Tra le soluzioni di raffreddamento offerte da Tempco per i data center, particolare attenzione è rivolta alle più innovative tecnologie di raffreddamento a liquido, che offrono maggiore efficienza nella dissipazione del calore generato dai chip – e quindi una migliore regolazione della temperatura – grazie alla migliore conduttività dei liquidi rispetto alle tradizionali soluzioni di raffreddamento ad aria. Gli scambiatori saldobrasati Tempco fungono quindi da tecnologia chiave per le CDU – Coolant distribution units – impiegate nel raffreddamento a liquido dei data center ad alte prestazioni, strategico per ridurre l’impatto ambientale dei data center, aumentandone la sostenibilità e migliorando l’efficienza dei consumi energetici (PUE, power usage effectiveness).

La migliore gestione termica resa possibile dal raffreddamento a liquido permette inoltre ai data center di funzionare a densità di potenza più elevate, mantenendo alte prestazioni e affidabilità.

Il raffreddamento a liquido di server e dispositivi elettronici impiega fluidi dielettrici, compatibili per il contatto diretto con chip e apparecchiature elettroniche, nel caso del raffreddamento a immersione diretta, o per applicazioni cold plates. Le cold plates sono particolari componenti impiegati nel raffreddamento a liquido di componenti elettronici, realizzati in metalli ad alta conducibilità termica (in genere rame o alluminio). Il chip o componente elettronico che si surriscalda è fissato direttamente alla cold plate, e il calore passa a questa per conduzione. Al suo interno il liquido refrigerante scorre in particolari strutture a micro canali, che aumentano enormemente la superficie di contatto con il metallo surriscaldato. Il liquido assorbe quindi il calore e, per mezzo di una piccola pompa, viene spinto fuori dalla cold plate verso uno scambiatore di calore o un chiller.

Oltre alla superiore efficienza di dissipazione del calore generato dai server, il raffreddamento a liquido offre anche un altro vantaggio fondamentale, ovvero la compattezza, consentendo di realizzare strutture di calcolo ad alta densità nei data center risparmiando spazio di installazione. La gamma di scambiatori saldobrasati Tempco per raffreddamento a liquido nei data center offre quindi dimensioni molto compatte, che permettono una facile integrazione nelle CDU all’interno dei rack o nelle architetture in-row, che possono servire fino a 10 rack.

L'articolo Scambiatori saldobrasati per le CDU nel raffreddamento a liquido dei data center proviene da Tempco Blog.

Nel settore dei data center AI/HPC si assiste dunque a un’accelerazione verso il raffreddamento a liquido su larga scala, sotto la spinta del raggiungimento dei target di sostenibilità, con elevati valori di efficienza energetica (PUE) nei nuovi grandi data center ad alte prestazioni. Per rispondere a questo importante trend, Kaori, partner di Tempco in ambito di scambio termico, ha di recente presentato due nuovi scambiatori di calore ad alta efficienza dalle caratteristiche molto interessanti, appositamente studiati per le nuove soluzioni di raffreddamento a liquido nelle infrastrutture ad alte prestazioni.

Si tratta dello scambiatore di calore B390, che presenta un design asimmetrico delle piastre progettato specificamente per data center AI e HPC ad alta densità. Con una capacità di raffreddamento fino a 2.000 kW e il supporto per connessioni ad alto flusso da 4 pollici, questa innovativa tipologia di scambiatore gestisce facilmente i carichi termici transitori dei server ad alta potenza di nuova generazione. Con una larghezza di soli 321 mm e una lunghezza di 751 mm, il B390 offre prestazioni di raffreddamento eccezionali in un ingombro compatto, integrandosi perfettamente nei sistemi CDU In-Row e massimizzando l’efficienza nell’impiego dello spazio.

Ottimizzato per le differenze di caduta di pressione su entrambi i lati dei sistemi CDU In-Row, il B390 garantisce una distribuzione stabile del flusso e prestazioni complessive più elevate. È disponibile in configurazioni a passaggio singolo o multiplo e supporta installazioni verticali, orizzontali o piatte, offrendo un’integrazione flessibile per diverse esigenze di sistema e di spazio negli ambienti dei data center.

B390 ripropone i principali vantaggi della Serie B di Kaori:

• Design esclusivo del pattern delle piastre: massimizza l’efficienza del trasferimento di calore mantenendo basse le perdite di carico.
• Struttura ad alta pressione di esercizio: garantisce affidabilità a lungo termine per i sistemi di raffreddamento a liquido ad alta pressione.
• Design compatto: ottimizza l’utilizzo dello spazio per soddisfare le esigenze di integrazione ad alta densità.

Un secondo interessante modello di scambiatore, anch’esso sviluppato pensando specificamente agli ambienti data center ad alta densità di ultima generazione, è quindi il K390: di pari dimensioni, presenta un design simmetrico delle piastre, ideale per sistemi a flusso bidirezionale bilanciato.

Insieme, B390 e K390 formano una soluzione complementare, offrendo maggiore flessibilità di progettazione e opzioni in termini di prestazioni per le architetture di raffreddamento a liquido In-Row.

L'articolo Scambiatori a design asimmetrico in liquid cooling nei data center AI/HPC proviene da Tempco Blog.

Quello della transizione green e dell’efficienza nell’utilizzo dell’energia è infatti un tema chiave e fondante alla base della proposta tecnologica di MicroChannel Devices, che fa dell’azienda una realtà ‘iconica’ del cambiamento in corso verso paradigmi di innovazione sostenibile per il futuro di tutti, aziende, manifatturiero e comunità.

Come spiega il CEO Variarelli, MicroChannel Devices è una PMI innovativa nata nel 2020 come spin-off ed evoluzione dell’azienda di famiglia STV, mettendo a valore un know-how e un’esperienza costruiti in 60 anni di attività nei settori automotive ed elettronica. Vaiarelli illustra quindi molto lucidamente come le imprese italiane possano rigenerarsi investendo in innovazione, che nel caso di MicroChannel Devices ha significato specializzarsi nello sviluppo e produzione di dispositivi microcanalizzati che trovano ottimale applicazione nel mercato della transizione energetica.

Nello specifico, anche grazie alla preziosa sinergia e collaborazione con Tempco, l’azienda realizza scambiatori di calore PCHE (printed circuit heat exchangers), realizzati mediante tecnologie innovative come il diffusion bonding (saldatura allo stato solido, in italiano), che consente di ottenere un pacco di scambio termico a elevatissima resistenza strutturale, e al processo di incisione delle piastre a microcanali chiamato chemical etching, una tecnica di fotoincisione chimica simile a quella impiegata in elettronica per la produzione dei chip. Questa procedura in particolare permette di realizzare circuiti di scambio termico a elevatissima efficienza di scambio, con layout altamente personalizzati e la possibilità di costruire gli scambiatori anche in modalità multi-stream.

Le caratteristiche che si ottengono in questi innovativi scambiatori ne fanno la soluzione tecnologica ideale per tutte le nuove applicazioni nella filiera dell’idrogeno, nell’energia nucleare con Small Modular Reactor di quarta generazione, ma anche per cold plate nel raffreddamento a liquido direct-to-chip per i data center che serviranno le future applicazioni dell’intelligenza artificiale, così come nel comparto dell’oil & gas e delle applicazioni LNG.

L'articolo Scambiatori PCHE per il mercato della transizione energetica proviene da Tempco Blog.

Questi stessi fluidi dielettrici vengono utilizzati anche per testare sistemi di termoregolazione e raffreddamento di data center o per altri componenti elettronici, ad esempio nell’industria automobilistica, o anche nella produzione di batterie per veicoli elettrici, per valutare le prestazioni di questi componenti al variare delle condizioni di temperatura.

Dal punto di vista costruttivo, l’impiego di questi fluidi comporta pochissime modifiche alle unità di termoregolazione in quanto i fluidi dielettrici sono in definitiva molto simili agli oli, sia per le loro caratteristiche fisiche che termodinamiche. Pertanto, restano pressoché invariati anche i componenti utilizzati nelle centraline di termoregolazione che impiegano questa speciale tipologia di fluidi.

L'articolo Fluidi dielettrici nel raffreddamento di data center e componentistica elettronica proviene da Tempco Blog.

La crescita dei data center spinge quindi la richiesta di tecnologie di raffreddamento più efficienti, tra cui emergono le più innovative soluzioni di raffreddamento a liquido o per immersione. Un esempio italiano prestigioso è il recente Green Data Center inaugurato ad aprile scorso presso l’Università di Pisa, che ha consentito di raddoppiare la capacità computazionale disponibile adottando tecnologie di ultima generazione e soluzioni di raffreddamento a liquido, incrementando l’efficienza energetica dell’infrastruttura.

Gli scambiatori di calore svolgono un ruolo chiave nei sistemi di raffreddamento dei server nei data center. In particolare, gli scambiatori a immersione TCOIL di Tempco possono offrire soluzioni personalizzate per integrarsi con i sistemi di raffreddamento esistenti. Questi speciali scambiatori possono infatti essere utilizzati per ottimizzare il raffreddamento a liquido dei data center, anche ad esempio in applicazioni che sfruttano il sistema Liebert® XDU di Vertiv o la soluzione HyperCool di Zutacore, entrambe impiegate nel Green Data Center nell’ateneo pisano, utilizzando i TCOIL in funzione di free cooling, immersi in fiumi, laghi o bacini in prossimità dei data center.

L'articolo Data Center green a ridotto impatto ambientale e scambiatori TCOIL proviene da Tempco Blog.

La crescita nella domanda di potenza computazionale nei data center pone un problema relativo all’impatto ambientale di queste strutture. Sempre Nvidia nel 2022 ha annunciato un nuovo piano per ridurre il consumo energetico dei data center, per il crunch di enormi quantità di dati o per addestramento di modelli AI. L’azienda ha in particolare sviluppato innovative schede raffreddate a liquido, che consumano fino al 30% in meno rispetto a quelle raffreddate ad aria.

Con l’incremento della potenza termica dei chip, infatti, il tradizionale raffreddamento ad aria non è più sufficiente a soddisfare i requisiti di raffreddamento delle nuove applicazioni. In questo quadro, la previsione per i prossimi anni di IDTechEx è per una forte crescita e adozione del raffreddamento a liquido dei data center, con un fatturato annuo che entro il 2033 supererà i 900 milioni di dollari, come si legge nel report Gestione termica per centro dati 2023-2033.

Tabella comparativa dei liquidi refrigeranti dei principali brand disponibili sul mercato per raffreddamento a liquido dei data center. Fonte IDTechEx

Nel raffreddamento a liquido, grazie al raffreddamento a liquido diretto al chip (D2C, direct-to-chip) è possibile raffreddare solo alcuni componenti, come chipset e GPU, e non schede intere. Il raffreddamento a immersione offre invece efficienza elevata e distribuita in maniera uniforme. Considerate le tipiche temperature per immersione, che vanno da 25 a 50° C come riporta la tabella sopra, Tempco vede in queste innovative applicazioni ampio spazio per il free cooling, aumentandone l’efficienza. E’ pertanto possibile fornire soluzioni di dissipazione termica con dry cooler dedicati, sia a secco sia adiabatici quando la temperatura ambiente diviene più elevata. Tempco può altresì fornire soluzioni di free cooling per immersione con scambiatori TCOIL.

Va infine detto, come anche IDTechEx sottolinea, che il processo di immersione dei server nelle vasche può essere macchinoso e oggi richiede ancora un importante retrofitting dei data center esistenti basati su rack. Occorre poi considerare i costi iniziali dell’hardware, per cui IDTechEX stima che un serbatoio di raffreddamento a immersione possa costare circa 4 mila dollari. A questo va sommato il costo del liquido refrigerante per il serbatoio. Costi iniziali relativamente elevati che vengono però ampiamente ripagati nel tempo grazie al notevole risparmio energetico che si ottiene.

Per restare informato ogni mese sulle ultime applicazioni di gestione dell’energia termica, iscriviti alla Newsletter – Solid Temperature di Tempco.

L'articolo Raffreddamento a liquido e scambiatori a immersione dei data center proviene da Tempco Blog.

La geotermia e lo sviluppo di pompe di calore geotermiche sono argomenti veramente molto interessanti. La geotermia consente infatti di disporre di grandi quantità di energia da fonte rinnovabile a costo decisamente contenuto. Parliamo ovviamente di energia di secondo livello, ovvero calore ed energia termica.

Sono sempre più diffuse applicazioni di pompe di calore in ambito HVAC e termoregolazione di siti industriali e civili. Di per sé le pompe di calore offrono già un’efficienza interessante, che aumenta ancora di più in combinazione con la geotermia consentendo notevoli risparmi energetici.

In Tempco nel nostro ambito di attività abbiamo già sviluppato una serie di applicazioni diverse con pompe di calore geotermiche grazie all’impiego di scambiatori TCOIL a immersione. Applicazioni che prevedono l’immersione degli scambiatori in bacini di acqua fredda, come laghi, fiumi, mari e canali, per dissipare o acquisire energia dal fluido in cui sono immersi. Il payback di queste soluzioni si è inoltre molto ridotto, anche a causa degli aumenti dei costi dell’energia.

Abbiamo in tal senso già sviluppato applicazioni in lavanderie industriali, nel residenziale, per applicazioni industriali e nei data center.

L'articolo Rinnovabili, pompe di calore geotermiche e scambiatori TCOIL proviene da Tempco Blog.

Ciò che è ancora più interessante dal punto di vista di Tempco è però la crescente importanza data ai temi legati alla sicurezza eneregtica e ai fattori ESG (environment, social and governance) e di sostenibilità ambientale da parte di investitori, fornitori di debito e sviluppatori di infrastrutture data center. La domanda record è naturalmente spinta dall’incremento dei dati e della richiesta di potenza di calcolo, legato alla diffusione dei servizi cloud, al crescere dell’IoT e all’uso in costante aumento dell’AI, con all’orizzonte l’avvento della connettività 5G e del Metaverso. Al contempo, cresce l’attenzione al rispetto degli standard ESG da parte istituzionale, con iniziative quali il Climate Neutral Data Centre Pact o il ricorso a metriche quali il PUE (power usage effectiveness) nei data center, di cui abbiamo pure avuto modo di parlare in passato.

In questo quadro, il 94% dei soggetti interpellati dichiara che l’attenzione a tematiche ESG è cresciuta come criterio per nuovi investimenti o sviluppo di infrastrutture data center negli ultimi 24 mesi. Il 99% dichiara inoltre che questo tipo di attenzione crescerà ulteriormente nei prossimi 24 mesi. Il 35% di sviluppatori/operatori ha altresì dichiarato di aver ceduto almeno un data center negli ultimi due anni proprio a causa di problemi legati al tema ESG. Il raggiungimento di target zero emissioni diventa altrettanto rilevante: il 68% degli investitori e il 60% dei fornitori di debito e degli sviluppatori/operatori ha dichiarato che i data center nei quali hanno investito più di recente prevedono di raggiungere il target zero emissioni entro il 2030, se non hanno addirittura già completato l’obiettivo. Energia e fattori ESG figurano anche tra i principali criteri per cui gli investitori in data center sono disposti a pagare dei premi: il 70% degli sviluppatori/operatori e il 75% di investitori e fornitori di debito dichiarano che sarebbero felici di pagare un premio pur di investire in un’infrastruttura dotata di caratteristiche ESG e attenta alla sostenibilità.

Come abbiamo già avuto modo di trattare più volte, sostenibilità e risparmio energetico nei data center riguardano segnatamente il passaggio dal raffreddamento ad aria delle componenti IT e dell’elettronica all’utilizzo di soluzioni di raffreddamento a liquido per immersion cooling. Questo rappresenta in particolare un fondamentale cambio di passo nel futuro dei data center , in direzione di infrastrutture IT più sostenibili ad impatto ambientale ridotto. Ciò è dovuto ad alcuni fattori, in primis la possibilità di impiegare fluidi di raffreddamento a temperature meno spinte verso il basso, grazie al maggior coefficiente di dissipazione del calore dei liquidi rispetto all’aria. Notevole risparmio energetico è dato quindi dall’eliminazione di ventilatori e compressori richiesti dai chiller, aprendo inoltre la strada all’utilizzo del free cooling.

L'articolo Data center, raddoppiano gli investimenti con attenzione ai temi ESG proviene da Tempco Blog.

Il raffreddamento a liquido per immersione, di cui abbiamo già parlato in passato mediante utilizzo di scambiatori TCOIL, aumenta in prima istanza la sostenibilità dei data center, migliorando l’efficienza energetica del sistema di raffreddamento. Infatti, utilizzare un liquido come fluido di raffreddamento invece dell’aria comporta un contatto più stretto delle particelle del liquido con l’oggetto da raffreddare, aumentando il coefficiente di scambio termico. Questo consente inoltre di utilizzare fluidi di raffreddamento a temperature meno spinte, con notevole risparmio energetico grazie anche alla possibilità di impiegare sistemi in free cooling per il raffreddamento dei fluidi dielettrici e tagliando i costi legati al condizionamento dell’aria.

La soluzione con raffreddamento a liquido nel progetto testato ha però altresì portato a una riduzione dei costi di esercizio del calcolo ad alte prestazioni richiesto dai software EDA, dove il costo delle licenze d’uso è legato al numero di core e alla frequenza di Clock richiesta (la frequenza di Clock indica il numero di cicli da acceso-spento, ossia tra 0 e 1, che un transistor è in grado di processare in un secondo, misurata in GHz). Grandezze a cui è legato anche il TDP (thermal design point), ovvero il calore massimo che un processore deve smaltire per funzionare in maniera ottimale.

Il costo complessivo delle licenze può quindi essere ridotto diminuendo il numero di core utilizzati e aumentando la frequenza di clock, ottenendo lo stesso livello di prestazioni. Ciò comporta però un incremento nella quantità di calore sviluppato dall’elettronica da dissipare, che mette le soluzioni di raffreddamento ad aria tradizionali di fronte al loro limite, potendo invece essere gestite senza problemi e con maggior efficienza e consumi inferiori dal raffreddamento a liquido per immersione.

Il sistema prototipale messo a punto da Supermicro in collaborazione con 3M, Intel, Kaori e Samsung sfrutta nello specifico il raffreddamento a immersione diretta di due tipologie di dispositivi di Intel e Samsung, in un serbatoio con sistema a scambiatori di calore a piastre riempito con il fluido 3M Fluorinert Electronic Liquid FC-40, che ha mostrato perfetta compatibilità con l’elettronica impiegata.

I test condotti hanno dimostrato una importante riduzione del consumo energetico ottenuta con il raffreddamento a liquido per immersione, anche con CPU ad alte prestazioni e in ambienti a temperatura ambiente, senza impiego di aria condizionata. Consentendo la riduzione del numero di core nei processori e l’incremento della clock speed. Prospettando pertanto il raffreddamento a liquido per immersione come una soluzione green e altamente efficiente in grado di ridurre anche i costi di esercizio, adatta alle crescenti potenze di calcolo richieste ai data center a sostegno dello sviluppo delle nuove tecnologie, dal campo della progettazione elettronica, all’intelligenza artificiale e all’analisi dei dati.

Source: Supermicro

Per restare informato ogni mese sulle ultime applicazioni di gestione dell’energia termica, iscriviti alla Newsletter – Solid Temperature di Tempco.

L'articolo Raffreddamento a liquido in data center e high performance computing proviene da Tempco Blog.

In particolare nel video potete vedere esposto più in dettaglio il progetto che abbiamo sviluppato nel porto della Marina di Loano. L’immersione diretta degli scambiatori dimple jacket nelle acque del porto ha qui consentito di eliminare quasi completamente la parte di pompaggio e aspirazione dell’acqua di mare per l’alimentazione degli scambiatori di calore tradizionali impiegati in precedenza. Gli scambiatori servono a loro volta una rete di pompe di calore disseminate per tutta la vasta superficie del porto. Il taglio dei consumi di elettricità ottenuto è stato quindi notevole.

Gli scambiatori sono stati realizzati in materiale speciale, acciaio inox super-duplex, per garantire resistenza alla corrosione da cloruri contenuti nell’acqua marina. Dopo due anni di lavoro a immersione, gli scambiatori presentavano un certo naturale grado di crescita biologica sulle superfici. Per questo è stata studiata un’apposita struttura di supporto e golfare di sollevamento per consentire di estrarre gli scambiatori dal porto e procedere a una semplice pulizia mediante idropulitrice. Operazione che, rispetto al lavaggio di scambiatori tradizionali, è molto più semplice e non richiede specifiche competenze grazie alla elevata resistenza meccanica degli scambiatori TCOIL.

Nel video viene raccontata anche un’altra installazione simile, fatta per il Centro di ricerca di Ispra della Commissione Europea. Qui scambiatori TCOIL sono stati immersi nelle acque di un canale artificiale, sfruttandone l’acqua per alimentare pompe di calore. L’acqua dolce implica meno problemi a carico del materiale, che qui era AISI 316. Il cliente ha però preferito un acciaio elettrolucidato, accorgimento che diminuisce il grip di alghe e altri organismi sulle superfici degli scambiatori, allungando gli intervalli di manutenzione.

Infine, non manca un veloce accenno a un’altra applicazione degli scambiatori a immersione TCOIL dalle grandissime potenzialità. Ovvero il raffreddamento a liquido dei data center, dei server e delle schede elettroniche. Anche qui infatti è possibile sfruttare questi scambiatori, che immersi nell’acqua fredda provvedono al raffreddamento diretto delle apparecchiature IT.

Iscriviti qui alla Newsletter – Solid Temperature di Tempco.

L'articolo Risparmio energetico ed efficienza smart a immersione proviene da Tempco Blog.