Raffreddamento data center AI: come cambia il cooling

La crescita dell’intelligenza artificiale e dell’high-density computing sta trasformando uno degli aspetti più critici dei data center: la gestione del calore. All’aumentare della potenza concentrata nei rack cresce infatti anche la quantità di energia termica da rimuovere, rendendo sempre più importante ripensare architetture frigorifere, distribuzione del freddo e sistemi di controllo.

Per il settore della refrigerazione si apre così un mercato nel quale non contano soltanto capacità frigorifera e continuità operativa, ma anche modulazione, efficienza ai carichi parziali, recupero del calore, riduzione della carica di refrigerante e integrazione con il liquid cooling.

In Europa il tema assume un peso ulteriore. La Direttiva sull’efficienza energetica ha introdotto obblighi di monitoraggio per i data center con domanda IT superiore a 500 kW e la Commissione sta sviluppando un sistema comune di rating e futuri standard minimi di prestazione. Tra gli indicatori considerati rientrano consumi energetici, utilizzo dell’acqua, temperature, fonti rinnovabili e riutilizzo del calore di scarto.

AI e alta densità cambiano il raffreddamento dei data center

Nei data center tradizionali, il calore generato dai server viene generalmente trasferito all’aria e successivamente rimosso attraverso sistemi di climatizzazione e produzione frigorifera.

L’aumento della densità di calcolo rende però più impegnativo trasferire grandi quantità di calore attraverso la sola aria. È proprio qui che le infrastrutture dedicate all’AI stanno accelerando l’interesse verso sistemi nei quali il calore viene intercettato più vicino ai componenti elettronici.

Tra le soluzioni che stanno acquisendo importanza rientra il direct-to-chip liquid cooling, nel quale un fluido termovettore circola attraverso cold plate installati in prossimità di CPU e GPU. Le Coolant Distribution Unit, o CDU, gestiscono lo scambio tra il circuito interno ai rack e il circuito secondario dell’infrastruttura frigorifera.

Nel 2026 sono già state introdotte sul mercato europeo soluzioni CDU dedicate ai data center per AI insieme a chiller free cooling, segnale di come questa architettura stia passando rapidamente da applicazione specialistica a componente sempre più importante dei nuovi progetti ad alta densità.

Questo non significa necessariamente la scomparsa del raffreddamento ad aria. Nei data center possono convivere diverse tecnologie, con configurazioni ibride aria-liquido scelte in funzione della densità dei rack, del tipo di apparecchiature IT e delle condizioni climatiche.

Modulazione e carichi parziali diventano centrali

L’AI introduce anche un’altra caratteristica importante: il carico termico non è necessariamente costante.

L’attività di calcolo può cambiare rapidamente in funzione dei workload, rendendo fondamentale la capacità dell’impianto frigorifero di adattarsi alla domanda senza perdere efficienza.

La fonte di partenza evidenzia proprio l’importanza di compressori modulanti, inverter e sistemi capaci di adattare la capacità frigorifera alle variazioni del carico.

Dal punto di vista frigorifero, questo aumenta il valore di tecnologie come:

• compressori a capacità variabile;
• inverter;
• regolazione dinamica delle temperature;
• free cooling quando le condizioni esterne lo consentono;
• scambiatori efficienti ai carichi parziali;
• sistemi di supervisione evoluti;
• algoritmi per il coordinamento tra IT load e cooling.

L’obiettivo non è semplicemente mantenere la temperatura entro determinati limiti. È farlo con la minore energia possibile in ogni condizione di funzionamento.

Uno degli indicatori maggiormente utilizzati nel settore è il PUE, Power Usage Effectiveness, che mette in relazione l’energia complessivamente assorbita dal data center con quella utilizzata direttamente dalle apparecchiature IT.

La politica europea, tuttavia, sta progressivamente ampliando il campo di osservazione. La Direttiva sull’efficienza energetica richiede infatti di considerare anche parametri relativi a consumo d’acqua, temperature operative, utilizzo di energia rinnovabile e recupero del calore.

Recuperare il calore prodotto dai server

Il raffreddamento dei data center presenta una caratteristica particolare: una quota molto elevata dell’elettricità utilizzata dalle apparecchiature informatiche viene infine trasformata in calore.

Normalmente questo calore deve essere dissipato all’esterno. Ma se disponibile a temperature adeguate può diventare una risorsa da recuperare.

L’utilizzo di circuiti liquidi e temperature di esercizio più elevate può facilitare proprio questa operazione, permettendo di trasferire il calore verso reti di teleriscaldamento, edifici vicini o altri processi che richiedono energia termica.

La normativa europea ha attribuito crescente attenzione a questo aspetto. La Direttiva sull’efficienza energetica include esplicitamente il riutilizzo del calore di scarto tra gli indicatori di sostenibilità dei data center e invita gli Stati membri a favorire interventi in grado di aumentarne il recupero.

La Commissione sta inoltre lavorando a un Data Centre Energy Efficiency Package, che comprende un sistema europeo di rating e il percorso verso standard minimi di prestazione. Tra gli obiettivi figurano riduzione dei consumi energetici e idrici, maggiore utilizzo delle rinnovabili e valorizzazione del calore prodotto dalle infrastrutture digitali.

Per il settore della refrigerazione significa che l’impianto frigorifero non dovrà più essere valutato soltanto per la capacità di eliminare calore, ma anche per come quel calore viene gestito e, quando possibile, recuperato.

Refrigeranti, acqua ed efficienza: il cooling diventa un sistema integrato

La sostenibilità del raffreddamento dei data center richiede infine di guardare all’intero sistema.

L’aumento della capacità frigorifera non può tradursi semplicemente in un incremento proporzionale dei consumi. La progettazione deve considerare contemporaneamente efficienza energetica, consumo idrico, refrigeranti, ridondanza, continuità operativa e recupero termico.

Per i circuiti frigoriferi entra inoltre in gioco la transizione europea verso refrigeranti con GWP progressivamente inferiore. Nei nuovi impianti, la scelta del fluido dovrà quindi essere coordinata con temperature operative, architettura del chiller, sicurezza e prospettiva regolatoria di lungo periodo.

L’AI sta rendendo questa evoluzione più rapida perché aumenta contemporaneamente potenza di calcolo e densità termica.

La sfida per la refrigerazione non sarà quindi soltanto produrre più freddo. Sarà rimuovere grandi quantità di calore con meno energia, adattarsi rapidamente ai carichi, ridurre l’impatto ambientale e trasformare quando possibile il calore di scarto in una risorsa.