Temperature di funzionamento e sistemi di condizionamento per data center

Gli impianti di condizionamento a servizio di un Data Center sono impianti che devono garantire la massima affidabilità di funzionamento e la massima precisione nel mantenimento delle condizioni di temperatura ed umidità interne al locale, ovvero in aspirazione ai server, in funzione al tipo di apparecchiature utilizzate e dei servizi che il data center deve fornire. I fornitori di apparecchiature informatiche e di server solitamente danno indicazione della temperatura massima di funzionamento delle loro apparecchiature che, in genere, possono arrivare a funzionare correttamente anche fino a 40°C,  garantendo il periodo di garanzia offerto.

E’ ovviamente evidente che la temperatura massima di funzionamento non deve essere intesa come condizione normale di esercizio, ma come condizione estrema che può essere raggiunta per limitati periodi. Diverso è il discorso che vale invece per la temperatura normale di esercizio che deve essere garantita continuativamente affinché possa essere garantito il corretto funzionamento e rendimento degli apparati informatici.

Per questo motivo alcuni produttori, oltre alla temperatura massima consentita, comunicano anche le temperature di funzionamento consigliate per le loro apparecchiature, temperature che generalmente risultano essere comprese tra 21 e 24 °C.

A tal proposito, la letteratura statunitense ASHRAE (American Society of Heating, Refrigeration, and Air Conditioning Engineers), differenzia le temperature raccomandate da quelle ammissibili, come riportato nella tabella seguente.

Come anticipato, all’interno di un Data Center la priorità consiste nella rimozione del calore prodotto dalle apparecchiature informatiche, ovvero nel fornire alle stesse aria fredda per abbassare la temperatura dell’aria che attraversa i server. Per fare ciò è necessario considerare che, tanto è maggiore la potenza elettrica richiesta dalle unità informatiche, tanto maggiore sarà il calore che deve essere eliminato.
Esistono varie soluzioni che possono essere adottate per smaltire il calore da un Data Center, e la scelta di un sistema piuttosto che un altro dipende dalla sia conformazione costruttiva e dall’utilizzo dello stesso. I sistemi adottati sono i seguenti.
 

Ventilazione passiva	Il calore prodotto dalle apparecchiature informatiche viene indirizzato verso sfiati o griglie, senza l’utilizzo di dispositivi per la movimentazione dell’aria. Un esempio può essere lo sfruttamento dell’effetto camino, nel quale l’attivazione dei moti convettivi legati alla differenza di temperatura, permette la fuoriuscita di calore in un punto alto del locale ospitante. Tale sistema è utilizzato in sistemi di piccole dimensioni, ha costi ridotti, ma non permette un controllo preciso e puntuale delle condizioni di temperatura.
Ventilazione forzata	La ventilazione forzata integra la soluzione precedente attraverso l’installazione di sistemi che permettono e garantiscono una ventilazione forzata dell’aria calda da indirizzare verso griglie per l’espulsione dell’aria. In questo caso, è possibile avere un controllo più preciso sulla temperatura ambiente attraverso l’inserimento di controlli dei sistemi di ventilazione interfacciati con termostati ambienti o sonde di temperatura. Anche in questo caso l’impianto si limita a CED di piccole dimensioni e presenta limiti legati alle temperature massime di funzionamento.
Climatizzazione	Vengono utilizzati sistemi di climatizzazione studiati ad hoc. I sistemi di climatizzazione possono essere di piccole dimensioni, nel qual caso vengono utilizzati semplici unità di condizionamento a freon o ad acqua, fino ad arrivare ad impianti di grandi dimensioni. Permettono un controllo preciso e puntuale della temperatura e garantiscono modularità di espansione dei sistemi informatici, oltre a garantire facili modifiche nella conformazione del CED stesso. Solitamente vengono utilizzate unità di condizionamento di precisione poste perimetralmente agli armadi rack che contengono i server. L’aria fredda viene inviata verso le unità informatiche in diversi modi.
Raffreddamento di precisione	Sono impianti altamente affidabili e di elevata precisione del controllo e nella gestione della temperatura. Vengono utilizzati in tutti quei contesti dove il calore prodotto è particolarmente elevato e l’eliminazione dello stesso deve essere effettuata in modo preciso ed immediato. Le unità di condizionamento vengono interposte tra gli armadi rack. Sono impianti dai costi elevati che garantiscono la massima efficienza di del raffreddamento.