Workshop CCR-INFN Grid – Isola D'Elba – 16 Maggio 2011 Il cooling delle sale Server: Soluzioni, Efficienza Energetica, Availability Paolo Gentiluomo HPAC.

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1 Workshop CCR-INFN Grid – Isola D'Elba – 16 Maggio 2011 Il cooling delle sale Server: Soluzioni, Efficienza Energetica, Availability Paolo Gentiluomo HPAC - Climaveneta Workshop CCR-INFN GRID Isola D'Elba, 16-20 Maggio 2011

2 Workshop CCR-INFN Grid – Isola D'Elba – 16 Maggio 2011 Agenda La logica di base Topologia Soluzioni Tecnologie per l'Efficienza Energetica Regole d'oro Workshop CCR-INFN Grid – Isola D'Elba – 16 Maggio 2011 Cooling Sale Server

3 Workshop CCR-INFN Grid – Isola D'Elba – 16 Maggio 2011 LA “CROMO-LOGICA” FLESSIBILITA' TCO (Total Cost of Ownership) AFFIDABILITA'

4 Workshop CCR-INFN Grid – Isola D'Elba – 16 Maggio 2011 (Topologia: lo studio dello spazio) ’80-’90 TOPOLOGIA dei DATA CENTER ’00-’04 ’04-’10

5 Workshop CCR-INFN Grid – Isola D'Elba – 16 Maggio 2011 TOPOLOGIA dei DATA CENTER

6 Workshop CCR-INFN Grid – Isola D'Elba – 16 Maggio 2011 Questo è il punto di partenza Circuito Aperto TOPOLOGIA dei DATA CENTER Refrigerante La Ridondanza è facile! Acqua

7 Workshop CCR-INFN Grid – Isola D'Elba – 16 Maggio 2011 Rack 20°C 24°C 15°C Circuito Aperto TOPOLOGIA dei DATA CENTER

8 Workshop CCR-INFN Grid – Isola D'Elba – 16 Maggio 2011 Rack 26- 40°C 15- 24°C 12-22°C Circuito Aperto TOPOLOGIA dei DATA CENTER Rack

9 Workshop CCR-INFN Grid – Isola D'Elba – 16 Maggio 2011 TOPOLOGIA dei DATA CENTER I falsi d'autore

10 Workshop CCR-INFN Grid – Isola D'Elba – 16 Maggio 2011 TOPOLOGIA dei DATA CENTER Strada #1: Compartimentazione Evoluzione del Circuito Aperto

11 Workshop CCR-INFN Grid – Isola D'Elba – 16 Maggio 2011 TOPOLOGIA dei DATA CENTER Strada #2: SIDE-Cooling Evoluzione del Circuito Aperto SIDE COOLING

12 Workshop CCR-INFN Grid – Isola D'Elba – 16 Maggio 2011 Circuito Chiuso TOPOLOGIA dei DATA CENTER * Parliamone! +PLUG&PLAY +Server protetti +Bassi consumi* −No Inerzia −No Ridondanza* −CDZ vicini ai Server −Non espandibile* −Prezzo Elevato Strada #3:

13 Workshop CCR-INFN Grid – Isola D'Elba – 16 Maggio 2011 SUPPLEMENTAL COOLING La COOLING DOOR TOPOLOGIA dei DATA CENTER 18-25 °C 35-50 °C 25-35°C RACK

14 Workshop CCR-INFN Grid – Isola D'Elba – 16 Maggio 2011 Circuito Semi-Chiuso Circuito Aperto TOPOLOGIA dei DATA CENTER Circuito Chiuso IN-ROW COOLING COOLING DOOR FLESSIBILITA' 2010 – 201x ?

15 Workshop CCR-INFN Grid – Isola D'Elba – 16 Maggio 2011 Quadro elettrico con doppia alimentazione Fino a 50°C esterni ri-partenza in cascata Operatività 24 x 365 L'efficienza aumenta l’MTBF! Funz. Modo Protetto Pressione costante o Portata costante UPTIME R410a Componentistica di 1 a scelta AFFIDABILITA'

16 Workshop CCR-INFN Grid – Isola D'Elba – 16 Maggio 2011 Availability: Redundancy 12345 12 + Traditional Redundancy: N+2 => 2/N % Redundancy Sopra: R = 2/5 = 40% AB 2N = 100% Ridondanza TIER 4? N 2N 2(N+1) 12 4 2N

17 Workshop CCR-INFN Grid – Isola D'Elba – 16 Maggio 2011 La Transizione è un momento delicato AB Availability: Redundancy il DISASTRO è in agguato!

18 Workshop CCR-INFN Grid – Isola D'Elba – 16 Maggio 2011 INTEGRAZIONE CON CHILLERS Carico: 700kW (costante) Config.: 2 + 1 Solution Consumo kWh Risparmio 1 kWh Risp. % NECS1204B no FC @ 7-12°C1’385’373-- NECS1204B no FC @13-18°C1’203’186-182’18713.15% FC @ 13-18°C985’564-399’80928.86% CASCADE + FC891’343494’03035.66% CASCADE + FC + ADS up to 15-20°C769’979-615’39444.42%

19 Workshop CCR-INFN Grid – Isola D'Elba – 16 Maggio 2011 FREECOOLING … tipo Diretto, Indiretto & Chillers FC Nuove unità’ dotate di inverter ed in R410a THE NEW STEPS…….

20 Workshop CCR-INFN Grid – Isola D'Elba – 16 Maggio 2011 CASE STUDY: Free-Cooling Diretto 2 ways DIRECT Free-Cooling aria freca va direttamente dentro la sala. + sporco + e – umidità! A fluid (water) transfers HEAT from IN to OUT AFU - AFO Dry Cooler INDIRECT Free cooling Pulito Efficiente

21 Workshop CCR-INFN Grid – Isola D'Elba – 16 Maggio 2011 FREECOOLING DIRETTO Condizioni: 26°C, 45% Hr 70 kW carico 0,1 €cent City Cooling CapacityEnergy Saving kW kWh%Saving x year Saving x 10 years Roma70- 65.867 - 41% 6.586 €65.867 € Milano70- 76.928 - 49% 7.692 €76.920 € Palermo70- 51,962 - 32% 5.196 €51.960 € CONFRONTO: FC Vs. DX ACCURATE unità con 70 kW resa frigorifera For: Sito di Bologna Po

22 Workshop CCR-INFN Grid – Isola D'Elba – 16 Maggio 2011 TECHNOLOGY REVIEW: Scroll modulation ON-OFF Modulante

23 Workshop CCR-INFN Grid – Isola D'Elba – 16 Maggio 2011 Fast ON/OFF ON: 100x0.5 = 50 OFF: 10x0.5 = 5 55 ON: 100x0.5 = 50 xWh Fast ON/OFF ON/OFF 1h 30 15 45 Consumo 10% Consumo 100% E dove sono i +3dB(A)? TECHNOLOGY REVIEW: Scroll modulation

24 Workshop CCR-INFN Grid – Isola D'Elba – 16 Maggio 2011 1. Meno consumo ( - 15%) a pieno carico 2. Meno Rumore: - 4/5 dB(A) 3. Meno Vibrazioni = Vita + Lunga Gli i-ACCURATE hanno i NUOVISSIMI EC-Fans: struttura in materiali polimerici ultraleggeri i-ACCURATE FANS -20% -15% - 38 % -10% TCO (Total Cost of Ownership)

25 Workshop CCR-INFN Grid – Isola D'Elba – 16 Maggio 2011 Compressori Inverter EEV – Valvola espansione elettronica NEW EC-Fan R410a LATEST TECHNOLOGIES

26 Workshop CCR-INFN Grid – Isola D'Elba – 16 Maggio 2011 Utente: Contractor : Località:Valencia UNIT:i-AXO29 CASE STUDY: Unità con Inverter

27 Workshop CCR-INFN Grid – Isola D'Elba – 16 Maggio 2011 INPUT: -Carico Totale: 50 kW totali -Carico iniziale al 1° anno: 25 kW -Tempo riempimento sito stimato: 5 anni 1a CONSIDERAZIONE: 4 anni a carichi parziali 2a CONSIDERAZIONE: il Clima di Valencia 90% delle ore tra 8-31°C T > 35° => 171 h = 2% anno CASE STUDY Unità con Inverter 3a CONSIDERAZIONE: Consumo Inverter: < 5%!

28 Workshop CCR-INFN Grid – Isola D'Elba – 16 Maggio 2011 CASE STUDY Unità con Inverter

29 Workshop CCR-INFN Grid – Isola D'Elba – 16 Maggio 2011 CASE STUDY Unità con Inverter La ridondanza NON è più passiva!

30 Workshop CCR-INFN Grid – Isola D'Elba – 16 Maggio 2011 ► Cercare alti Sensible Heat Ratio (SHR → 1) Come aumentare l'Efficienza ► Usare Temp e Umidità appropriate! ► Cercare macchine efficienti ► Progettare anche per elevati flussi d'aria ► Aumentare altezza della sala (>3.5m) e altezza del pavimento sopraelevato (600mm) Laboratori, Esperienza, Certificati, Tecnologia Il + alto possibile Ma con attenzione! Massimizza il sistema Controverso, ma allunga la vita del DC ► il corridoio caldo/freddo è propedeutico!

31 Workshop CCR-INFN Grid – Isola D'Elba – 16 Maggio 2011 Il CW è più o meno efficiente del DX? ► c'è fluido in mezzo: uno scambio in più ► le pompe assorbono tanta potenza ► Moltissimi Chillers nascono per il comfort (7°C) il set dovrebbe essere più alto di 7°C! Altri temi: No glicole nel Data Center…ma costa! es.: sito da 400kW: extra costo di 10’000€/anno dovuto alle pompe Il costo dell'installazione…. e della manutenzione! DX vs CW 300-400kW800-900kW10kW gas acqua

32 Workshop CCR-INFN Grid – Isola D'Elba – 16 Maggio 2011 Alcune regole d'oro in sistemi ad acqua refrigerata 1.Aumentare la temperatura dell'acqua (meglio se variabile) 2.Usare il Free-Cooling 3.Use Electronic Expansion Valve 4.Usare compressori a levitazione magnetica 5.Usare pompe ad inverter SE il chiller ne beneficia! 6.Usare TUBAZIONI PIU' GRANDI! 10 to 20% 10% to 40% 5-10% 25-80% +2 to 5% Come aumentare l'Efficienza 5-10%

33 Workshop CCR-INFN Grid – Isola D'Elba – 16 Maggio 2011 Alcune regole d'oro in sistemi ad Espanzione Diretta 1.Aumentare la temperatura del ritorno dell'aria 2.Usare compressori ad inverter… 3.….ed aumentare la ridondanza! 4.Usare la Valvola Termostatica Electronica 5.Maggiorare le unità esterne SEMPRE!!!! 6.Usare SEMPRE I ventilatori a controllo elettronico 3% per °C 20% to 40% 10-30% 5-10% Come aumentare l'Efficienza 5-20%

34 Workshop CCR-INFN Grid – Isola D'Elba – 16 Maggio 2011 Azienda 100% Italiana AFFIDABILITA' = CLIMAVENETA

35 Workshop CCR-INFN Grid – Isola D'Elba – 16 Maggio 2011 ACCURATE Uno dei range HPAC più ampi del mercato: A+W range: 7 to 150 kW CW range: 7 to 220 kW THE RANGE 20 to 150 kW Dual Fluid Free-Cooling Dual Coil Tutte OVER e UNDER!

36 Workshop CCR-INFN Grid – Isola D'Elba – 16 Maggio 2011 THE RANGE SIDE COOLING COOLING DOORS COOLING RACKS

37 Workshop CCR-INFN Grid – Isola D'Elba – 16 Maggio 2011 Grazie per l'attenzione Domande? Paolo Gentiluomo hpac@climaveneta.it