Data center come centrali di calore: l’accumulo termico come nuova frontiera dell’efficienza energetica

I data center sono il cuore pulsante dell’economia digitale, ma anche grandi produttori di calore. Ogni server, ogni operazione, ogni byte elaborato genera energia termica che oggi, nella maggior parte dei casi, viene semplicemente dissipata nell’atmosfera. Ma se quel calore potesse diventare una risorsa, invece che uno scarto?

È qui che entrano in gioco le batterie termiche, sistemi di accumulo capaci di immagazzinare e redistribuire energia termica, trasformando i data center in fonti attive di energia rinnovabile locale.

Dal calore di scarto a fonte utile: il principio

Durante il funzionamento, i server riscaldano enormi quantità di aria o acqua di raffreddamento. Normalmente questa energia termica viene smaltita attraverso torri evaporative o chiller, con un consumo elettrico significativo.

Utilizzando una batteria termica, il calore estratto può invece essere immagazzinato in un materiale di accumulo — di preciso, in materiali a cambio di fase (PCM o Phase Change Materials). L’energia può poi essere rilasciata e riutilizzata in edifici vicini, reti di teleriscaldamento, impianti sportivi o processi industriali.

In pratica, il data center diventa un nodo energetico integrato nel territorio, fornendo calore immediato e a temperatura costante, riducendo le emissioni complessive del distretto.

Come funziona una batteria termica “calda”

Il calore generato dai server viene raccolto tramite il circuito di raffreddamento e trasferito a un materiale di accumulo, tipicamente acqua, sali o PCM.

A differenza degli accumuli tradizionali con stratificazione, dove l’energia è rilasciata lentamente, le batterie termiche a PCM sono progettate con un’elevata superficie di scambio termico tra fluido e materiale. Questo consente un rilascio immediato e ad alta potenza, in base alla portata d’acqua richiesta.

Quando un’utenza richiede calore, per esempio numerose docce contemporanee in una palestra, una caserma o un impianto sportivo, la batteria può erogare grandi quantità di energia termica in pochi minuti, senza bisogno di sistemi di regolazione complessi.

In altre parole, l’energia termica non viene rilasciata “gradualmente”, ma istantaneamente su richiesta, grazie alla combinazione di densità energetica del PCM e superficie di scambio ottimizzata.

Questo comportamento rende i sistemi di accumulo a PCM perfetti per coprire picchi brevi e intensi di domanda, integrandosi in modo ideale con fonti di calore variabili come i data center.

PCM: i materiali che cambiano stato per immagazzinare energia

I Phase Change Materials rappresentano la tecnologia più avanzata per l’accumulo termico. Durante il passaggio di stato (solido ↔ liquido), un PCM può assorbire o rilasciare grandi quantità di calore a temperatura quasi costante, mantenendo stabilità e continuità nella fornitura energetica.

Nei data center, i PCM possono:

• accumulare calore per il teleriscaldamento o l’acqua sanitaria;
• oppure, con formulazioni diverse, stoccare direttamente il freddo, assorbendo energia frigorifera durante le ore notturne o nei momenti di free cooling.

In questo modo, gli stessi principi possono essere applicati sia al lato caldo che a quello freddo del sistema termico, massimizzando la flessibilità e l’efficienza complessiva. Per approfondire come integrare una batteria termica in un piano di efficientamento personalizzato, leggi: Consulenza energetica e accumulo termico: il partner ideale.

Il ruolo di i-TES nella valorizzazione del calore nei Data Center

Noi di i-TES abbiamo già realizzato progetti di recupero e accumulo termico su Data Center, sviluppando batterie termiche su misura basate su PCM. Il nostro approccio integra analisi energetiche, simulazioni e supporto alla progettazione per trasformare il calore dissipato in un’opportunità concreta di efficientamento, anche in ambito urbano o industriale.

Un ecosistema di scambio: dal data center alla città

Immaginiamo un campus digitale connesso a un quartiere residenziale o a un ospedale. Il calore generato dai server viene accumulato in una batteria termica e trasferito tramite una rete a bassa temperatura (30–60 °C). Gli edifici circostanti usano questo calore per riscaldare ambienti, produrre acqua calda o pre-riscaldare fluidi industriali, contribuendo così a un modello di sostenibilità energetica territoriale.

In questo modello circolare:

• il data center riduce i costi di raffreddamento,
• le utenze riducono i consumi di gas,
• e il sistema energetico locale diventa più resiliente e sostenibile.

Il ruolo del free cooling: un tassello dell’efficienza complessiva

In molte regioni europee, soprattutto con climi temperati o freddi, l’aria esterna può essere sfruttata per raffreddare naturalmente i server, è il cosiddetto free cooling. Combinare free cooling + batterie termiche consente di:

• usare l’aria fredda esterna per raffreddare l’acqua dei circuiti durante la notte;
• accumulare il freddo in PCM o serbatoi d’acqua;
• e utilizzare quell’energia accumulata nelle ore calde o di picco.

Allo stesso modo, il calore recuperato dai server può essere stoccato e rilasciato verso utenze esterne, rendendo il data center parte di una rete energetica a doppio flusso: freddo in ingresso, calore in uscita.

Dalla dissipazione alla simbiosi energetica

Il paradigma del “data center come fabbrica di calore” è ormai concreto: diversi progetti in Nord Europa e nel Nord Italia stanno già integrando sistemi di accumulo termico e teleriscaldamento. Le batterie termiche, specialmente quelle basate su PCM, permettono di gestire i flussi energetici in modo dinamico e di valorizzare il calore di scarto con efficienze elevate.

In prospettiva, ogni data center potrebbe diventare una piccola centrale di cogenerazione digitale, dove l’energia non viene sprecata ma riciclata, accumulata e condivisa con il territorio.

Il futuro dei data center non sarà solo digitale, ma anche termico. Ogni byte elaborato genera calore, e ogni grado può diventare un’opportunità energetica. Grazie all’accumulo termico e al free cooling, i data center del domani non saranno più solo centri di calcolo, ma snodi intelligenti di energia rinnovabile, capaci di alimentare non solo internet, ma anche le nostre città.

Grazie all’accumulo termico e alla tecnologia PCM, è possibile trasformare un Data Center in una vera centrale intelligente, efficiente e integrata nel territorio. Vuoi capire come applicare questo modello alla tua realtà? Contattaci per una consulenza personalizzata.