I data center utilizzano grandi quantità di elettricità, che viene convertita in calore. Più apparecchiature sono installate in una struttura, più calore verrà generato. Il termine raffreddamento del data center si riferisce all'insieme di apparecchiature, strumenti, sistemi, tecniche e processi che assicurano livelli di temperatura e umidità ideali all'interno di una struttura del data center.
Un corretto raffreddamento del data center garantisce un adeguato raffreddamento, ventilazione e controllo dell'umidità in tutta la struttura, per mantenere tutte le apparecchiature entro l'intervallo di temperatura richiesto.
Perché è importante il raffreddamento del data center?
Le alte temperature e l'elevata umidità sono condizioni tutt'altro che ideali per apparecchiature IT ed elettriche. La maggior parte delle apparecchiature IT e delle apparecchiature genera calore che deve essere dissipato rapidamente per evitare di comprometterne le prestazioni. Calore e umidità eccessivi possono danneggiare elettrodomestici e apparecchiature, causandone il malfunzionamento e l'interruzione del funzionamento. Le apparecchiature danneggiate possono comportare un rischio di incendio e altri problemi di sicurezza. Questi rischi aumentano i costi operativi poiché le apparecchiature devono essere riparate o sostituite più frequentemente.
Il raffreddamento del data center funziona rimuovendo il calore in eccesso dall'aria e sostituendolo con aria più fredda. Questo solitamente avviene in uno dei seguenti modi:
L'aria calda viene espulsa all'esterno, mentre l'aria esterna viene immessa, raffreddata e fatta circolare all'interno della struttura.
L'aria interna viene recuperata tramite raffreddamento, spesso tramite corridoi caldi e freddi, per massimizzare l'efficienza del raffreddamento.
L'aria calda viene espulsa all'esterno e l'aria esterna pre-raffreddata viene aspirata nella struttura per raffreddarla. Questo metodo è chiamato raffreddamento gratuito ed è adatto solo per strutture situate in climi più freddi.
Sistemi e tecnologie di raffreddamento dei data center attuali
Il raffreddamento ad aria e il raffreddamento a liquido sono i due tipi più diffusi di raffreddamento dei data center.
1. Raffreddamento ad aria
Questo metodo di raffreddamento è ideale per piccoli data center o data center più vecchi che combinano pavimenti rialzati con design a corridoio caldo e freddo. Quando un'unità di condizionamento dell'aria della sala computer (CRAC) o un'unità di trattamento dell'aria della sala computer (CRAH) invia aria fredda, la pressione sotto il pavimento rialzato aumenta e invia l'aria fredda all'ingresso dell'apparecchiatura. L'aria fredda sposta l'aria calda e viene quindi restituita al CRAC o al CRAH dove viene raffreddata e ricircolata.
I canali dell'aria calda e fredda aumentano l'efficienza dei sistemi di raffreddamento ad aria attraverso un posizionamento più mirato delle prese d'aria di aspirazione e di scarico. Ciò impedisce all'aria calda e fredda di mescolarsi, in modo che il CRAC o il CRAH di raffreddamento possano funzionare in modo più efficiente.
Inoltre, CRAH è più efficiente di CRAC perché prende aria esterna e la raffredda usando acqua refrigerata invece di refrigerante. Un CRAC funziona in modo simile a un'unità di aria condizionata residenziale che usa refrigerante per raffreddare l'aria. Le unità CRAC sono più adatte per armadi di data center più piccoli perché non possono tenere il passo con i data center di classe enterprise.
2. Raffreddamento a liquido
Una tecnologia relativamente nuova è il raffreddamento a liquido. Si tratta di un sistema di raffreddamento più efficiente e conveniente perché può essere installato sulle apparecchiature del data center dove è più necessario. I liquidi sono più efficaci dell'aria nel trasferire il calore lontano dalle fonti di emissione. Può anche supportare densità di dispositivi più elevate e progetti che generano calore superiore alla media, come data center ad alta densità e edge computing.
Esistono due tipi principali di raffreddamento a liquido:
Raffreddamento a immersione in liquido
Raffreddamento a immersione in liquido, questo metodo colloca l'intero dispositivo elettrico in un fluido dielettrico in un sistema chiuso. Il fluido assorbe il calore emesso dall'apparecchiatura, lo converte in vapore e lo condensa, aiutando l'apparecchiatura a raffreddarsi.
Raffreddamento a liquido diretto al chip
Raffreddamento a liquido diretto al chip, questo metodo utilizza un tubo per portare un fluido dielettrico non infiammabile direttamente al chip di elaborazione o al componente della scheda madre che genera più calore, come la CPU o la GPU. Il fluido assorbe il calore convertendosi in vapore, che trasporta il calore fuori dal dispositivo attraverso gli stessi tubi.
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