Les entraînements à vitesse variable créent un refroidissement économe en énergie pour les DataCenters

Des gains d’efficacité dans les processus de refroidissement des DataCenters

Par ABB

En tant que partie intégrante des infrastructures informatiques modernes, les datacenters utilisent déjà environ 1% de la production énergétique mondiale. Les systèmes de refroidissement, qui jouent un rôle essentiel pour garantir la fiabilité et la disponibilité de l’installation 24 heures sur 24, consomment généralement jusqu’à 40% de l’énergie utilisée par le datacenter. L’autre grand consommateur est l’équipement informatique lui-même. Sur la base de ces chiffres, il est clair que les ventilateurs, les pompes et les compresseurs – qui constituent le cœur des systèmes de refroidissement – devraient être l’un des premiers endroits où rechercher des gains d’efficacité.

Contrôler la consommation d’énergie des DataCenters

L’une des mesures les plus courantes de l’efficacité énergétique a été conçue par le consortium industriel Green Grid. Il s’agit de l’efficacité d’utilisation de l’énergie (PUE) – le rapport définit notamment la puissance totale entrant dans le centre de données divisée par la puissance utilisée par son équipement informatique. Dans un monde idéal, un datacenter aurait un PUE de 1.

Selon une étude réalisée par l’Uptime Institute, les niveaux de PUE des datacenters ont diminué au fil des ans, passant d’environ 2,6 en 2006 à 1,7 en 2019, bien que la tendance récente, depuis 2013, soit stable. Pour aider à réduire davantage le PUE, il est nécessaire de prendre des mesures pour accroître l’efficacité des datacenters pendant leur durée de vie ainsi que la mise en œuvre de technologies de pointe dans de nouveaux projets. Une solution qui peut aider à réduire considérablement le PUE consiste à adopter des VFD et des moteurs à haut rendement pour les systèmes de refroidissement.

Les VFD se sont révélés être une solution d’économie d’énergie très efficace pour le refroidissement. Les entraînements permettent de contrôler avec précision la vitesse des moteurs électriques utilisés dans les applications de refroidissement, de sorte qu’ils produisent à tout moment le débit requis, ce qui se traduit par des économies d’énergie allant jusqu’à 35%. Cela contraste avec le fonctionnement du moteur à pleine vitesse et le contrôle du débit via un organe mécanique. La relation entre la vitesse du moteur et la consommation d’énergie signifie que même une réduction modérée de la vitesse peut entraîner une amélioration très significative de l’efficacité énergétique.

Bien que les systèmes de refroidissement des datacenters soient dimensionnés pour gérer les charges de pointe dans les conditions les plus défavorables – de la chaleur estivale aux pannes de composants – ils fonctionnent rarement, voire jamais, à leurs charges maximales. Au lieu de cela, ils fonctionnent principalement à charge partielle. Les VFD offrent la flexibilité nécessaire pour garantir au système de refroidissement de s’adapter au profil de charge variable de sorte qu’une efficacité élevée du système puisse être maintenue même à des charges partielles.

L’importance de la technologie du moteur

Les différentes technologies de moteur affichent des performances différentes en fonction de la charge. À 25% de charge, la différence d’efficacité entre les technologies de moteur peut facilement dépasser 10%. Il est donc logique de choisir un moteur en fonction de ses performances dans la plage où il fonctionnera la plupart du temps. Et dans la plupart des cas, cette plage n’est pas la charge nominale, mais bien en dessous.

D’autres considérations importantes pour l’efficacité du processus de refroidissement

En fait, l’efficacité de tout le système est importante – il est possible d’installer des moteurs à haut rendement pour piloter des applications telles que des pompes, des ventilateurs ou des compresseurs avec le minimum de pertes possibles et utiliser des variateurs pour adapter la vitesse du moteur à la demande afin d’économiser de l’énergie. Mais si, par exemple, la conception d’un ventilateur entraîne des pertes aérodynamiques massives, l’efficacité de l’ensemble du système peut en souffrir. Cela signifie que lorsque l’on considère l’efficacité énergétique dans les projets de DataCenter, il est logique d’aller au-delà de l’examen de chaque élément composant par composant pour évaluer l’efficacité de l’ensemble du système de refroidissement.

À mesure que la densité des serveurs des datacenters continue d’augmenter, leur charge thermique augmentera également. Les systèmes de refroidissement des DataCenters à l’épreuve du temps signifient qu’ils doivent être spécifiés avec l’évolutivité pour répondre aux besoins futurs. Par évolutivité, on entend : qu’ils peuvent être ajustés pour s’adapter aux charges changeantes, par exemple lorsqu’une installation est agrandie. Encore une fois, les VFD développés spécifiquement pour les applications de chauffage, de ventilation et de climatisation (CVC) ainsi que les moteurs avec des caractéristiques de haute efficacité – non seulement à la vitesse nominale mais aussi à charge partielle – offrent un avantage important, car ils sont conçus avec flexibilité et une évolutivité intégrée.

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Author: Yves Grandmontagne

Rédacteur en chef de Datacenter Magazine - Co-fondateur de Human, Business & Technology SCOP SAS (éditeur de DCmag) - Journaliste, conférencier et analyste