Nei complessi sistemi di automazione e meccanici moderni, la gestione della temperatura è cruciale per il mantenimento dell'efficienza e della longevità delle macchine. Il surriscaldamento dei sistemi può causare danni significativi ai componenti della macchina, riducendone l'efficienza e la durata.
Chiller Olio: Una Soluzione Essenziale
Qui entrano in gioco i chiller olio, dispositivi indispensabili per le centraline idrauliche, che assicurano il corretto raffreddamento dei sistemi. I chiller olio rappresentano una componente fondamentale per il corretto funzionamento delle centraline idrauliche e di altri sistemi industriali. Un chiller olio è un tipo di refrigeratore industriale che utilizza un circuito chiuso per raffreddare l'olio in applicazioni industriali, inclusi i sistemi idraulici.
Come Funziona un Chiller Olio
Il processo di raffreddamento in un chiller olio inizia quando l'olio caldo proveniente dalla macchina entra nel chiller. L'olio passa attraverso uno scambiatore di calore, dove cede il suo calore al refrigerante circolante all'interno del chiller. Questo trasferimento di calore raffredda l'olio, che viene poi reimmesso nel sistema a una temperatura sicura e gestibile.
Vantaggi dell'Uso dei Chiller Olio
I chiller olio svolgono un ruolo cruciale nel proteggere le macchine dal surriscaldamento. L'uso dei chiller olio contribuisce anche a migliorare l'efficienza energetica dei sistemi. Attraverso il loro meccanismo di raffreddamento, questi dispositivi assicurano che l'olio mantenga una temperatura ottimale, proteggendo così le macchine dal surriscaldamento e contribuendo alla loro efficienza energetica e longevità.
Liquid Cooling: Una Nuova Frontiera
Liquid cooling come nuova frontiera per gestire il surriscaldamento dei data center. Di fatto, oggi sempre più aziende stanno passando dal raffreddamento ad aria al liquid cooling. Il trend tecnologico è legato all’aumento dei livelli prestazionali delle sale macchine e della densità di potenza a livello rack delle moderne apparecchiature informatiche.
Vantaggi del Liquid Cooling
Abbinare un liquido all’elettronica è sempre stata fonte di preoccupazione ma, a oggi, il liquid cooling è una tecnologia che si è notevolmente evoluta. In condizioni standard, infatti, l’acqua e alcuni particolari liquidi possono condurre il calore meglio dell’aria, gestendo le densità crescenti di un data center in modo più efficace, aiutando a soddisfare le applicazioni ad alta intensità di elaborazione. A questo si aggiunge il fatto che il raffreddamento a liquido riduce significativamente il consumo di energia e utilizza meno acqua rispetto a molti sistemi di raffreddamento ad aria, con conseguente riduzione dell’Opex e un data center più sostenibile. Il raffreddamento a liquido occupa anche meno spazio, produce meno rumore rispetto ai sistemi di raffreddamento a ventola e aiuta a prolungare la vita dell’hardware del computer.
Standard di Temperatura e Umidità
L’American Society of Heating, Refrigeration and Air-Conditioning Engineers (ASHRAE), organizzazione internazionale che conta oltre 50.000 membri provenienti da oltre 132 nazioni che sviluppa e pubblica linee guida per il controllo termico e dell’umidità dei data center, raccomanda di utilizzare le apparecchiature IT a queste condizioni:
- temperature comprese tra 18 e 27 gradi C (da 64,4 a 80,6 gradi F);
- punto di rugiada da -9 gradi C a 15 gradi C (da 15,8 a 59 gradi F);
- umidità relativa del 60%.
La determinazione dell’ambiente appropriato per le apparecchiature IT dipende dalla sua classificazione (A1-A4), che si basa sul tipo di sistemi e su come dovrebbe funzionare, in ordine decrescente di sensibilità. L’ASHRAE, per inciso, in uno dei suoi aggiornamenti ha persino aggiunto un’ulteriore classificazione del liquid cooling, standardizzando l’ampiezza delle sue applicazioni.
Tecnologie di Liquid Cooling
La dinamica di funzionamento del liquid cooling è quella di usare un liquido che entra in un rack per portare via il calore, anche se combinato con il movimento dell’aria. Le tecnologie di liquid cooling utilizzate nei data center sono comunemente suddivise in tre categorie: raffreddamento diretto su chip, commutatori di calore posteriori e raffreddamento a immersione.
Raffreddamento Diretto su Chip
Il raffreddamento diretto su chip, a volte indicato come raffreddamento diretto su piastra, integra il sistema di raffreddamento direttamente nello chassis del computer. Il liquido freddo viene convogliato a piastre fredde che si trovano direttamente accanto a componenti come CPU, GPU o schede di memoria. Piccoli tubi portano il liquido freddo a ciascuna piastra, dove il liquido assorbe il calore dai componenti sottostanti. Il liquido caldo viene quindi fatto circolare in un dispositivo di raffreddamento o scambiatore di calore. Dopo che è stato raffreddato, il liquido viene quindi fatto circolare nuovamente nelle piastre fredde.
Commutatori di Calore con Sportello Posteriore
In questo caso, uno commutatore è montato sul retro del rack al posto del suo sportello posteriore. Le ventole del server soffiano l’aria calda attraverso il commutatore, che dissipa il calore. Il liquido viene fatto circolare attraverso un sistema a circuito chiuso che effettua lo scambio termico. Sebbene il processo esatto possa variare da un sistema all’altro, generalmente un approccio di raffreddamento con sportello posteriore combina un refrigerante contenuto che scorre attraverso il commutatore con un sistema per abbassare la temperatura del refrigerante durante la circolazione.
Raffreddamento a Immersione
Una tecnologia più recente e che sta facendo grandi progressi è il raffreddamento a immersione. Con il liquid cooling a immersione tutti i componenti interni del server sono immersi in un fluido dielettrico non conduttivo. Il mezzo di raffreddamento in origine era l’olio minerale, sebbene i data center oggi possano utilizzare anche altri fluidi come, ad esempio, il 3M Novec (noto anche come acqua secca). I componenti e il fluido sono racchiusi in un contenitore sigillato per evitare perdite. Il calore dei componenti viene trasferito al refrigerante, un processo che richiede molta meno energia rispetto ad altri approcci.
Liquid Cooling: Punti di Attenzione e Controindicazioni
La maggior parte dei dispositivi raffreddati a liquido sono sia ad alte prestazioni che mission-critical. Per questo è fondamentale assicurarsi che alimentazione e raffreddamento siano ridondati. È opportuno progettare tubazioni a doppia estremità, includendo valvole di isolamento che isolano i segmenti per la manutenzione senza perdere il flusso del liquido attraverso il resto del circuito di raffreddamento. Nonostante i suoi tanti vantaggi, il raffreddamento a liquido ha anche delle controindicazioni. Oltre ad avere il potenziale per un Capex molto più elevato, il rischio legato alla fuoriuscita dell’elemento è una grande preoccupazione per molti professionisti IT, in particolare nel caso del raffreddamento diretto al chip che comporterebbe un effetto devastante sull’hardware.
Raffreddamento ad Aria vs. Liquid Cooling: Le Cose da Sapere
Le organizzazioni che creano nuovi data center o aggiornano quelli esistenti potrebbero valutare se sia il momento di implementare il raffreddamento a liquido rispetto al raffreddamento ad aria. Di seguito 3 cose da valutare secondo gli esperti:
- Prezzo: Il costo è un fattore decisivo nella scelta di un metodo di raffreddamento del data center, ma arrivare a un vero costo totale di proprietà (TCO) può essere un processo complesso.
- Facilità di installazione e manutenzione: Un’altra considerazione importante da fare a livello Opex per implementare e mantenere un sistema di raffreddamento è considerare le attività da svolgere.
- Posizione: Il raffreddamento a liquido utilizza meno energia e acqua, il che può essere particolarmente importante nelle aree in cui l’acqua scarseggia.
Scambiatori di Calore: Applicazioni negli Impianti Idraulici
Un’applicazione molto comune degli scambiatori di calore è il loro utilizzo per il raffreddamento di impianti idraulici o di lubrificazione, ad esempio su macchine utensili e operatrici che utilizzano azionamenti idraulici e impianti oleodinamici per gli organi in movimento. In tutti questi settori, l’olio utilizzato per gli attuatori idraulici o semplicemente per la lubrificazione assorbe il calore ceduto dalle pompe e/o dal movimento meccanico generato. Il calore accumulato dall’olio idraulico deve essere smaltito affinché l’olio mantenga le adeguate proprietà lubrificanti e di viscosità, in quanto una sua alterazione farebbe venir meno la corretta azione lubrificante con gravi danni per macchinari e impianti. Tutti gli impianti di questo genere sono pertanto dotati di un sistema di raffreddamento dell’olio mediante scambiatore di calore.
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