Panorama des principaux systèmes de refroidissement en Datacentres

Introduction

Le PUE moyen d’un Datacentre est actuellement de 2. On consomme donc autant d’énergie dans les infrastructures du Datacentre (alimentation électrique, refroidissement) que pour les équipements informatique.

La partie refroidissement peut consommer jusqu’à 40% de la consommation totale du Datacentre. Son optimisation est donc importante pour réduire la consommation électrique d’un Datacentre.

Evolution de la consommation électrique des datacentres par composant entre 2000 et 2006 aux USA

Il existe de multiples solutions de refroidissement, nous vous présentons ci-dessous les principales du moins efficient au plus efficient.

L’intégralité des systèmes de refroidissement, à l’exception du Free Cooling, reposent sur le principe de la pompe à chaleur.

Centrale de climatisation air – air

Centrale de climatisation air - air

C’est un système proche de la climatisation domestique. L’échange de chaleur entre le condenseur et l’extérieur, et entre l’évaporateur et le Datacentre, se fait avec de l’air. C’est un système à réserver pour les petites installations.

Centrale de climatisation air – air Multi Split

Centrale de climatisation air - air - Multi Split

Les échanges de chaleur se font toujours directement avec l’air.

Plusieurs évaporateurs sont branchés en série sur la pompe à chaleur. Cela permet de régler de manière indépendante chaque unité en salle serveur. Ce système est difficilement applicable pour les grosses installations pour lesquelles un circuit d’eau glacée est plus efficace et moins couteux.

Machine frigorifique eau – air

Machine frigorifique eau - air

Dans le Datacentre (coté évaporateur), la distribution du froid se fait toujours avec l’air.

Le condenseur est par contre refroidi par un circuit d’eau. L’eau du circuit peut être elle même refroidie à l’aide d’une tour de refroidissement.

Machine frigorifique air – eau

Machine frigorifique air - eau

Le froid est distribué au sein du Datacentre à l’aide d’un circuit d’eau glacée. Des ventilo-convecteur sont branchés en série sur ce circuit.

Grâce à des vannes, chaque ventilo-convecteur peut être réglé de manière indépendante. Cela permet par exemple de pouvoir adapter le refroidissement à la charge de travail du Datacentre ou de certaines parties de celui-ci. Si les équipements ont été organisés en fonction de leurs exigences environnementales, il est possible de régler des température différentes pour chaque zone.

Machine frigorifique eau – eau

Machine frigorifique eau - eau

Coté Datacentre, il s’agit du même système présenté ci-dessus, à savoir un circuit d’eau glacée sur lequel sont branchés des ventilo-convecteurs.

Coté condenseur, il est aussi refroidi par un circuit d’eau. L’eau peut être refroidie à l’aide d’une tour de refroidissement.

Machine frigorifique eau – eau – baies réfrigérées

Machine frigorifique eau - eau - baies réfrigérées

Dans cette configuration, l’échange de chaleur se fait au plus proche de la source.
L’air chaud sortant des équipements informatique est immédiatement refroidi par un échangeur air – eau situé à l’arrière de la baie.

Free Cooling

Le Free Cooling ou refroidissement gratuit/libre consiste à exploiter les sources de refroidissement naturelles (air extérieur froid, sources d’eau froides).

Les principales méthodes de Free Cooling sont décrites dans notre article Free Cooling.

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