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I DATA CENTER

ESPERIENZE DAL CAMPO

Autore: Ing. Lino Freschini

[email protected]

COME E' DIFFICILE PROGETTARE

UN DATA CENTER !

Piccola premessa:

• parliamo di DC ‘’importanti’’ per l’attivita’ che andranno a svolgere.

• di strutture che negli anni '80 avevano una capacita' elaborativa confrontabile con quella di un odierno PC e che hanno visto il loro sviluppo fare passi da gigante e che ancora proseguono con lo stesso ritmo.

Strutture che al loro sviluppo tecnologico abbinano una fame di potenza e di frigorie che ha portato i DC ad essere i piu' grandi utilizzatori di energia dei nostri tempi ( si stima che il 10% dei consumi mondiali di energia sia dovuto ai DC e strutture collegate ).

• Strutture per le quali le parole TIER (Uptime Institute: livelli di performance) e PUE (Power Usage Effectivness) sono concetti (e costi) con cui confrontarsi.

I DATA CENTER: esperienze dal campo Ing. Lino Freschini

CRITICITA’

Problemi intrinseci

quadri, automatismi, convivenza fra media

e bassa tensione, continuità, servizi ausiliari

Problemi strutturali

edifici nuovi, edifici vecchi da adattare, ex-magazzini da riorganizzare,

open space da suddividere, prevenzione sismica (anche delle

strutture interne)

Problemi inerenti la sicurezza fisica

finestre, porte, accessi, vicinanza con strade, parcheggi, ferrovie,

fabbriche pericolose

I DATA CENTER: : esperienze dal campo Ing. Lino Freschini

Problemi di budget

probabilmente tutti sappiamo cosa sarebbe il meglio, non e' detto

che riusciamo a realizzarlo con i fondi a disposizione .

Fin qui problemi che comunque troviamo anche con altre strutture.

E che risolviamo


IL DATA CENTER

primo comandamento : il DC DEVE !!

• deve funzionare. Sempre !

• Deve sopportare 1 o 2 livelli di guasto.

• Deve gestire fermi parziali di impianti.

• Deve sopportare le operazioni di facility (ordinarie e straordinarie).

• Deve esserci una conoscenza assoluta da parte del facility del progetto. Dovranno quindi esserci rapporti strettissimi del progettista con il facility.

• Più il progetto e' semplice più facilmente si riuscirà a gestire l'impianto .


secondo comandamento :

RISPARMIO ENERGETICO

E qui cominciano le complicazioni:

teniamo presente che abbiamo in gioco potenze più o meno grandi

ma in funzione

24 h x 365 giorni

Dove si può intervenire per ottenere un risparmio?


Impianto meccanico

• scelta fra 2 vie e 3 vie

• recupero di calore

• free cooling

• inverter sulle pompe (tutte, una parte…) inverter sugli under/over

• scelta dei chiller (1 punto di COP vale 30/70.000 E)

• filosofia degli apparati: n, n+1, n+2

ricordiamo che fissata la necessità = 100, con 4 under al 30% risparmio fino al 60% rispetto a (n+1) 3 under al 100%.

Inoltre otteniamo una migliore distribuzione dell’aria in sala.

• Distribuzione a sola aria, aria/acqua (vedi nuovi apparati IBM Z-NEXT), puntuale o distribuita.

• Ricordiamo quanto sia importante, dal punto di vista energetico, produrre acqua il più calda possibile (sfruttare il salto 10/15 piuttosto del 7/12) ricordiamo ancora quanto giovi avere ambienti a 25°/28° piuttosto che 20°.


Impianto antincendio • si o no?

• che tipo di gas estinguente? O sprinkel?

• scarica automatica o manuale?

effetti secondari:

automatico: = blocco impianto

manuale: può darsi che non riesca ad intervenire in tempo.

Impianto elettrico

UPS statici

UPS dinamici

UPS con soccorso di batterie

UPS con soccorso di motore diesel

ne riparliamo fra qualche momento ………


L'ESPERIENZA PRECEDENTE CONTA,

MA …..

• Ogni progetto chiede uno studio AD HOC , difficilmente si riesce ad

utilizzare il copia/incolla

• Fase propedeutica: la raccolta dati di progetto e' una fase fondamentale ma non sempre otterremmo risposte esaustive.

Molto spesso i responsabili IT non hanno a disposizione i dati per

poter dare le risposte che ci servono.

Capita spesso di dover essere noi ad aiutare a ricavarli, con interviste, verificando gli utilizzi ed i progetti futuri.

Come già detto, questa fase e' fondamentale.


C'e' però un assurdo: noi progettiamo un impianto da milioni di euro su dati di progetto faticosamente ottenuti ….

E l'impianto, nelle condizioni di progetto, funzionerà per il 20% della sua vita !

C'e' quindi un'ulteriore difficoltà :

noi dovremo fare un progetto per un impianto che dovrà fornire

100 ma che per 4/5 della sua vita dovrà lavorare al 30 -70%,

per 1/5 al 70 -110%

tenendo presente il problema sicurezza e il problema risparmio.

Una bella sfida !


0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

0 1 2 3 4 5 6

Percentuale di carico

anni


Il progetto dovrà essere svolto con una

vista preferenziale allo sviluppo

Infatti, se il Committente dopo x anni (4/5 normalmente), chiede

di poter aumentare le potenzialità della struttura, non sono

ipotizzabili risposte del tipo:

• bisogna costruire un nuovo DC in altro sito perche’ qui non ci sono gli spazi

• possiamo potenziarlo al massimo del 20%

• dobbiamo bloccare il vecchio DC per 1 o 2 anni


In altre parole:

• il progetto dovrà tenere conto del dato 100

(con occhio ai carichi parziali nella sua vita)

• dovrà essere realizzato per 110/120 (sfruttando le taglie dei vari apparati: interruttori, blindo, chiller, UPS etc)

• dovrà essere sviluppato uno studio di fattibilità per 200

• dovranno essere presi in considerazione tutti i lavori che sono propedeutici a questo obbiettivo (riserve sui collettori, soccorsi fra apparati, predisposizione per ulteriori parallelismi di chiller, pompe, UPS)

• Si impone quindi una verifica degli spazi.

IN OGNI CASO DEVE ESSERE COMUNICATO AL COMMITTENTE

se esiste o meno la possibilità di sviluppi futuri soprattutto se …

questi non sono attuabili !


CLIMATIZZAZIONE

Ci sono richieste sempre più pressanti da parte

del Committente per una densità sempre maggiore

di macchine IT o per la sostituzione delle vecchie

con altre sempre più potenti.

Sta diventando la norma progettare impianti di climatizzazione per

1.500 / 2.000 W*m2.

Fino ad oggi si progettavano impianti a tutt'aria, ma

per queste potenze si potrebbero avere problemi di accesso alle

sale a causa della quantità d'aria che andremo ad immettere

(problemi per i tecnici che vi lavorano, altezza del plenum…)

Attualmente si considera di fornire una parte di freddo con l'aria e

una parte con l'acqua.


E qui, non essendoci letteratura (le ultime macchine raffreddate ad acqua erano degli anni 80), si pongono nuovi problemi:

• tipo di tubazioni (rigide, flessibili), di raccordi, di tipo di giunture, di segnalazione di eventuali perdite, di parare eventuali spruzzi dovuti a rotture o correnti parassite etc

• e' necessario che ci inventiamo qualche contromisura (e' necessario sempre provare a prevenire)

• valvole di chiusura automatica

• doppia alimentazione meccanica alle macchine IT

• doppi circuiti di sala

• rilevazione a pavimento vaschette di raccolta sotto i raccordi

• pavimenti in pendenza o tombini per evacuazione dell’ acqua per eventuali perdite percorsi per espulsione acqua


IMPIANTISTICA

• i cavi di potenza e di cablaggio dovranno essere su canaline sospese e non a terra

• gli isolamenti delle tubazioni dovranno essere particolarmente accurati per evitare condense.

• dovranno essere isolati raccordi, stacchi, valvole, sfiati, scarichi etc il tutto non solo per evitare formazione di acqua, ma soprattutto per evitare falsi allarmi

I DATA CENTER : esperienze dal campo Ing. Lino Freschini

CONTINUITA'

Anche per questo problema, come per molti di quelli incontrati precedentemente, non esiste una risposta assoluta.

Ci sono però sicuramente degli indirizzi.

Un po' di storia

UPS statici posti in parallelo erano più che sufficienti per la richiesta

di potenza necessaria fino a qualche anno fa.

Poi aumenta la richiesta di potenza, aumentano le taglie, aumenta

il numero di UPS da dover mettere in parallelo.

E' giocoforza, sopra certe potenze, passare agli UPS dinamici

E qui altra scelta: li utilizziamo nella versione con batterie o

con motore diesel?


pro batterie:

• tempi di resistenza, e quindi possibilità di intervento, più lunghi

tecnologia consolidata, anche se comunque il parallelo fra GE

e' sempre critico (parallelo fra GE prima o dopo la presa di carico?)

contro batterie:

• costi elevati delle batterie (con manutenzione, ermetiche …)

• costi smaltimento batterie (ogni 5-8 anni)

• spazi considerevoli

• condizionamento

• pericolo d'esplosione a causa della formazione di idrogeno

• necessità di installare impianti antidetonanti (luce, estrazione, rivelatori idrogeno e incendio, supervisore)

• manutenzione puntuale (verifiche livello liquido, verifica capacità, prova di scarico totale); ricordiamo che una sola batteria della serie in cc può vanificare l'intera linea (installazione supervisore specialistico)


pro motore diesel :

• facilità di progetto e quindi di realizzazione dell'impianto

• possibilità di ritardare la partenza del diesel dei 5 sec che normalmente consentono il ripristino della fornitura nei parametri di tolleranza (vale anche per batterie)

• manutenzione in carico ad un unico fornitore sia per la parte elettronica che meccanica

• facilità di esecuzione delle prove di funzionamento sia in bianco che a carico


contro motore diesel :

• il motore deve partire

(teniamo presente comunque la grande affidabilità nelle configurazioni n+1, in parallelo, ad anello)

• costi iniziali probabilmente superiori, anche se non e' così scontato


attenzione ai rendimenti:

• Dato di progetto: carico = 100

• sdoppiamento linee: per linea carico = 50

• Consideriamo la configurazione N+1 per linea:

carico variabile fino a massimo 25

• Considerando che viene installato un UPS che potrà (in caso di emergenza) reggere il carico di una linea da solo la scelta cadrà sull'UPS di taglia 60/70.

Che lavorerà normalmente con carico 10/25.

• verificare/confrontare assolutamente i rendimenti in queste fasce

• verificare/confrontare le caratteristiche dei diversi fornitori


Dove si possono trovare i maggiori problemi?

Incredibilmente sulla parte meccanica.

• galleggianti del serbatoio di gasolio: richiedere la possibilità di svuotare il serbatoio interno

in modo da simulare il normale funzionamento

• Nel caso l’installazione avvenga in containers, verificare gli estrattori per il raffrescamento: in caso di rottura/guasto di un estrattore, infatti, crollano le performances dell' UPS

• protezioni per ''funghetti'' di blocco manuale

• doppio sistema di avviamento, pompe gemellari per caricamento serbatoio giornaliero, cura assoluta e verifica maniacale del circuito tubi cisterna/serbatoio giornaliero

• verifica del rumore: e' un problema da non sottovalutare

• assolutamente prevedere un piccolo magazzino di ricambistica

• verifica del servizio di Assistenza della casa madre

• richiedere assistenza per denuncia Agenzia delle Entrate


Grazie

per l’attenzione


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