL + FOX : alcuni numeri delle due forniture : NR. 23 x CHILLERS + NR. 243 x condizionatori di precisione 31.4 MW CAPACITA FRIGORIFERA INSTALLATA

Soluzioni TAILOR MADE per i condizionatori Progetto BULL Progetto FOX Valvola H2O refrigerata 2 vie modulante 2 vie modulante Batteria H2O refrigerata Sezione

con motori EC Alimentazione elettrica Doppia con inversione automatica Doppia con inversione automatica Controllo capacità frigorifera Su temperatura aria di

10 Soluzioni TAILOR MADE per i condizionatori Progetto BULL Progetto FOX Valvola H2O refrigerata 2 vie modulante 2 vie modulante Batteria H2O refrigerata Sezione ventilante Doppia batteria con inversione automatica Ventilatori Plug-fans con inverter multipli Doppia batteria con inversione automatica Ventilatori Plug-fans con motori EC Alimentazione elettrica Doppia con inversione automatica Doppia con inversione automatica Controllo capacità frigorifera Su temperatura aria di ritorno Su temperatura aria di MANDATA Logica controllo portata aria Nessuna richiesta Su pressione nel sottopavimento Trasmissione via seriale SI SI Anno di consegna

11 Soluzioni TAILOR MADE per i CHILLERS Tipologia Versione Sezione ventilante Progetto BULL Condensazione aria con vite R134a FREE COOLING a bassissimi livelli sonori Ventilatori assiali con motori AC con ESP = 30 Pa per plenum insonorizzanti esterni Progetto FOX Condensazione aria con vite R134a CLASSE A con dimensioni compatte Ventilatori assiali con motori EC Alimentazione elettrica Doppia con inversione automatica Doppia con inversione automatica Trasmissione via seriale Logica funzionamento SI Parallelo SI In serie o stand-by a dry coolers adiabatici Anno di consegna

vite R134a CLASSE A con dimensioni compatte Ventilatori assiali con motori EC Alimentazione elettrica Doppia con inversione automatica Doppia con

12 BULL + FOX : test di fine linea e di laboratorio (presenziati dal cliente) : TEST DI FINE LINEA (test di funzionamento) Sul 100% dei CHILLERS e dei condizionatori di precisione TEST DI LABORATORIO : (prestazioni; rumore; funzionalità) Sul 50% dei CHILLERS & il 10% dei condizionatori di precisione

condizionatori di precisione TEST DI LABORATORIO : (prestazioni; rumore;

13 Laboratori test

14 BULL + FOX : FOTOGRAFIE & SCHEMI

15 Progetto BULL : condizionatori per Data Hall

16 Progetto BULL : condizionatori per sala trasformatori

17 Progetto BULL : chillers per Data Center

18 Progetto BULL : chillers per Data Center

19 Progetto BULL : chillers per uffici

20 Progetto FOX : condizionatori per Data Hall

21 Progetto FOX : lavori in corso per Data Hall

22 Progetto FOX : CHILLERS installati a valle dei dry coolers adiabatici per massimizzare l effetto di free cooling

23 Progetto FOX : I CHILLERS in fase di installazione

24 SECONDA PARTE Confronto tra due filosofie

25 LE NUOVE TENDENZE BULL CONDIZIONI OPERATIVE vs. LOAD SHARING FOX SET POINT DINAMICO

26 Condizioni operative TEMPERATURA ACQUA REFRIGERATA BULL : 8 / 14 C FOX : 17 / 23 C ARIA ENTRANTE BULL: temperatura 25 C umidità relativa 40% R.H. FOX : temperatura 36 C umidità relativa 30% R.H.

27 Condizioni operative TEMPERATURA in / out ACQUA REFRIGERATA : da 14 / 8 C a 23 / 17 C I VANTAGGI SUI CHILLERS

28 Incremento delle ore di funzionamento in free-cooling CITTA TEMP in/out H 2 O [ C] 14 / 8 TEMP in/out H 2 O [ C] 23 / 17 DELTA % LONDRA [h/y] % PARIGI [h/y] % MILANO [h/y] %

29 Incremento di EER : macchine di taglia ridotta Temp in/out H 2 O 14 / 8 Temp in/out H 2 O 23 / 17 Temperatura di condensazione [ C] DELTA % Temperatura di evaporazione [ C] 3 12 Capacità compressori [kw] Potenza impegnata [kw] % EER [kw/kw] 3,38 4,27 +26% Modello

30 Condizioni operative TEMPERATURA in / out ACQUA REFRIGERATA: da 8/14 C a 17/23 C ARIA ENTRANTE: da 25 C con 40% R.H. a 36 C con 30% R.H. I VANTAGGI SUI CONDIZIONATORI

31 Delta T fluidi di scambio più elevato delta T : Ta Tb = (Temp. aria ritorno Temp. H 2 0 ingresso) b = acqua in ingresso a = aria ritorno

32 Delta T fluidi di scambio più elevato delta T : Ta Tb = (Temp. aria ritorno Temp. H 2 0 ingresso) BULL: delta T = (25-8 C)= 13 C con Aria ritorno 25 C / 40% Rh Temp in/out H 2 O: 8 /14 C FOX : delta T = (36-17 C)= 19 C con Aria ritorno 36 C / 30% Rh Temp in/out H 2 O: 17 /23 C RISULTATO: (Q = k x S x delta T) : maggiore capacità frigorifera a parità di caratteristiche scambiatori Oppure : CONDIZIONATORI PIU RIDOTTI

33 Condizionatori con capacità frigorifera sensibile = 100 kw ARIA ENTRANTE [ C] / [%] 25 / / 30 DELTA % TEMP in / out H2O [ C] 8 / / 23 Portata aria [m 3 /h] Potenza impegnata [kw] 5,7 4,5-21% Temperatura off-coil [ C] Ingombro in pianta [m 2 ] 2,7 2,3-15%

34 LOAD SHARING Condizionatori

35 Load sharing TUTTE LE MACCHINE IN FUNZIONE A CARICO PARZIALE Non più N macchine al 100% e altre ferme in stand by STAND BY ATTIVO

36 Load sharing per condizionatori di precisione ad acqua refrigerata SELEZIONE CONDIZIONATORI N + 1 (carico termico 300 kw; nr. 4 x condizionatori da 100 kw/cad) TRADIZIONALE LOAD SHARING 100% Standby Portata aria: m3/h Potenza impegnata ventilatori: 4,5 kw x 3 = 13,5 kw x h/y = kwh/y 75% Portata aria: m3/h Potenza impegnata ventilatori: 1,5 kw x 4 = 6,0 kw x h/y = kwh/y

37 Load sharing Perche il LOAD SHARING: le nuove tecnologie del controllo modulante Caratteristiche comuni delle nuove tecnologie : POSSIBILITA DI SEGUIRE L ANDAMENTO DEL CARICO TERMICO, e soprattutto ELEVATE EFFICIENZE A CARICHI PARZIALI

38 Load sharing per condizionatori di precisione ad acqua refrigerata Costo annuo con metodo TRADIZIONALE (1 kwh = 0,18 ) kwh/y x 0,18 = / y Costo annuo con metodo LOAD SHARING (1 kwh = 0,18 ) kwh/y x 0,18 = / y Risparmio annuo = / y

39 Load sharing per CHILLERS TRADIZIONALE 100% Stand-by

40 Load sharing per CHILLERS LOAD SHARING 75% o inferiore Su quali macchine ha un effetto importante: Chillers con sezione di free-cooling Chillers a levitazione magnetica

41 Load sharing Perche il LOAD SHARING: le nuove tecnologie del controllo modulante Caratteristiche comuni delle nuove tecnologie : POSSIBILITA DI SEGUIRE L ANDAMENTO DEL CARICO TERMICO, e soprattutto ELEVATE EFFICIENZE A CARICHI PARZIALI Turbocor Screw % 40% 60% 80% 100% 0

42 Set point dinamico refrigeratori Compensazione automatica del set point chiller in funzione della variazione del carico ambiente Incremento tra 8 e 10 % della capacità in free-cooling a parità di temperatura aria esterna per ogni grado C di incremento set point

43 Il futuro prossimo venturo PORTATA ACQUA VARIABILE AI REFRIGERATORI Abbinamento tra compressori a levitazione magnetica / Vite Inverter ed evaporatori allagati rende possibile la portata d acqua variabile (tra 50 & 110 %) al refrigeratore. VANTAGGI: semplificazione impiantistica e ridotta potenza impegnata pompa

44 Se il progetto BULL (parte Data Hall) fosse stato realizzato oggi GENERALE PROGETTO BULL OLD PROGETTO BULL ACTUAL Aria entrante [ C] / [%] 25 / / 30 Temp in/out H 2 O [ C] 14 / 8 23 / 17 Anticongelante [%] Carico termico Data Hall [kw]

45 Se il progetto BULL (parte Data Hall) fosse stato realizzato oggi CHILLERS FREE COOLING PROGETTO BULL OLD PROGETTO BULL ACTUAL DELTA % Capacità frigorifera nominale ordinaria [kw] EER meccanico nominale [kw/kw] 2,40 3,20 ZET (zero energy temperature) [ C] -4 6 Chillers in funzione a carico parziale [Nr. ] 4 4 Consumo annuo (8.760 h/y) [MW/y] % Percentuale carico da free-cooling [%] % Costo operativo annuo (0,18 /kwh) [ ] % Coefficiente di prezzo %

46 Se il progetto BULL (parte Data Hall) fosse stato realizzato oggi CONDIZIONATORI Capacità sensibile nominale ordinaria PROGETTO BULL OLD PROGETTO BULL ACTUAL [kw] DELTA % Potenza ventilatori al 100% [kw] 5,70 4,50 Numero totale Nr Logica funzionamento 40 al 100%, 8 in stand by 48 a carico parziale Potenza ventilatori all 83% [kw] NO 2 Consumo annuo (8.760 h/y) [MW/y] % Costo operativo annuo (0,18 / kwh) [ ] 359, , % Coefficiente di prezzo %

47 Se il progetto BULL (parte Data Hall) fosse stato realizzato oggi Risparmio totale annuo DATA HALL

48 Riduzione PUE : (Power Usage Effectiveness) PUE = Total facility power IT equipment power

49 GRAZIE PER L ATTENZIONE AEITTS

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