Adiabatic pre-cooling for data center: implementation of an evaporative panel for a real case study

The increase in CO₂ emissions, mainly due to the extensive use of fossil fuels, together with the effects of climate change, rising electricity costs and increasing scarcity of water resources, has stimulated a growing interest in innovative solutions that reduce dependence on electricity by favouring the use of natural resources. Data Center are one of the main contributors to environmental impact since they require large amounts of electricity, particularly for cooling electronic equipment. The design of cooling systems in order to improve energy efficiency is therefore an increasingly important topic, both for implementation in existing Data Center and for the construction of new facilities. In existing contexts, these systems play a crucial role in ensuring the continued operation of chillers as rising temperatures due to global warming affect their performance. The aim of this thesis is to analyse in detail an adiabatic pre-cooling system, called Oxyvap, applied to existing chillers to improve their efficiency. The main components of the system will be dimensioned, water consumption and cooling efficiency will be calculated, highlighting advantages and limitations of this technology.

L’aumento delle emissioni di CO₂, principalmente dovuto all’uso estensivo di combustibili fossili, insieme agli effetti del cambiamento climatico, all’incremento dei costi dell’elettricità e alla crescente scarsità delle risorse idriche, ha stimolato un interesse sempre maggiore verso soluzioni innovative che riducano la dipendenza dall'energia elettrica privilegiando l’utilizzo di risorse naturali. I Data Center , tra i principali responsabili dell'impatto ambientale, richiedono infatti elevate quantità di energia elettrica, in particolare per il raffreddamento delle apparecchiature elettroniche. Pertanto, è di grande interesse la progettazione di sistemi di raffrescamento volti a migliorare l’efficienza energetica, sia per l’implementazione in Data Center esistenti, sia per la costruzione di nuove strutture. In contesti esistenti, questi sistemi assumono un ruolo cruciale nel garantire il funzionamento continuo dei chiller, poiché l'innalzamento delle temperature dovuto al riscaldamento globale compromette le loro prestazioni. La presente tesi si propone di analizzare in dettaglio un sistema di preraffrescamento adiabatico denominato Oxyvap, applicato ai chiller esistenti per migliorare la loro efficienza. Verranno dimensionati i principali componenti del sistema, calcolati il consumo d'acqua e l’efficacia del raffrescamento, mettendo in luce i vantaggi e le limitazioni di questa tecnologia.