Il rapido aumento delle applicazioni legate all’intelligenza artificiale, al cloud computing e al calcolo ad alte prestazioni fa crescere notevolmente la densità termica delle infrastrutture informatiche. Nei moderni data center, alcuni rack possono raggiungere diverse decine di kilowatt, rendendo il raffreddamento ad aria insufficiente per dissipare efficacemente il calore prodotto.
Il raffreddamento a liquido si afferma quindi come una soluzione fondamentale per mantenere le apparecchiature informatiche nei loro intervalli di funzionamento ottimali. Al centro di questa architettura, l’unità di distribuzione del liquido di raffreddamento, o CDU (Coolant Distribution Unit), garantisce la circolazione, la regolazione e il monitoraggio del fluido tra gli impianti di raffreddamento e i rack informatici.
Le prestazioni di un CDU (Unità di distribuzione di alimentazione) di un data center dipendono direttamente dalla stabilità e dalla precisione della portata. Una misurazione affidabile consente di bilanciare i diversi circuiti, garantire il raffreddamento dei rack e migliorare l'efficienza energetica complessiva dell'impianto. Il misuratore di portata a ultrasuoni S-Flow FSZ di Fuji Electric risponde a queste esigenze grazie a una misurazione precisa, non invasiva e senza perdita di carico.
La diffusione dell’intelligenza artificiale, del cloud computing e del calcolo ad alte prestazioni concentra una potenza di calcolo sempre maggiore in spazi ridotti. I rack ad alta densità generano ormai livelli di calore che il raffreddamento ad aria non sempre riesce più a dissipare in modo efficace. I progettisti e i gestori dei data center devono quindi adeguare le proprie architetture termiche al fine di garantire la stabilità delle apparecchiature, la continuità del servizio e il controllo dei consumi.
In questo contesto, il raffreddamento a liquido si impone come una soluzione adatta alle infrastrutture ad alta densità. Assorbendo il calore il più vicino possibile ai componenti critici, migliora l’efficienza termica senza aumentare eccessivamente l’ingombro. L'unità di distribuzione del liquido di raffreddamento, o CDU, svolge quindi un ruolo centrale fungendo da interfaccia tra il circuito primario del sito e il circuito secondario che alimenta i rack. In particolare, regola la circolazione, la temperatura e la pressione del fluido.
Le prestazioni della CDU dipendono direttamente dalla stabilità della portata. Una portata insufficiente può causare un surriscaldamento localizzato, mentre una portata eccessiva aumenta inutilmente il consumo delle pompe e riduce l'efficienza energetica complessiva. Una misurazione affidabile della portata consente quindi di regolare il funzionamento delle pompe e degli scambiatori, di rilevare gli squilibri idraulici e di limitare i consumi eccessivi.
Allo stesso tempo, gli operatori devono aumentare la propria capacità di calcolo, ridurre i costi energetici, limitare i fermi macchina non pianificati e prolungare la durata di vita degli impianti. L’integrazione dei dati relativi alla portata e alla temperatura nei sistemi BMS o SCADA facilita il monitoraggio in tempo reale, l’automazione delle regolazioni e la manutenzione preventiva. In un ambiente in cui la disponibilità è fondamentale, il controllo della portata all’interno dell’unità di trattamento dell’aria (CDU) diventa così un fattore essenziale per garantire affidabilità, efficienza energetica e prestazioni operative.
I produttori di CDU devono progettare sistemi sempre più compatti. Questa esigenza è particolarmente sentita nelle configurazioni In-Row, in cui i sistemi di raffreddamento sono installati direttamente tra i rack informatici.
Lo spazio disponibile per l'integrazione di un misuratore di portata nella CDU è quindi limitato. Non è sempre possibile garantire le lunghezze rettilinee di tubazione necessarie al funzionamento di alcune tecnologie di misurazione. Lo strumento deve inoltre poter essere montato su tubazioni di diversi diametri senza complicare eccessivamente la progettazione della CDU.
Ogni ostacolo presente in una tubazione può causare una perdita di carico. Questa deve poi essere compensata dalle pompe, il che aumenta il consumo energetico e può compromettere le prestazioni idrauliche del circuito.
In un'unità di distribuzione del liquido di raffreddamento, la tecnologia di misurazione deve quindi preservare integralmente la sezione di passaggio del fluido. Una soluzione invasiva può inoltre creare un ulteriore punto debole, in particolare in termini di tenuta, incrostazioni o usura.
A seconda delle caratteristiche del sito e delle esigenze degli impianti, un’unità di raffreddamento (CDU) può utilizzare acqua, una miscela di acqua e glicole o altri fluidi specifici.
In questo tipo di architettura, i punti di misurazione sono generalmente distribuiti lungo i circuiti di ingresso e di uscita della CDU, nonché il più vicino possibile ai rack. Questa configurazione consente di monitorare costantemente la distribuzione del fluido nell’intero circuito secondario e di garantire un bilanciamento ottimale del raffreddamento.
La strumentazione deve garantire una misurazione affidabile nonostante le differenze di viscosità, velocità del suono e proprietà termiche tra i fluidi.
Le esigenze di raffreddamento non sono necessariamente identiche da un rack all’altro. A seconda del carico informatico, della regolazione delle valvole o della configurazione idraulica, possono verificarsi situazioni di portata insufficiente o eccessiva.
Una portata insufficiente può causare un aumento eccessivo della temperatura all’interno di un armadio. Al contrario, una portata eccessiva può gravare inutilmente sulla capacità di pompaggio e ridurre l’efficienza energetica complessiva.
Senza un parametro affidabile, diventa difficile:
Il misuratore di portata S-Flow FSZ utilizza una tecnologia a ultrasuoni basata sul tempo di transito. La velocità di flusso viene determinata in base alla differenza tra i tempi di propagazione dei segnali ultrasonici nella direzione del flusso e in quella opposta.
Questa tecnologia consente di ottenere una misurazione precisa e continua con un margine di errore dichiarato del ±2%, senza introdurre alcun ostacolo nella conduttura. Il misuratore di portata non genera quindi alcuna perdita di carico aggiuntiva e non compromette le prestazioni idrauliche dell'unità di distribuzione (CDU).
L'assenza di contatto diretto con il liquido riduce inoltre il rischio di perdite legate alla strumentazione. Questa caratteristica è particolarmente importante nei data center, dove una perdita può compromettere la disponibilità delle apparecchiature informatiche e comportare complesse operazioni di manutenzione.
Oltre alla misurazione della portata, il misuratore di portata a ultrasuoni S-Flow FSZ integra anche la misurazione della temperatura. Il produttore di CDU può così migliorare il monitoraggio del circuito di raffreddamento e ottenere una visione più precisa del funzionamento termico del proprio impianto.
La combinazione dei dati relativi alla portata e alla temperatura facilita:
Questa doppia misura migliora la comprensione del comportamento della CDU e consente di regolare con maggiore precisione il funzionamento delle pompe, degli scambiatori e dei dispositivi di regolazione.
Il misuratore di portata è progettato per misurare portate ridotte, anche in condizioni prossime alla portata nulla. Questa caratteristica facilita il monitoraggio delle fasi di avvio, dei periodi di carico ridotto e delle situazioni transitorie.
Il rilevamento di una portata anormalmente bassa può indicare la presenza di una valvola chiusa, di una pompa difettosa, di un'ostruzione o di uno squilibrio idraulico. La misurazione continua contribuisce così a migliorare la disponibilità dell'impianto e a intervenire prima che si verifichi un surriscaldamento.
Il misuratore di portata a ultrasuoni S-Flow può essere configurato in base alle proprietà del fluido, in particolare alla sua viscosità cinematica e alla velocità del suono. Queste impostazioni consentono di mantenere una misurazione precisa con diversi liquidi di raffreddamento, comprese le miscele antigelo.
Questa flessibilità facilita l'adattamento del misuratore di portata alle diverse configurazioni delle unità di distribuzione del liquido di raffreddamento e alle specifiche proprie di ciascun progetto.
Grazie al suo formato compatto monoblocco, il misuratore di portata può essere integrato in spazi ridotti. Si adatta ad architetture CDU ad alta densità e a diverse configurazioni di condotte.
Il suo design ne facilita l'installazione diretta all'interno delle unità di distribuzione del liquido di raffreddamento, accanto alle apparecchiature di regolazione quali i convertitori di frequenza e le interfacce di supervisione. Questa integrazione consente di realizzare una catena completa di misurazione, regolazione e controllo del raffreddamento.
I dati del misuratore di portata possono essere utilizzati per regolare la velocità delle pompe, monitorare le prestazioni del circuito e trasmettere le informazioni a un sistema BMS o SCADA.
ApplicazioneScarica la scheda applicativa e scopri come misurare la portata del liquido di raffreddamento per migliorare l'affidabilità e il monitoraggio delle tue CDU.
