I motori giusti aumentano l'affidabilità e riducono i costi del data center

Dec 15, 2023

La voce dell'industria di ABB Motors | 20 luglio 2022

I data center utilizzano il 2% dell'elettricità mondiale. Anche se questo numero non sembra molto elevato, si prevede che questa domanda crescerà di otto volte entro il 2030, più velocemente di qualsiasi altro settore industriale. Gran parte di questa elettricità viene utilizzata per raffreddare la struttura e mantenere in funzione i server.

Consumo di energia elettrica del data center.

Un tipico data center ha in media 500 motori elettrici nel suo sistema HVAC, un numero elevato di motori da mantenere mentre raffreddano server e altre apparecchiature critiche. Per gli operatori dei data center, non solo è fondamentale garantire prestazioni affidabili, ma anche gestire il costo dell'elettricità necessaria per far funzionare tutti questi motori. La scelta dei motori giusti aiuterà a ridurre al minimo le spese operative e a garantire che i costi energetici siano ridotti al minimo.

Utilizzando solo l'energia necessaria

Sapevi che la maggior parte dei sistemi HVAC funziona con un carico dell'80% o meno, e lo fa più del 99% delle volte? Tradizionalmente, serrande, valvole e altri mezzi meccanici vengono utilizzati per regolare la potenza o la velocità di un motore per azionare ventilatori, pompe e compressori nei sistemi HVAC.

Per ridurre il consumo di elettricità e ottimizzare l’efficienza energetica, gli operatori dovrebbero garantire che gli azionamenti a frequenza variabile (VFD) siano integrati nel funzionamento del motore, poiché così facendo si può risparmiare dal 20 al 60% sui costi energetici. I VFD aiutano ad abbinare il consumo di energia alle esigenze energetiche effettive, eliminando gli sprechi di energia.

Tuttavia non tutti i motori possono essere azionati con un azionamento. È anche importante selezionare un motore per inverter che includa una forma di protezione dei cuscinetti del motore. Un motore ad alta efficienza ultra-premium (IE5+) riduce la perdita di energia fino al 40% rispetto ai motori a induzione standard (efficienza NEMA Premium) che funzionano direttamente attraverso la linea (DOL).

Mitigare i problemi attuali dell'albero

Sebbene l'utilizzo di un VFD per controllare il motore offra molti vantaggi, può anche presentare alcune sfide. Senza adeguate tecniche di cablaggio e messa a terra, le correnti dell'albero indotte dai VFD troveranno il percorso con minore resistenza, in genere attraverso i cuscinetti del motore fino a terra. Il danno causato da questa scarica elettrica può portare a guasti catastrofici ai motori.

Tuttavia, esistono molti modi per mitigare i problemi relativi alla corrente dell'albero.

I data center non possono permettersi alcun tempo di inattività del motore; pertanto, i cuscinetti isolati e i dispositivi di messa a terra dell'albero che dirigono la corrente lontano dal cuscinetto stanno diventando una pratica comune quando si specificano i motori. I cuscinetti ceramici isolati non sono conduttivi e impediscono alle correnti dell'albero di fluire attraverso i cuscinetti del motore. Poiché la corrente elettrica non scorre attraverso i cuscinetti del motore, il rischio di usura indotta dalla corrente è minimo.

Componenti altamente efficienti e cuscinetti isolati forniscono una combinazione di prestazioni e protezione.

Dimensioni più piccole, migliore efficienza

Una tendenza nell'ingegneria industriale è stata quella verso l'utilizzo di motori sempre più piccoli, ottimizzati per compiti specifici. Adattare la potenza di un motore alla potenza massima richiesta per un’attività rappresenta già un passo importante verso il raggiungimento di una maggiore efficienza energetica. Le applicazioni con ventole di grandi dimensioni e con cinghia vengono sostituite da ventole più piccole in una serie per migliorare l'efficienza del sistema. Sebbene ciò migliori le prestazioni complessive di efficienza della ventola, presenta una maggiore complessità per il sistema. Le configurazioni multi-motore più azionamento rappresentano una configurazione ideale grazie ai ridotti costi di manutenzione associati alla sostituzione di applicazioni con ventola ad azionamento diretto o di motori e azionamenti insieme.

La sostituzione delle configurazioni con trasmissione a cinghia con sistemi ad azionamento diretto riduce la complessità e i costi di manutenzione, aumentando al tempo stesso l'efficienza.

Più duratura significa più sostenibile

I motori moderni e ad alta efficienza, abbinati ad azionamenti a velocità variabile, sono progettati per essere flessibili e affidabili. Ma soprattutto sono estremamente efficienti e offrono significative riduzioni del consumo energetico rispetto ai sistemi più vecchi. I motori che funzionano in modo affidabile per più tempo fanno molto di più che ridurre il consumo di elettricità e i costi di vita; sono anche più sostenibili di un motore che necessita di una manutenzione costante o di essere sostituito spesso. I motori progettati per garantire affidabilità contribuiscono a prolungare la durata del carico azionato e la sostenibilità del data center.