Le refroidissement des data centers

Les exigences accrues en termes de traitement des données et de capacité de stockage ont poussé les grandes sociétés à investir dans de nouvelles installations capables de proposer des services Web à un nombre toujours plus élevé d'utilisateurs. Dans ces installations, il est essentiel que les conditions (de température et d'humidité, par exemple) soient correctes pour la conservation des équipements et la sécurisation des opérations.

Les data centers sont très énergivores, à l'heure actuelle, ils consomment plus de 1,3 % de la production d'électricité totale mondiale. Cette énergie est transformée en chaleur qui doit être transmise et dissipée hors des racks d'équipement afin qu'une bonne température de fonctionnement soit maintenue. Les systèmes de refroidissement et de climatisation sont primordiaux dans tout data center. Le refroidissement d'un data center peut se faire de plusieurs manières, selon l'emplacement et le climat local.

Le refroidissement du réfrigérant consomme énormément d'énergie mais son utilisation peut être réduite en prenant en compte le climat lorsque l'on choisit l'emplacement du data center. Par climat sec, le refroidissement par évaporation se produit à la dissipation de la chaleur. Par climat frais, le refroidissement direct avec air froid et humide peut être utilisé. Un emplacement près d'un point d'eau permet également de dissiper la chaleur dans l'eau.

La bonne température

Les recommandations de l'ASHRAE mises à jour en 2011 dans le domaine des data centers sont les suivantes : une plage des températures de l'air entrant et des taux d'humidité entre 18 à 27 °C, et de 25 à 80 % d'humidité relative (température du point de rosée entre 5 et 15 °C) respectivement. Dans une configuration traditionnelle, la salle d'équipement est climatisée en divisant les équipements en rangées (allées chaudes) et en apportant un air frais et climatisé entre les rangées (allées froides), en général par le sol. Lorsque l'air frais traverse les racks en passant d'une allée froide à une allée chaude, il transporte la chaleur générée par les équipements à travers le plafond. La température est contrôlée par un dispositif de climatisation pour salles informatiques (CRAC), qui assure à la fois les fonctions de chauffage et de refroidissement (mais pas simultanément). Lorsqu'il faut chauffer, le système CRAC refait circuler l'air chaud en provenance des allées chaudes avec un air d'appoint frais. Lorsqu'il faut refroidir, l'air entrant est refroidi pour atteindre la bonne température.

Maintien des niveaux d'humidité

Outre la température, la surveillance et le contrôle de l'humidité de la salle d'équipement sont également essentiels. C'est particulièrement vrai par climat froid où des économiseurs d'air sont utilisés, la quantité de vapeur contenue dans l'air (humidité absolue) étant naturellement faible. L'humidité relative de l'air diminue lorsqu'elle est chauffée, autrement dit, elle pourrait tomber en dessous du niveau souhaité. Un air trop sec augmente le risque d'électricité statique et a besoin d'une humidification supplémentaire à l'aide de vaporisateurs ou d'humidificateurs à évaporation.

Lorsque la température extérieure dépasse les limites acceptables, l'air entrant doit être refroidi. Afin de limiter le recours à la réfrigération mécanique gourmande en énergie, le refroidissement peut être réalisé en vaporisant une brume d'eau (qui s'évapore instantanément) dans l'air entrant. Lorsque l'humidité de l'air avant et après l'humidification est connue, le système de contrôle est capable de régler les humidificateurs pour garantir une efficacité de refroidissement adiabatique maximum dans le respect des limites d'humidité relative et en prévenant les éventuels problèmes de corrosion associés à un taux d'humidité relative trop élevé. Dans les systèmes où un liquide sert à transporter la chaleur, le liquide de refroidissement peut être refroidi dans des tours de refroidissement qui sont des échangeurs thermiques utilisant un principe similaire de refroidissement par évaporation. Le contrôle efficace d'une tour de refroidissement exige des mesures de température et d'humidité précises, ce qui, en échange, offre une efficacité de refroidissement maximum avec une utilisation minimale de l'énergie et permet également de contrôler la puissance de refroidissement de la tour.

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