Dans une majorité de datacenters, la part des dépenses consacrées au refroidissement évolue entre 20 et 40% de la facture électrique globale. L’agilité des climatisations inter baie permet-elle d’optimiser ces dépenses ?
Expertise Efirack
Pendant de nombreuses années les salles informatiques ont été refroidies essentiellement par des armoires de climatisation. Ces unités de refroidissement (CRAC, CRAH) nécessitent une approche volumétrique globale et une expertise dans la gestion des flux d’air. Leur mise en œuvre impose aussi une maîtrise des risques de points chauds puisque ce type de solution ne permet pas de canaliser l’air frais au plus près des serveurs.
Les contraintes des responsables de datacenter
De plus en plus de responsables datacenters font face à une nouvelle équation : combiner performances, ROI et immédiateté. Ils doivent aussi surmonter de nombreuses contraintes :
- Le coût au m² explose et pas seulement en Ile de France.
- La densité des baies ne cesse d’augmenter. On le constate dans de nombreuses applications (HPC, gaming…) avec l’utilisation de serveurs plus puissants : de 10 kW à 15 kW.
- Finalement, peu d’entre eux parviennent à connaitre précisément leur plan de développement à moyen terme.
Dans ce contexte d’accélération des évolutions en salle, les unités conventionnelles de climatisation CRAC et CRAH montrent leur limite d’adaptation. Elles vont continuer néanmoins à être installées lorsque la charge informatique est faible et que la surface dédiée du bâtiment le permet.
A contrario, les climatisations inter baie apportent des réponses claires. Et voici pourquoi.
Climatisations inter baie : des solutions faciles à mettre en place et peu encombrantes
Les climatisations inter baie in line ou in rack intègrent des échangeurs thermiques.
Elles prennent peu de place au sol (0,3 à 0,72 m²) pour une capacité de refroidissement qui va jusqu’à 60 kW par unité.
Les climatisations inter baie utilisent les mêmes sources de production que les CRAC ou CRAH : eau ou détente directe
Des solutions agiles, évolutives et modulaires
Avec des solutions de climatisation inter baie, le client final peut penser sa salle en terme de « zones », en fonction de ses applications et de la criticité de celles-ci. Il crée ainsi plusieurs types d’urbanisation en installant des climatisations inter baie selon les besoins. Il peut même installer ces climatisations sans arrêter la salle informatique, si les réseaux hydrauliques ou frigorifiques ont été installés à l’origine du projet.
De plus, il n’est pas nécessaire d’installer tous les ventilateurs qui vont brasser l’air chaud ou frais dans les solutions proposées par Efirack. Le client peut installer des ventilateurs au fur et à mesure en fonction de la montée en charge de la salle. Ces ventilateurs sont débrochables à chaud. Les échangeurs thermiques ou climatisations inter baie peuvent supporter un point chaud instantané.
Toutes nos climatisations inter-baie bénéficient de contrats de maintenance préventive en standard. Toutefois, des contrats de maintenance sur mesure (interventions préventives et curatives) peuvent créer sur mesure selon le besoin du client.
Climatisation inter baie : des solutions plus efficaces et plus économes
- Comment ça marche ?
La climatisation inter baie s’installe entre des baies serveurs.
- Elle est équipée de ventilateurs (de 4 à 6) sur toute la hauteur de la baie.
- Ces ventilateurs sont répartis sur 3 niveaux (un bas, un médian, un haut).
- Des sondes de température analysent l’air entrant et sortant de l’échangeur, pour chaque niveau.
- Les niveaux sont indépendants, chaque ventilateur tournera à une vitesse différente s’il n’y a pas d’homogénéité physique ou de fonctionnement des serveurs dans la baie.
- L’air frais est fourni à l’ensemble des serveurs de manière plus homogène sur la hauteur de la baie.
- On gagne quoi ? De l’énergie et de la surface
Plus la température de consigne est haute, moins la régulation de la température coûte chère.
Il y a 10 ans, l’ASHRAE préconisait des températures de consigne en entrée de serveurs entre 18 et 22°C. Aujourd’hui ces préconisations sont entre 18 et 27°C. Avec les CRAC, les températures qui arrivent sur les serveurs sont en général entre 17 et 20°C.
Pour les solutions inter-baie les températures de consigne en entrée serveurs peuvent être plus hautes qu’avec des CRAC. Le responsable de salle peut suivre alors les préconisations actuelles de l’ASHRAE : entre 18° et 27°C, avec un point idéal autour de 24°C. La production de froid est de fait moins onéreuse.
Autre aspect essentiel : les solutions conventionnelles CRAC et CRAH sont communément utilisées lorsque la charge IT ne dépasse pas 3 kW au m², c’est-à-dire 8 à 9 kW par baie.
Au-delà de ces valeurs, les volumes ou les surfaces utilisés doivent être plus importants pour traiter la charge. On perd ainsi des m² exploitables.
Aménager des salles informatiques avec des climatisations inter baie permet de « sauver » des m² qui pourront être dédiés à d’autres activités.
Climatisations inter baie dédiées à la moyenne et haute densité
- Quand et comment les utiliser ?
A partir de 3 kW par m², l’installation de climatisations inter baie prend tout son sens car elle permet :
- Une meilleure gestion de la densité,
- Une meilleure efficience,
- Un gain important en m².
En règle générale, les climatisations inter baie vont être installées au sein de rangées de baies, dans un confinement d’allée froide ou chaude.
La technologie des échangeurs thermiques sera alors IN LINE : l’air frais est pulsé dans l’allée froide, l’air chaud est récupéré depuis l’allée chaude. Les ventilateurs intégrés à l’échangeur font traverser le flux d’air chaud dans l’échangeur qui le rafraîchit. Et les ventilateurs qui sont intégrés dans les serveurs aspirent l’air frais.
Confinement de l’allée froide ou de l’allée chaude, ou les 2 ?
Les différentes approches allée froide ou allée chaude ont leur intérêt. Tout dépend de :
- L’application,
- L’utilisation,
- L’exploitation des baies,
- La densité prévue à terme,
- La charge IT initiale,
- Du temps de montée en charge,
- Du volume de la salle,
- De la surface de la salle,
- Et enfin, et ce n’est pas le moindre des pré requis et du budget du client.
Il arrive parfois que pour des charges IT bien inférieures à 3 kW par m², on installe des climatisation inter-baie en lieu et place des CRAC ou CRAH. C’est souvent lié à la surface disponible et au prix du m².
Quoiqu’il en soit, au-delà de 15 à 20 kW par baie, il est plus judicieux de rechercher la proximité et donc de passer sur des échangeurs de technologie IN RACK à détente directe ou à eau glacée.
Les portes des baies et des échangeurs ne sont plus ajourées mais pleines et/ou vitrées. L’air frais est pulsé en face avant latéralement vers les serveurs, et l’air chaud est récupéré latéralement depuis l’arrière des serveurs.
Au-delà de 20 kW par baie, il faut pratiquement un échangeur thermique pour une baie et le confinement d’allée n’a plus d’utilité.
Conclusion : maîtrise et efficacité
Refroidir au plus près des besoins permet d’améliorer son PUE, gagner en efficacité énergétique et préserver les équipements sensibles : serveurs, matériels actifs. C’est aussi, selon les équipements choisis, un moyen de gagner de la surface au sol.
Sous cet angle, la climatisation inter baie est un refroidissement de proximité efficace et maîtrisé. Il est vraiment adapté aux besoins de l’informatique.
Dans tous les cas, il reste essentiel de bien comprendre le fonctionnement, les contraintes de la salle et les besoins du client.
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