LCP (Liquid Cooling Package)
Sicurezza dei sistemi tramite il raffreddamento scalabile dei server
Le elevate prestazioni dei processori contribuiscono al successo delle aziende e alla soddisfazione degli utenti. Oltre ai costi per la generazione di server più potenti, esiste la questione critica del controllo della climatizzazione in presenza di dissipazione di potenza ad elevati carichi. La seguente regola empirica è valida per i semiconduttori: un aumento della temperatura ambientale di 10 K dimezza la loro durata.
Negli armadi IT ogni singolo processore di un server genera un elevato flusso di calore che è dissipato attraverso l'aria di raffreddamento. Poiché il numero di transistor per processore cresce costantemente, non si intravede oggi alcun limite all'entità della dissipazione di calore dei componenti futuri. Il calore è generato in una piccola area del componente, di soli 1 - 2 cm². La potenza termica generata è 5 volte maggiore rispetto a quella di una piastra riscaldante per cucinare. Il confronto chiarisce l'importanza del raffreddamento degli armadi IT. In presenza di potenti server blade (4 kW in sette unità di altezza HE) può essere facilmente generata una potenza di dissipazione superiore a 20 kW per una installazione da 482.6 mm (19") all'interno di un singolo armadio. I sistemi di climatizzazione convenzionali, come pure il raffreddamento predisposto su pavimenti galleggianti, mostrano in tal caso dei limiti. Di conseguenza, finora, molti armadi non sono completamente equipaggiati per impedire il verificarsi di anomalie di funzionamento dei server per sovraccarico termico. Oltre ai costi per l'integrazione di armadi aggiuntivi, aumenta anche il fabbisogno di spazio di tutta l'installazione: un ulteriore svantaggio che può diventare il fattore discriminante.
Raffreddamento efficace senza perdita di spazio
Rittal presenta un nuovo approccio al raffreddamento ottimale dei server rack tramite l'impiego di scambiatori di calore aria/acqua. Rittal Liquid Cooling Package (LCP) è la risposta ai problemi critici legati alla dissipazione termica. La soluzione, configurata esternamente come un pannello laterale intercambiabile, assicura un raffreddamento uniforme tramite aria fredda soffiata orizzontalmente ai lati dell'armadio che va a lambire le apparecchiature installate. Il design garantisce accessibilità completa alle apparecchiature interne, sicurezza di investimento grazie alla scalabilità degli elementi, espandibilità in caso di richiesta di maggiore potenza e controllo a distanza. La sfida consiste nell'indirizzare un flusso d'aria sufficientemente intenso, come pure nella potenza frigorifera nominale: se questi parametri sono troppo elevati, l'investimento risulta maggiore, e l'incremento delle prestazioni di elaborazione antieconomico. L'unica soluzione finora adottata è stata quella di soddisfare appena i requisiti. Ciò, tuttavia, costituisce un ostacolo all'aumento delle prestazioni in un secondo tempo e all'integrazione degli sviluppi tecnologici futuri. Risultato: il sistema di raffreddamento già esistente deve essere eliminato e sostituito con uno più potente. La capacità di adattare la potenza frigorifera sulla base del fabbisogno attuale e la scalabilità di tutti gli elementi implicano una maggiore sicurezza dell'investimento: tutto questo è offerto dal nuovo sistema di climatizzazione attivo LCP Rittal.
Adattare il fabbisogno di raffreddamento e i costi alla domanda
In termini di carico termico i dispositivi installati nella parte superiore dell'armadio sono i "dissipatori di calore", hanno maggiore possibilità di generare interferenze e vita utile più breve. Con la distribuzione convenzionale del flusso d'aria fredda dal fondo alla parte superiore, questi dispositivi sono "refrigerati" con aria già riscaldata nei livelli inferiori. Una soluzione migliore è stata studiata dagli specialisti della climatizzazione Rittal che hanno progettato un sistema modulare con scambiatore di calore aria/acqua direttamente incorporato nella parete laterale dell'armadio. I sistemi modulari "Liquid Cooling Packages" Rittal sostituiscono la parete laterale standard dell'armadio o la parete laterale tra due armadi accoppiati. E' possibile integrare uno, due, tre scambiatori di calore modulari con una potenza frigorifera nominale di 4 KW e una portata d'aria di 800 m3/h ciascuno, potenziabili in qualsiasi momento. L'aria calda è soffiata in senso orizzontale nell'armadio direttamente davanti a ciascuna batteria di server, creando condizioni di temperatura uniformi sia nella parte superiore che inferiore dell'armadio. Nella versione standard la parete laterale è provvista di un solo modulo di raffreddamento con dimensioni 300 mm x 2000 mm x 1000 mm (LxAxP). La parete può essere ordinata separatamente o insieme all'armadio. Facile e veloce è il potenziamento del sistema con altri moduli grazie all'utilizzo dei raccordi a chiusura rapida. Circa 12 kW di potenza frigorifera e una portata d'aria di 2400 m3/h sono disponibili nella configurazione completa a tre moduli. Questi dati valgono per un armadio o per una coppia di armadi con parete interposta. Due ventilatori ridondanti e controllati, integrati in ciascun modulo, garantiscono un funzionamento particolarmente sicuro del Liquid Cooling Package. La configurazione con scambiatori di calore integrati nella parete laterale non sottrae spazio utile all'interno dell'armadio. Decisivo per l'operatività è il fatto che grazie all'installazione laterale il livello da 482.6 mm (19") è liberamente accessibile su tutta l'altezza, dal fronte al retro. Ciascun modulo possiede un sistema proprio di regolazione integrabile in una rete di monitoraggio tramite il Computer-Multi-Control (CMC-TC) Rittal. La tensione di alimentazione di 230 V o 115 V è conforme all'utilizzo nei diversi paesi. Per l'alimentazione del mezzo frigorigeno, sul pannello laterale dello scambiatore di calore è prevista una connessione per un chiller di potenza adeguata. L'impianto di raffreddamento o il chiller possono essere sistemi pre-esistenti o forniti da Rittal. Il circuito del mezzo frigorigeno è collegato tramite giunti a chiusura rapida. Un sistema intelligente di gestione della condensa è incorporato all'interno. Il circuito frigorigeno ermetico assicura anche il funzionamento corretto del sistema in locali caldi. E' quindi possibile ottenere la massima potenza frigorifera nei data centre dotati di gestione e controllo della climatizzazione senza avere effetto sulla temperatura ambiente.
Il software che calcola il raffreddamento ottimale
A prima vista sembra difficile calcolare la potenza raffreddante richiesta, poiché essa dipende dalle apparecchiature installate e dalla temperatura dell'ambiente esterno. Per questo Rittal offre ai clienti il supporto dei suoi specialisti della climatizzazione, oltre ad uno strumento utile per poter eseguire in proprio il dimensionamento termico. Il programma multilingue "Therm" è stato sviluppato appositamente per determinare in automatico i componenti di climatizzazione più idonei ed eseguire configurazioni personalizzate dell'armadio di comando sulla base delle dissipazioni di calore degli apparecchi installati. Oltre alla potenza di raffreddamento dell'aria, il programma fornisce una serie di suggerimenti per il convogliamento mirato dell'aria. Un ulteriore strumento sviluppato da Rittal è il software innovativo basato sull'analisi CFD (Computer Fluid Dynamics). Questo programma è in grado di simulare il fabbisogno di climatizzazione all'interno dell'armadio nella fase di progettazione. E' disponibile inoltre una procedura di analisi termografica basata su raggi infrarossi che consente la rilevazione sul campo di sacche di calore critiche. In entrambi i casi Rittal progetta una soluzione su misura e supporta i clienti nella sua realizzazione.
