L’industrie des centres de données continue de développer des centres de données de plus en plus grands pour répondre aux demandes de capacité, tout en prenant des mesures pour réduire considérablement l’impact des centres de données sur l’environnement.
Des entreprises telles que Vertiv conçoivent en gardant à l’esprit la durabilité, en développant des solutions de centre de données qui aident à répondre aux besoins du présent sans compromettre la capacité des générations futures à répondre à leurs propres besoins. Les systèmes d’eau réfrigérée peuvent jouer un rôle important dans cette évolution. Ils permettent aux propriétaires et aux opérateurs de développer de nouveaux centres de données qui traitent efficacement les émissions directes et indirectes, qui sont prises en compte dans la mesure de l’impact total équivalent sur le réchauffement (TEWI).
Comprendre un système d'eau glacée
Dans un système d'eau réfrigérée, les unités de refroidissement (Computer Room Air Handlers – ou CRAH) sont connectées à un refroidisseur à l'extérieur du centre de données qui fournit l'eau réfrigérée utilisée par les unités de refroidissement. L'eau tiède des unités de refroidissement est pompée vers le refroidisseur où la chaleur est rejetée de l'eau par un système de réfrigération avant de retourner l'eau froide aux centrales de traitement d'air.
1. Vertiv .Chaque vis et vis d’inverseur avec frigorigène à faible CAA
Vertiv a conçu ses systèmes de refroidissement de centre de données d’eau réfrigérée pour établir de nouvelles cibles d’efficacité et aider à la continuité du refroidissement pour les charges de travail critiques.
Les solutions de refroidissement périmétrique permettent également de répondre aux demandes en cas d’applications de plancher non surélevé répondant à des considérations commerciales et techniques telles que la réduction de l’espace au sol, l’assurance de la température et des opérations facultatives, l’amélioration de la protection, l’augmentation de l’efficacité et la simplification du déploiement.
De plus, les contrôles des usines de refroidissement maximisent l'efficacité du système d'eau glacée en l'optimisant dans son ensemble en coordonnant le fonctionnement des unités externes avec les unités internes.
2. Vertiv™
3. CWA Vertiv™
4. CRV Vertiv™
Les échangeurs de chaleur à portes arrière sont une technologie mature qui fournit une solution viable pour gérer les densités supérieures à 20 kW. Ces systèmes peuvent constituer la base d’une approche hybride du refroidissement des centres de données dans laquelle fonctionnent les systèmes de refroidissement par liquide et par air.
La prochaine phase, dans cette évolution, est le passage au refroidissement liquide direct qui livre un fluide de haute qualité aux bâtis, contrôlant avec précision la température, la pression et le débit pour maximiser l’efficacité et répondre à la demande de refroidissement requise.
Les centres de données modulaires sont des bâtiments préfabriqués, préfabriqués et normalisés, équipés d’alimentation et de refroidissement, qui abritent des serveurs et de l’équipement réseau. Les types de centres de données modulaires comprennent les centres de données de conteneurs, les salles de données préfabriquées et les modules d’alimentation et de refroidissement préfabriqués. Notre gamme SmartMod™’appuie sur ces centres de données modulaires qui peuvent passer d’une solution à module unique, d’une TI de 100kW, de 12 bâtis informatiques à une solution à double module pouvant offrir jusqu’à 210kW et DX comme solution thermique ou eau réfrigérée.
Vertiv™DSmartMod™ CW Max étend la capacité de la plateforme SmartMod™.Du .Du SmartMod existant aux déploiements plus importants. Vous pouvez atteindre rapidement vos objectifs, et vous n’avez pas à dépenser trop le budget ou à le reconstruire en fonction de besoins futurs incertains. SmartMod™ Max est un type de centre de données tout-en-un à deux modules qui convient le mieux aux déploiements informatiques allant jusqu’à 210kW et jusqu’à 24 bâtis informatiques. Configuré avec deux rangées de supports, le système utilise des confinements d’allée chauds pour assurer une performance optimale et l’eau réfrigérée comme système de gestion thermique.
Analyzing the environmental impact of chilled water systems
Sustainability has become one of the most important strategies for businesses and government organizations and will be a major force shaping the future. Chilled Water systems can play a major role in improving the carbon profile of data centers considering, in many facilities, approximately 25-35% of data center energy consumption can be attributed to air conditioning.
What are Direct Emissions
Direct emissions are related to a direct release into the atmosphere due, for example, to a leakage of a refrigerant fluid that can have a significant greenhouse effect, thus increasing the average global temperature.
Why chilled water systems are effective at reducing direct emissions?
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Limited overall refrigerant charge per kilowatt (kW) of cooling. In some cases, the refrigerant may not even be required with data centers located in cold climates where heat is released through drycoolers or cooling towers.
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The refrigerant is stored in the chiller units located outside the datacenter. The refrigerant circuit is also typically tested in the factory to exclude leakages, and further tested on-site after installation. This minimizes the potential risk of refrigerant losses.
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Use of a range of refrigerants to limit the impact on the atmosphere, including hydrofluoro-olefin (HFO) and HFO-blended refrigerants that have a much lower GWP than traditional refrigerants.
What are Indirect Emissions
Indirect emissions take into account the production of electricity used by the system during its operation.
The more efficiently a unit operates, the less energy is required and the lower is its impact on indirect emissions.
Why chilled water systems are effective at reducing indirect emissions?
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Inverter-driven compressors: to achieve higher efficiency levels, especially at partial loads cutting down electricity consumption.
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Freecooling technology: it allows the cooling of the system without activation of the compressor.
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Adiabatic technology: it additionally improves the efficiency as the ambient air is cooled down by passing through wet pads. It is then delivered at a lower temperature, achieving a higher freecooling capacity of the chiller and a more efficient operation of the compressor.
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Onboard unit controller: it enables the use of water whenever strictly needed preventing water from being wasted.
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Chilled plant manager control technology coordinates the operation of all the units and their main components allowing the integration and the coordination of the working mode between units and the main components.
Metrics: How to calculate the impact of chilled water solutions
With effective use of low-GWP refrigerants, minimal risk of leaking, and a low pPUE and WUE, chilled water systems provide low impact thermal management both for raised floor and non-raised floor data centers.
The combination of low TEWI and low WUE makes chilled water systems one of the most sustainable choices for data center thermal management in terms of energy and water efficiency.
pPUE
pPUE - Partial Power Usage Effectiveness is ratio between the sum of energy used by the IT load and the cooling system divided by the energy used by the IT load. The lower the value, the more efficient the cooling system.
A pPUE of 1 would represent a data center in which every watt of energy is being used by IT equipment and the cooling system uses no energy.
Today’s Vertiv chilled water systems have the potential to support pPUE values lower than 1.1.
WUE
WUE – is the ratio between the annual site water usage in liters divided by the IT equipment energy usage in kilowatt-hours (kWh).
This metric is particularly valuable for those operating in a high stress water region.
Vertiv chilled water solutions use onboard controllers to enable the use of water strictly when needed based on redundancy, efficiency, or cooling demand. The controller’s primary job is to prevent water from being wasted, reducing the WUE of the data center.
TEWI
TEWI is the algebraic sum defined under the Montreal Protocol, which represents the direct and indirect effects of the total carbon emissions of a cooling technology through its operating cycle.
It serves as a valuable metric in evaluating how well a particular cooling system can support the move to carbon neutrality because it encompasses both the role of refrigerants and the energy consumed by the system.
Legend:
GWP = Global warming potential (CO2 eq. kg)
L = Leakage rate per year (kg/year)
n = System operating time (years)
m = Refrigerant charge (kg)
αrecovery = Recycling factor
Eannual = Energy consumption per year (kWh)
β = CO2 emission per kWh
Optimisation des systèmes d'eau glacée
Voici les stratégies d’optimisation qui aident les systèmes d’eau glacée à atteindre une excellente efficacité
Augmentation des températures de l’air et de l’eau
Passez des refroidisseurs aux refroidisseurs à refroidissement libre plus avancés.
En quelques années seulement, les températures de l’air et de l’eau d’entrée ont considérablement augmenté. Cela permet une utilisation accrue des technologies de refroidissement libre qui peuvent exploiter les températures ambiantes externes froides comme principale source de refroidissement, limitant l’utilisation du compresseur pour couvrir les pics survenant pendant les périodes les plus chaudes de l’année.
Optimiser le contrôle du système d’eau glacée dans son ensemble
Utilisez un logiciel de contrôle et de surveillance thermique avancé tel que Vertiv™ la Liebert® iCOM™ la gamme de produits.
Pour maximiser l'efficacité du système d'eau glacée, il est important de considérer le système dans son ensemble en coordonnant le fonctionnement des unités. L’utilisation du contrôle des gestionnaires d’usines d’eau glacée, comme la Vertiv™s’apparentant à un systole Liebert® iCOM™s, permet la coordination du fonctionnement de toutes les unités :
- réduire la consommation des pompes
- augmentation des températures de retour du produit vers les refroidisseurs
- l'optimisation de la température de l'eau de fonctionnement.
Technologie de compresseur améliorée
Utilisation des compresseurs à variateur.
Dans un centre de données situé dans un climat doux, une grande partie de l'absorption totale d'énergie est due au compresseur du refroidisseur. L’utilisation de technologies de compresseur à onduleur novatrices et efficaces peut donc aider à améliorer l’efficacité du compresseur. Les refroidisseurs à refroidissement libre qui utilisent des compresseurs à vis à onduleur améliorent l'efficacité énergétique des systèmes d'eau réfrigérée et, par conséquent, réduisent la consommation d'électricité.
Récupération de chaleur
Saisir et réutiliser la chaleur résiduelle rejetée par l’équipement informatique et les systèmes de refroidissement.
La récupération de chaleur peut augmenter l'efficacité du système d'eau glacée en permettant à la chaleur capturée du centre de données d'être réutilisée à d'autres fins. Au lieu de refroidir la charge thermique, la chaleur est efficacement captée par le système et peut être utilisée pour répondre à la demande de chauffage dans d’autres parties du bâtiment, les bâtiments voisins ou un réseau de chauffage de district.
Stockage de refroidissement
Ajoutez des réservoirs de stockage d’eau froide.
Les réservoirs de stockage d’eau froide sont un moyen efficace de réduire la consommation d’énergie, car ces réservoirs servent de stockage d’énergie thermique (TES) qui aident à atténuer les charges des centrales électriques pendant la demande maximale. Les installations accélèrent leurs systèmes de refroidissement la nuit pour produire de l'eau froide, en profitant de tarifs de nuit plus bas. Ces installations comptent ensuite sur cette capacité de refroidissement stockée pour le refroidissement de jour.
