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Raffreddare i data center: la sfida è scegliere come

Raffreddare i data center è fondamentale per ridurre inefficienze e rischi di danneggiamenti. Ecco come affrontar e risolvere il problema

Pubblicato il 19 Set 2023

Immagine di Timofeev Vladimir su Shutterstock

Più aumenta la capacità delle apparecchiature IT, maggiore è il calore generato. Motivo per cui alcuni riducono le dimensioni fisiche dei propri data center cercando di inserirne di più all’interno degli armadietti. Al giorno d’oggi, però, anche le strutture più piccole registrano livelli di densità di calore inimmaginabili solo 10 anni fa. Il raffreddamento dei data center , in generale, raffreddare adeguatamente l’hardware informatico non ha quindi smesso di essere una sfida, anzi. E quando solo alcuni armadietti sono più caldi di altri, oppure le apparecchiature di raffreddamento sono vetuste, diventa ancora più difficile.

Dopo anni di tentativi e di studi, però, oggi sono stati individuati dei problemi di raffreddamento comuni per tutti data center e si può affermare che esistono anche modi per evitare ci siano impatti a livello di efficienza.

Attenzione all’aria di raffreddamento dispersa

Il primo passo consiste nell’ottimizzare i sistemi di raffreddamento già in funzione, per ottenere le massime performance. Se possibile, bisognerebbe iniziare ad attenersi alle linee guida ASHRAE TC 9.9, e solo in seconda battuta cercare di migliorare anche in altre aree. Prima di investire in nuove apparecchiature, infatti, è meglio verificare se quelle esistenti possono ancora svolgere il loro compito in modo soddisfacente.

La sfida più grande del raffreddamento riguarda quello a pavimento sopraelevato. Si tratta di un processo in più fasi, ma può fare una differenza incredibile. Si inizia col pulire lo spazio situato sotto, in modo che l’aria erogata dai condizionatori non incontri ostacoli. Poi si riallinea, si stringe e si livella il pavimento, sigillando tutte le aperture, per ridurre lo spreco di aria fredda con i migliori prodotti per chiudere le fessure intorno a cavi e tubi esistenti. Produrre aria fredda è costoso, quindi disperderne a causa di pavimenti mal tenuti pesa sul budget e impatta sull’efficacia del raffreddamento.

Garantire un flusso d’aria efficiente

Si tratta di gestire al meglio le piastrelle per bilanciare il passaggio dell’aria. Una serranda regolabile completamente aperta su una piastrella al 25% riduce l’area aperta effettiva a solo il 16%, per cui è opportuno considerare l’installazione di piastrelle senza serranda. Le piastrelle a griglia aperte al 63% possono invece essere utili davanti agli armadietti più caldi, ma va tenuto conto di un effetto collaterale: riducono la pressione dell’aria sotto il pavimento alle piastrelle vicine. Ciò significa che, se usate in modo eccessivo, possono portare a un affaticamento del restante pavimento.

Le piastrelle con ventilatore possono risolvere alcuni problemi, se utilizzate correttamente. I ventilatori prelevano l’aria che vogliono, quindi rischiano di lasciare poca aria per gli altri armadietti. Anche le piastrelle con ventole a temperatura controllata possono aiutare, ma sono costose e ne servono molte per bilanciare la temperatura di una stanza.

Assicurarsi sufficiente aria di raffreddamento

Quando il raffreddamento non è soddisfacente oppure se non c’è un impianto con pavimento rialzato, esistono altri metodi integrativi da applicare solo in specifiche aree. Purtroppo, tutti presentano delle criticità.

L’aggiunta di refrigeratori richiede la riorganizzazione degli armadi. I pre- o post-raffreddatori per porte anteriori o posteriori riducono il carico termico, ma richiedono tubazioni e una fonte di raffreddamento ad acqua refrigerata.

Nonostante gli inconvenienti indicati, questi sistemi possono risultare molto più efficaci dell’aggiunta o della sostituzione dei condizionatori d’aria per sale computer e anche meno costosi. La semplice aggiunta di questo tipo di impianti, infatti, soprattutto nei sistemi a pavimento, può compromettere il raffreddamento, a meno che i progetti non siano stati ottimizzati utilizzando la modellazione fluidodinamica computazionale del flusso d’aria.

Il contenimento dei corridoi è un’altra opzione per garantire che l’aria di raffreddamento sia sufficiente a regolare le temperature delle apparecchiature. In tale contesto, è necessario prendere due importanti decisioni.

Contenimento completo o parziale: il contenimento completo può essere difficile da implementare nelle strutture esistenti. Se le testate antincendio si trovano in corridoi alternati, le barriere di contenimento dell’aria sopra gli armadi impediscono agli sprinkler o ai gas di raggiungere i corridoi adiacenti. Esistono tre opzioni:

  • Installare un contenimento parziale
  • Chiudere le estremità dei corridoi, ma non gli armadi
  • Aggiungere testate antincendio e sensori

Quest’ultima è l’opzione migliore, ma è costosa e potenzialmente dannosa per un data center in funzione.

Possono essere presi in considerazione anche i prodotti per rimuovere automaticamente le barriere di contenimento in caso di incendio. Purtroppo, la maggior parte può mostrare problemi di conformità con le norme di sicurezza vigenti nel Paese in cui si trova il data center.

Contenimento dei corridoi caldi o freddi: ci sono pro e contro per entrambi, la configurazione dell’armadio risulta determinante. Il contenimento del corridoio freddo richiede un buon bilanciamento dell’aria e garantisce che tutta l’aria fredda vada agli armadi. Ma il resto della stanza è caldo, forse 100 gradi Fahrenheit (37,8 gradi Celsius) o più. Il contenimento del corridoio caldo è più efficiente dal punto di vista energetico, ma richiede un percorso chiaro per il ritorno dell’aria ai condizionatori. Per le installazioni esistenti, il contenimento del corridoio freddo è spesso più pratico da installare in un secondo momento.

Raffreddamento dei Data Center
Raffreddamento di Data Center con corridoi caldi e freddi

I refrigeratori a soffitto sono efficaci nel convogliare l’aria fredda direttamente davanti agli armadi ad alte temperature, ma richiedono grandi carichi termici per funzionare. Inoltre, utilizzano tubazioni speciali che possono essere difficili da installare in strutture esistenti.

Monitorare l’ambiente di raffreddamento

Un aspetto molto più importante è l’installazione di un buon monitoraggio ambientale (software di gestione dell’infrastruttura) e di sensori per armadietti. Le moderne unità di distribuzione intelligente di energia elettrica facilitano questa operazione, permettendo un raffreddamento basato su dati reali, non sulla sensazione riguardante un’area singola. Dati validi consentono di operare secondo le linee guida termiche ASHRAE (27 gradi Celsius di temperatura in ingresso per le apparecchiature IT) senza sprecare energia di raffreddamento, pur ottenendo una maggiore capacità.

Gli armadi autoraffreddati possono essere una soluzione nei data center che hanno solo pochi rack contenenti apparecchiature ad alta densità. Sono grandi e possono essere non ridondanti. Se il raffreddamento si interrompe, le porte si aprono per accedere al raffreddamento della sala fino a quando il sistema dell’armadio non viene riparato.

Il raffreddamento a immersione totale fa funzionare i server in una vasca di liquido non conduttivo in grado di gestire alte densità di calore. Si tratta di armadi orizzontali da 42U e il loro peso può creare problemi al pavimento. Per un rack completo di server ad alte prestazioni, tuttavia, potrebbero essere la soluzione più semplice di tutte.

Esistono molti modi per risolvere i problemi di raffreddamento, la sfida più grande è quindi decidere quale scegliere. Meglio farlo partendo dal budget a disposizione e dai requisiti della specifica struttura per identificare il modo migliore per risolvere i problemi di raffreddamento più comuni.

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