OPTIMISER LA PERFORMANCE ÉNERGÉTIQUE DE LA FONCTION REFROIDISSEMENT : LE FREE COOLING

Contenu mis à jour le 12 décembre 2017

Les systèmes de refroidissement classiques sont énergivores : 1 kW de puissance électrique consommée par l’IT engendre une charge thermique telle qu’1 « kW-froid » sera nécessaire pour la traiter, c’est-à-dire pour acheminer la chaleur produite par dissipation thermique à l’extérieur du Centre de Données.

Refroidir son Data Center par l’import opportuniste d’un fluide extérieur (air ou eau) librement disponible et de température plus faible que l’air intérieur : tel est en substance le principe du « free cooling », gage de substantielles économies par réduction de l’emploi de mécanismes basés sur des pompes à chaleur ; ces derniers sont alors conservés en tant que dispositifs d’appoint. Les bâtiments les mieux conçus en la matière -et les mieux localisés– réduisent leur consommation électrique de 50 % et utilisent exclusivement un refroidissement de type free-cooling.

Le free cooling à air constitue la plus répandue des méthodes de captation opportuniste de fluides froids. Particulièrement efficace dans les zones froides à tempérées pour lesquelles seules les périodes estivales peuvent obliger à l’interrompre en journée (en période caniculaire, les nuits d’été sont exploitées pour assurer la décharge thermique du Centre de Données), il s’accommode des atmosphères impures ou humides par l’emploi d’échangeurs thermiques garantissant la salubrité du Data Center. Cette précaution d’usage semble d’ailleurs globalement indispensable au niveau mondial, tant la maîtrise de la propreté de l’air s’avère d’une importance vitale pour le fonctionnement de l’IT et des matériels de soutien : aucune région du monde n’est par exemple à l’abri de l’impact d’une explosion volcanique (l’Eyjafjöll en 2010…) générant d’importants nuages de cendres et poussières déplacés sur des dizaines de milliers de kilomètres au gré des vents, pour ne citer que l’une des sources possibles de particules polluantes et corrosives. Noter que les échangeurs thermiques doivent bénéficier d’une filtration de qualité, tant pour protéger l’efficacité des surfaces d’échange thermique que pour diminuer la fréquence des actes de nettoyage et de maintenance, qui comportent un risque d’altération.

Garantir le retour sur investissement d’une climatisation orientée free cooling à air implique d’organiser convenablement le déplacement de l’air au sein du Data Center, afin d’évacuer efficacement l’air chaud par application des principes thermodynamiques et d’acheminer massivement l’air froid sans dégrader la sécurité de l’accès physique au site. Le tout doit prendre en compte les contraintes architecturales en matière de protection contre les risques de propagation des incendies, lesquelles imposent par exemple la possibilité de compartimenter automatiquement les différentes portions du bâtiment à l’occurrence de la détection d’un feu.

Le free cooling à eau demeure quant à lui actif sans contrainte de saisonnalité pourvu qu’une ressource hydrique naturelle ou industrielle soit accessible en permanence. L’injection de cette eau froide dans le circuit interne peut parfois poser problème en fonction de sa composition chimique. Dans ce cas, des échangeurs eau/eau ou eau/air assumeront le transfert thermique en toute sécurité, idéalement jusqu’au baies réfrigérées.

 

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