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La tendance du free cooling pour les data centers

La climatisation est un élément clé de la performance d’un data center et de son coût de fonctionnement. Le refroidissement représente en effet 30 à 40 % des dépenses d’énergie d’un centre de données. Et c’est loin d’être négligeable : l’énergie nécessaire pour alimenter les data centers est responsable de 2 % des émissions mondiales de gaz à effet de serre. Autant que l’aviation. Aujourd’hui des solutions pour diminuer les coûts de refroidissement des data centers existent. Explications par François Salomon, Responsable du développement de l’offre Froid / Climatisation pour Schneider Electric

« On ne le répètera jamais assez : les performances énergétiques d’un data center dépendent principalement de sa conception et de son environnement, insiste François Salomon. Il est en particulier essentiel d’urbaniser la salle informatique, en structurant les rangées de racks informatiques en allée froide et allée chaude confinées. En séparant ainsi les flux d’air chaud et les flux d’air froid dans les centres de données, il est possible de gagner 7 à 8°C sur la température d’exploitation des locaux et donc de faire des économies substantielles. Or en France, les data centers ayant été conçu sans urbanisation ni confinement thermique sont légions. Heureusement, la situation évolue : les nouveaux data centers ont été généralement construits en prenant en compte cette ″urbanisation″ de leur bâtiment.

Exit, le refroidissement mécanique coûteux et énergivore

Et c’est une bonne chose, car la tendance est au ″free cooling″, c’est-à-dire l’utilisation de sources gratuites pour refroidir les data centers. Il y a une véritable prise de conscience des exploitants aujourd’hui. Pour s’assurer qu’il constituera le principal mode de refroidissement, le ″free cooling″ est à la base de la conception du bâtiment. Les sources de ″free cooling″ vont varier selon l’environnement : le data center est-il localisé à Lille, à Nantes ou à Marseille ? Est-il à la campagne ou en ville, avec des contraintes d’espace, d’humidité, de bruit ou de pollution ?… En fonction de ces paramètres, le climaticien va pouvoir concevoir l’architecture de son système de production de froid adapté au process qu’il devra rafraîchir.

Des climatiseurs à eau tiède

D’autres questions vont se poser : a-t-on réellement besoin de produire de l’eau glacée à 7 ou 10°C pour refroidir les data centers ? La réponse est NON. L’urbanisation des centres de données et l’évolution de la tolérance sur les conditions d’exploitation des serveurs permettent aujourd’hui de maintenir des températures jusqu’à 27° C à l’aspiration du serveur, et de récupérer de l’air entre 35°C et 40°C en sortie de salle, à condition de canaliser l’air chaud et l’air froid. La tendance actuelle est de climatiser les datacenters avec de l’eau glacée à ″haute température″, à 18°C, 20°C voire 25° C, avec un bénéfice immédiat : une réduction des frais d’exploitation jusqu’à 40 % en climat tempéré, à Paris par exemple. En été, les compresseurs et les circuits frigorifiques sont en général moins sollicités. Ils n’ont donc pas à fonctionner de manière intensive, l’augmentation des régimes d’eau glacée permettant des températures d’évaporation plus élevées, ce qui améliore le rendement des équipements. Pendant les mois d’hiver, les utilisateurs bénéficient d’un plus grand nombre d’heures de fonctionnement en mode ″free cooling″. L’augmentation de la température des groupes froids se traduit également par une diminution d’environ 30 % des coûts d’investissement car l’augmentation des régimes d’eau glacée permet de réduire drastiquement la taille des refroidisseurs de liquide, à capacité frigorifique égale. Avec ces économies, les temps de retour sur investissement sont toujours inférieurs à 3 ans !

Une gamme repensée, modulaire et sans HFC

L’évolution vers des architectures haute température a nécessité de repenser intégralement les gammes car nos groupes d’eau glacée, nos armoires de climatisations et baies InRow n’étaient pas conçues ou adaptés pour fonctionner à des températures élevées. Le portfolio Schneider Electric Uniflair a été intégralement revisité avec des régulations adaptées, des échangeurs de chaleur redimensionnées et des unités terminales équipées de batteries avec de plus grandes surfaces d’échanges. Nos gammes ont également l’avantage d’être modulaires. Nous ne sommes plus dans la configuration de ’une grosses centrales de production de froid centralisée, mais de briques de refroidissement qui s’ajoutent, au fur et à mesure de la montée en charge du data center. L’investissement sur les équipements de climatisation est ainsi plus progressif. Autre point fort de la gamme de refroidisseurs de liquide : elle utilise un fluide frigorigène nouvelle génération sans impact sur le réchauffement climatique, le HFO R-1234ze. Même si l’interdiction des fluides frigorigènes de type HFC (hydrofluorocarbones) n’est pas d’actualité, nos équipes de R&D préparent l’avenir en travaillant depuis des années sur la mise au point d’une solution alternative écologique. Challenge réussi avec les groupes à eau glacée haute température utilisant le réfrigérant HFO R-1234ze. Ils sont sur le marché depuis le début de l’année 2017 !

Pour conclure, j’ajouterais qu’une autre technologie de système de climatisation se déploie de plus en plus dans le secteur des data centers, même si elle reste encore minoritaire : les solutions de free-cooling indirect air / air avec support adiabatique. J’en reparlerai bientôt dans un prochain article du Blog. »

 

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