GREEN DATA CENTER ENI. Inaugurato nel 2013, il centro è stato realizzato per ospitare i sistemi informatici centrali di elaborazione di Eni, sia di informatica gestionale, sia di elaborazione di simulazione sismica (High Performance Computing). Il centro è tra i primi in Europa per tipologia e dimensione (5.200 m2 utili, fino a 30MW di potenza IT, concentrazione di potenza elettrica fino a 50kW/m2) e primo al mondo per efficienza energetica.
Sono impiegate le più innovative infrastrutture per il risparmio energetico, abbattendo l’emissione di CO2 di 335 mila tonnellate annue (circa l’1% dell’obiettivo italiano di Kyoto per l’energia), e riducendo notevolmente i costi operativi. E’ stato raggiunto il record mondiale in termini di efficienza energetica per i mega-center, misurato come il rapporto tra l’energia totale utilizzata e l’energia dedicata all’informatica: per il Green Data Center questo rapporto sarà al di sotto del valore di 1,2, miglior risultato a livello mondiale. La media italiana presenta ancora valori tra 2 e 3.
L’efficienza del Green Data Center deriva soprattutto dal particolare sistema di raffreddamento che, con i suoi 6 camini, caratterizza anche la skyline dell’impianto. Per raffreddare gli apparati informatici, i Data Center tradizionali utilizzano ininterrottamente sistemi di condizionamento e ventilazione forzata. Il Green Data Center Eni, invece, ha un sistema che regola la temperatura usufruendo, per almeno il 75% del tempo, direttamente dell’aria esterna.
Questa tecnica limita quindi l’utilizzo di condizionatori a meno del 25% del tempo. Un risultato ancor più d’eccellenza se si considera che l’impianto è collocato a livello del 45° parallelo, mentre i Data Center con caratteristiche simili sorgono generalmente a nord e in ambienti più freddi (come per esempio le Montagne Rocciose negli Stati Uniti). Il sistema di “free-cooling” restituisce anche aria più pulita agli ambienti esterni. Infatti, prima di arrivare ai computer, l’aria viene filtrata dalle polveri, eliminando circa 3 mila chilogrammi all’anno.
LA STRUTTURA FISICA DELL'IMPIANTO. L’ edificio si sviluppa all’interno di un’area di
2 circa 100.000 m , per una superficie lorda di quasi 45.000 m2. La struttura è costituita da due corpi perfettamente simmetrici, distanti 20 m tra loro, completamente indipendenti tra loro, strutturati con l’obbiettivo di garantire la continuità d’esercizio sia dal punto di vista strutturale che impiantistico. Ognuno dei due corpi contiene 3 sale per gli apparati IT (e per questo detti trifogli), due sale con dimensione di c.ca 800 m2 ed una, quella di testa, di circa 1.000 m2, per un totale di 5.200 m2 netti utili IT.
Tutto l’edificio, tranne la zona centrale che separa i due trifogli, è rinterrato fino alla quota di copertura per realizzare una collina artificiale piantumata. Questa scelta, insieme allo studio specifico della progettazione architettonica degli esterni, coglie sia l’obiettivo di garantire una miglior protezione di sicurezza (contro eventuali intrusioni / esplosioni), ma ha anche una valenza di ‘sostenibilità ambientale’ in quanto si realizza un impianto esteticamente “bello” (confrontati con l’aspetto di Data Center tradizionali che si presentano come anonimi “capannoni / parallelepipedi di calcestruzzo”).
FREE-COOLING DIRETTO. Il sistema di trattamento aria costituisce una delle idee più innovative e caratterizzanti dell’Eni Green Data Center, un sistema in cui la stessa struttura architettonica dell’edificio diventa parte integrante e funzionale del sistema.
Si è scelto di adottare la tecnica del Free-Cooling diretto, un sistema “naturale” che utilizza direttamente l’aria esterna per raffreddare gli apparati informatici, mantenendo il più possibile spenti i sistemi di condizionamento forzato.
Un componente assolutamente innovativa della soluzione implementata per la movimentazione dell’aria è l’utilizzo di un camino: ciascuna sala dispone di un camino, diviso in due larghe sezioni, una per l’aspirazione dell’aria e una di espulsione, con un grande locale posizionato sotto il pavimento tecnico di ciascuna sala server necessario per la miscelazione, filtrazione e trattamento dell’aria.
Questo sistema consente di cogliere due importanti obiettivi:
- minimizzazione dei consumi e delle perdite, grazie anche alla presenza di un solo sistema di ventilazione (di spinta), sfruttando l’effetto camino per l’espulsione
- possibilità, in base alle condizioni climatiche esterne oppure alla situazione delle polveri, di attivare un sistema di ricircolo aria a costo quasi nullo, in termini energetici e di manutenzione.
L’idea di utilizzare l’aria esterna (non condizionata) nasce dallo studio approfondito dei parametri caratteristici di funzionamento degli apparati IT e quindi dall’assunzione di poter far funzionare i sistemi IT anche a temperature più elevate (ma sempre controllate e stabili) rispetto a quelle dei Data Center tradizionali (25- 26°C vs 20-21°C), condizioni ope- rative ampiamente sopportate dalle nuove generazioni di dispositivi, come verificato durante il progetto mediante specifiche indagini con i laboratori dei costruttori di apparati IT e TLC nel mondo.
A fronte di ciò, anche la scelta dell’ubicazione del DC alla latitudine del 45° parallelo, in mezzo alla Pianura Padana, si rivela una scelta efficace e non particolarmente pena- lizzante. Infatti, supportati dall’analisi storica dell’andamento dei dati ambientali di temperatura/umidità della zona, si è valutato che per gran parte delle ore dell’anno l’aria esterna ha le caratteristiche adeguate per raffresca- re per oltre il 75% del tempo dell’anno il carico termico, anche fino a 30MW.
Per assicurare il corretto raffreddamento dei sistemi, si rende comunque necessario installare anche un sistema (ridondato) di chiller ad altissima efficienza, con torri evaporative, per garantire le prescritte condizioni d’esercizio per temperatura e umidità anche nelle giornate estive molto calde o in particolari situazioni ambientali in cui sarà richiesto il funzionamento ‘a chiuso’ (ad es. in ricircolo totale d’aria). Questo sistema di condizionamento forzato dell’aria interverrà in non più del restante 25% del tempo dell’anno, situazione che va contrapposta al funzionamento dei chiller per il 100% del tempo (24*7*365) nei Data Center usuali.
E’ previsto anche un sistema di emergenza termico, con vasche di acqua refrigerata a 9°C alimentate da chiller dedicati (sempre nell’ottica della ricerca della miglior efficienza), che utilizza un circuito completamente indipendente di alimentazione verso gli scambiatori dei chiller (per ovvi motivi di ridondanza). È evidente che la posizione geografica del Data Center al 45° parallelo costituisce un ulteriore fattore di sfida per il raggiungimento di un PUE record rispetto a impianti ubicati più a Nord (Irlanda, Scozia, Montagne Rocciose in USA) e pertanto in aree con situazioni climatiche più vantaggiose.
Il controllo puntuale dei parametri di funzionamento e la distribuzione dei sistemi in 6 sale indipendenti consentiranno poi di gestire contemporaneamente anche esigenze molto diverse, con la massima flessibilità. Il sistema è disegnato pertanto per funzionare in condizioni operative che possono garantire il rispetto dei parametri operativi per i Data Center stabiliti dalle normative internazionali (ASHRAE, ITIC).
IL SISTEMA DI VENTILAZIONE. L’architettura con i camini, supportata in progettazione da approfonditi studi fluidodinamici di validazione, ha convinto a progettare un solo sistema di ventilazione, che interviene sulla spinta dell’aria in ingresso, a valle dei sistemi di filtraggio delle polveri, eliminando il secondo sistema di espulsione dell’aria calda in uscita, utilizzato negli altri Data Center in Free-Cooling già realizzati, ottenendo un dimezzamento di una così rilevante voce nel totale dei consumi. La scelta dell’altezza dei camini consente di ‘respirare’ l’aria fresca in ingresso a una quota di circa +20 m rispetto al terreno, situazione che fa prevedere di mantenere bassi i costi di filtrazione, data la minor presenza di polveri con PM > 2,5 a quella quota. Tale altezza consente anche di ridurre significativamente l’effetto irraggiamento del terreno e quindi di immettere aria meno calda anche durante il periodo estivo.
La scelta di aspirazione “naturale” dell’aria tramite i camini, consente poi di utilizzare sistemi ventilazione di spinta a bassissima prevalenza (20PA), che muovono grandi masse d’aria (fino a 1,4ml di m3/h per ciascuna sala, cioè oltre 8ml di m3/h complessivi) ma con velocità dell’aria sempre molto basse (dell’ordine di 1-1,5 m/s), e quindi in grado di garantire elevatissime efficienze. Il sistema di ventilazione selezionato per l’Eni Green Data Center utilizza motori con pale a orientamento variabile, per consentire una più ampia modulazione sia della spinta che dei relativi consumi anche a bassi regimi di carico rispetto ai ventilatori con inverter (poiché, operando in configurazione ridondata, il carico operativo di ciascun ventilatore è normalmente sempre inferiore al 50%).
Il progetto del sistema di movimentazione aria è stato validato anche con il supporto di specifici studi incrociati di Fluidodinamica computazionale (CFD).
