Johnson Controls ha presentato una configurazione per data center AI nella quale il calore di scarto prodotto dalla generazione elettrica onsite viene riutilizzato per alimentare il sistema di raffreddamento. L’obiettivo è ridurre la quota di elettricità assorbita dagli impianti termici e rendere disponibile una quantità maggiore di potenza per server, acceleratori AI e altre risorse di calcolo. Secondo il progetto, in un data center da 1 GW questa soluzione potrebbe liberare fino a 97 MW aggiuntivi senza installare nuova capacità di generazione elettrica.
La proposta è contenuta in una guida alla progettazione di sistemi con chiller ad assorbimento pubblicata da Johnson Controls il 28 luglio. Il presupposto è che, quando un data center produce energia direttamente sul sito, fino a circa il 57% dell’energia immessa nel processo possa essere dispersa sotto forma di calore. Il sistema non tenta di riconvertire questo calore in elettricità, ma lo utilizza come fonte energetica per il raffreddamento. A differenza dei normali chiller a compressione, che impiegano energia elettrica per azionare i compressori, i chiller ad assorbimento utilizzano infatti principalmente energia termica.
Il calore generato dagli impianti di produzione elettrica può quindi essere trasferito al sistema di raffreddamento, riducendo direttamente il consumo elettrico necessario per mantenere le temperature operative del data center. La potenza che non viene più assorbita dai sistemi di climatizzazione può essere destinata ai carichi informatici. Johnson Controls stima che questa configurazione possa ridurre fino al 44% la domanda elettrica associata al raffreddamento. Nel caso di un’infrastruttura AI da 1 GW, il risultato corrisponderebbe a un massimo di 97 MW che potrebbero essere riallocati verso l’elaborazione senza aumentare la capacità degli impianti di generazione.
La configurazione proposta interviene anche sull’efficienza energetica complessiva dell’infrastruttura. Secondo i calcoli di Johnson Controls, il PUE, Power Usage Effectiveness, potrebbe scendere fino a 1,23. Il valore indica il rapporto tra l’energia complessivamente utilizzata dal data center e quella effettivamente destinata alle apparecchiature IT: quanto più il PUE si avvicina a 1, tanto minore è la quota assorbita da raffreddamento, distribuzione elettrica e altri sistemi ausiliari.
Il progetto prevede inoltre la possibilità di eliminare il consumo onsite di acqua destinato al raffreddamento. Questo aspetto assume particolare rilevanza per i grandi data center AI, nei quali la densità di potenza e il calore generato dagli acceleratori aumentano rapidamente insieme alle dimensioni dei cluster. Utilizzare il calore di scarto per alimentare chiller ad assorbimento permette quindi di intervenire contemporaneamente sulla domanda elettrica del cooling e sull’impiego locale di acqua.
Johnson Controls stima anche una riduzione fino al 43% delle emissioni di anidride carbonica associate al sistema di raffreddamento. Il vantaggio deriva dal minore ricorso all’elettricità per azionare gli impianti frigoriferi e dal recupero di un flusso termico che, in una configurazione convenzionale, verrebbe semplicemente dissipato nell’ambiente. In questo schema il calore residuo della generazione onsite diventa quindi una risorsa interna al data center e viene reinserito nel ciclo energetico dell’infrastruttura.
I valori indicati non derivano tuttavia dai risultati operativi di un data center già funzionante con questa configurazione. Il taglio del 44% della domanda elettrica per il raffreddamento, i 97 MW aggiuntivi disponibili per il calcolo in un impianto da 1 GW, il PUE minimo di 1,23, l’eliminazione dell’uso onsite di acqua e la riduzione fino al 43% delle emissioni rappresentano stime basate sul progetto di riferimento elaborato da Johnson Controls.
La soluzione modifica quindi il modo in cui viene gestita una delle principali dispersioni energetiche dei data center dotati di generazione locale. Invece di considerare il calore prodotto durante la generazione elettrica come un sottoprodotto da smaltire, il progetto lo utilizza direttamente per sostenere il processo di raffreddamento, riducendo la quantità di elettricità sottratta ai carichi informatici e aumentando la quota di potenza che può essere destinata alle attività di elaborazione AI.
Questo articolo è stato redatto con il supporto di strumenti di intelligenza artificiale (AI)