Avec l’avènement de l’ère des mégadonnées 5G, l’évolution des réseaux et le développement rapide de l’industrie des données, la taille des grands centres de données (DC) ne cesse de croître, tandis que leur consommation d’énergie augmente elle aussi. Selon les statistiques, la consommation électrique nationale des centres de données s’est élevée à 160,889 milliards de kWh en 2018, dépassant ainsi la consommation totale d’électricité de Shanghai pour la même année et représentant 2,35 % de la consommation électrique totale de la Chine. Par ailleurs, cette consommation devrait atteindre 266,792 milliards de kWh en 2023, avec un taux de croissance annuel moyen de 10,64 %, soit environ l’équivalent de la capacité de production électrique de 2,5 Trois Gorges.
Plus important encore, la consommation d’énergie est devenue un frein au développement des services des centres de données. Le tableau suivant présente la part respective de la consommation énergétique de chaque configuration système au sein du centre de données. L’analyse des données du tableau montre que, parmi la consommation non liée aux technologies de l’information, environ 63 % des pertes proviennent du système de refroidissement du centre de données.
Face à la forte consommation énergétique du système de refroidissement des centres de données, diverses solutions d’économie d’énergie ont été mises en œuvre dans le secteur. Parmi elles, le refroidissement évaporatif indirect (IEC) apparaît comme l’une des solutions les plus prometteuses.
La figure ci-dessous illustre le schéma de principe de fonctionnement ainsi que le schéma de la structure du système de refroidissement évaporatif indirect.
Le système de refroidissement évaporatif indirect comprend principalement trois composants essentiels : l’échangeur de chaleur à plaques, le système de pulvérisation et le système de refroidissement complémentaire par compresseur. Au cours du processus de refroidissement, l’air à traiter à l’intérieur du centre de données circule à travers l’appareil d’échange thermique. Dans un premier temps, l’air extérieur est utilisé pour refroidir l’air intérieur fermé. Simultanément, le système de pulvérisation vaporise de l’eau, dont la chaleur est absorbée par l’air extérieur lors de son évaporation dans l’échangeur de chaleur à plaques, ce qui permet de diminuer la température de l’air à traiter. Ainsi, l’air circulant à l’intérieur du centre de données est refroidi au maximum. Tout au long du processus, l’air intérieur forme un circuit fermé, tandis que l’air extérieur reste un système ouvert ; l’air extérieur n’entre pas directement dans le centre de données, ce qui empêche l’humidité et les polluants présents à l’extérieur d’y pénétrer. De plus, puisque l’air traité n’entre pas directement en contact avec l’eau, son taux d’humidité demeure inchangé, assurant ainsi un refroidissement isohumide de l’air.
Mode de fonctionnement
Selon la température extérieure, le système de climatisation par refroidissement évaporatif peut adopter trois modes de fonctionnement.
Prenons comme exemple un seul ensemble de système (en sélectionnant l’échangeur de chaleur à plaques BXB2000-2200-12.0) ; le calcul de dimensionnement montre qu’en comparaison avec un système de réfrigération et de climatisation pur, l’adoption d’un système de refroidissement évaporatif indirect permet à l’échangeur de chaleur à plaques sensible d’air de récupérer 194 kW par heure. Le système de pulvérisation peut absorber 686 kW de chaleur, ce qui aboutit à une récupération totale de 880 kW de chaleur. On constate ainsi que l’utilisation d’un système de refroidissement évaporatif indirect permet d’économiser 352 kWh d’électricité par heure par rapport au système de refroidissement évaporatif, et que l’effet d’économie d’énergie est significatif.
Exposition de cas
