ANG DATACENTRE AUTRANS OCT 2011:
Construire sa salle IT: une approche globale
Speaker:
Damien GIROUD - APC By Schneider Electric
Tel: 06 85 93 89 83 - Email: damien.giroud@mgeups.com
6 Tendances de notre planète
Energie
Le défi essentiel pour notre planète
L’émergence d’ économies nouvelles La chance de notre génération
Connectivité
Avec tout, partout et à tout moment Mondialisation
Pour profiter de ce qu’il y a de meilleur dans le monde Simplification des Solutions
Pour palier à la compléxité croissante de notre vie et de notre travail Sécurité
Une préoccupation mondiale et partagée
…et les tendances liées aux Datacenter
Financières
● Modularité
● Green IT: DD / EE/ CO 2 <
● Consolidation
● Outsourcing des infrastructures
Opérationnelles
● Infrastructures électrique et de refroidissement vieillissantes
● Densités électriques variables (études sur 2320 entités – DC research Group US et EMEA – 5Kw/rack + de + en + de zone Haute densité requise 20kw/rack
IT
● Virtualization
● Cloud Computing
● Changement de visage d’Internet “thinks apps”
focus sur “obtenir” plutôt que
“chercher”
Challenges les plus significatifs dans les Datacenters pour les années à venir
Source: Gartner, “Top Concerns From the 2010 U.S. Data Center Conference: Where Should Budgets Be Spent?” February 2011,.
Data center space, power and/or cooling remained the top challenge
“ ”
Data center space, power and/or cooling because of equipment sprawl Developing a private/public cloud strategy
Aligning activities with the business
Modernizing of our legacy applications
Managing the rate of technology change
Finding/retaining IT talent
Virtualization
Making do with smaller budgets
Determining how to source IT services
Percentage of Respondents
Data Center: challenges identifiés
DATA CENTRE
Haute Disponibilité
Adaptabilité & Flexibilité Management des Capacités
Capacité à la demande
Cyle de vie court de l’IT
Consolidation IT Haute Densité
Virtualisation
Conformité aux normes Management Energétique
Efficacité Energétique
Sécuriser les revenus Reduire le TCO
Service Level Agreement
Architecture & standards ouverts
Sûreté & Sécurité
Interopérabilité du Système
Expertise générale de Schneider electric
Baie-rangée-salle-batiment
Un Un portefeuille portefeuille de solutions et de solutions et d d ’ ’ expertise expertise qui qui permet permet un un design
design complet complet pour am pour amé éliorer liorer la disponibilit la disponibilit é é et et
Nos produits Nos partenaires
Genset
Equipement IT
M V s w it c h b o a rd
G ri d p o w e r
~ ~ ~
~
M a in L V s w it c h b o a rd
Chillers
Onduleurs
Lighting Offices Bureaux
Busway distribution
PDU
securité securité incendie Structured cabling
Rack PDU
Baies
M a in L V s w it c h b o a rd
Raised floor
Row -based cooling STS Rangée/baie
onduleur
Confinement d’air
Heat rejection
Room -based cooling Transformer
~ ~ ~
~
IT floor
Scope technique
Puissance
● THT / Moyenne Tension
● Basse Tension
● Automatisme/Inverseurs de source
● UPS
● Groupe Electrogènes
● Armoires de distribution
● Compteurs d’énergie
Refroidissement
● Groupes Froids
● Distribution d’eau
● Systèmes de free-cooling
● PAC, stockage de glace
● Echangeurs de chaleur
● Automatisme/Systèmes de régulation
Monitoring et systèmes de management
● SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) systems Salle IT
● Structure de la salle et usage
● Distribution de froid - Ventilation
● Racks: installation & câblage
● IT hardware typologie
Sécurité du bâtiment
● Détection/protection incendie
● Contrôle d’accès
● Fermeture
● Réseau vidéo surveillance
● Eclairage
Définition de l’architecture du Bâtiment
Choisir son bâtiment / sa salle
Localisation géographique
• Eviter périmètre Seveso – Sinon identifier le niveau de seuil et l’impact
• Eviter la proximité de zone dangereuse (axes décollage, fret ferroviaire, ligne HT, innondable…)
• S’assurer de la proximité de poste source ERDF (180/250€ du ml) et de la disponibilité de puissance (énergie dispo + possibilité de redondance)
• S’assurer de la proximité de réseau de fibres (100€ ml si GC) ou de fourreaux (5€/ml sans GC)
• Vérifier les contraintes de voisinage (bruit, vibrations, rayonnement)
• Récupérer les statistiques météo et/ou spécificités géologiques
• Identifier les opportunités de voisinage (récupération de chaleur…) Design de la salle
• Eviter les poteaux
• Charge au sol > 1,5 t/m2
• Prendre en compte la surface utile/espace de circulation: 1 rack / 2-3m 2
• Prévoir les espaces annexes: salle réseau, salle intégration, bureaux opérateurs
• Limiter les apports thermiques extérieurs (bannir les baies vitrées orientées plein sud)
• Ne pas oublier les locaux techniques (Elec/froid)
Dimensionner ses équipements:
Connaître la charge IT (identifier les profils de serveurs)
• Déterminer une densité moyenne (4/8/15/20 kW par racks)
• Connaître le débit d’air nécessaire (blade 200m 3 /h/kW versus pizza 290m 3 /h/kW) et le sens de refroidissement des charges (notamment pour les switch)
• Se faire une idée du rythme de déploiement sur 3 à 5 ans granularité de la solution
• Vérifier le mode d’alimentation des charges simple/double/triple alimentation Déterminer les possibilités de granularité des briques de base
• Cellule MT faible
• Transformateurs de puissance MT/BT moyenne
• Groupe électrogène moyen -
• Groupe froid moyen
• TGBT amont Faible
• UPS élevé
• TGBT aval UPS élevé
• Unités de climatisation moyen +
• Baies / Rack PDU élevé
• Réseau d’eau glacée moyen –
Choisir le type d’architecture:
Comment définir le niveau de disponibilité:
• Le référentiel Uptime Institut: TIER 1 à 4
Uptime Institute TIER
• Le « tiers 1 » désigne les data centres n’ayant qu’une seule voie pour l’alimentation électrique et le refroidissement, sans redondance des éléments.
Ces centres ont une disponibilité nominale de 99,671%, correspondant à un temps d’arrêt cumulé moyen de 28,8 heures par an.
• Le « tiers 2 » groupe les data centres ayant aussi une voie unique pour l’alimentation électrique et le refroidissement, mais ayant par ailleurs des éléments redondants
permettant d’atteindre une disponibilité nominale de 99,749 (soit 22 heures d’arrêt).
• Le « tiers 3 » est plus évolué : il comporte plusieurs voies d’alimentation et de
refroidissement dont une seule est active. Des éléments sont doublés et la maintenance peut se faire souvent sans avoir à arrêter les machines. La disponibilité est de 99,982%, soit 1,6 heures d’arrêt dans l’année.
• Le « tiers 4 » est le plus exigeant : il possède plusieurs voies actives en parallèle pour les alimentations et le refroidissement. Beaucoup d’éléments d’infrastructure sont
doublés et « tolérants aux pannes ». La disponibilité résultante est de 99,995%
correspondant à 0,4 heures par an.
Tier Classification requirements
● UPTIME INSTITUTE Tier III requirements
“Concurrently Maintainable Site Infrastructure”
● Redundancy of capacity components
“Redundancy of non reliable components (MV utility, UPS, chillers, cooling units, …)
● Planned maintenance can be performed without servers shutdown
“Redundancy or bypass path allow to perform planned maintenance operation without shutdown”
● Some single points of failure (SPOF) can exist
“Some failures on distribution path may cause a DC shutdown : the architecture is not fully redundant”
● UPTIME INSTITUTE Tier IV requirements
“Fault tolerant Site Infrastructure”
● No single points of failure (SPOF) can exist
“Two physically separated systems and distribution path”
● Planned maintenance can be performed without servers shutdown
“Redundancy or bypass path allow to perform planned maintenance operation without shutdown”
● Emergency generator plant is considered as the main source
“Need 2 redundant emergency power plant”
Choisir le type d’architecture:
Comment définir le niveau de disponibilité:
• Le référentiel Uptime Institut: TIER 1 à 4
• L’approche par l’étude de fiabilité définir un taux de disponibilité, identifier les SPOF
• L’approche par les SLA remonter du besoin des utilisateurs IT et de l’engagement
de service pris (vision macro qui intègre la redondance IT - PRA/PCA)
Tier III + architectures : 2N type
BENEFITS :
Fully redundant architecture No SPOF
High reliability level CAPEX less than Tier IV Only one utility delivery
Only one (N+1) generation plant
AC DC
DC AC AC
DC
DC AC AC
DC
DC AC AC
DC
DC AC
2000 KVA
MV LV
2000 KVA
MV LV
EG EG EG
AC DC
DC AC AC
DC
DC AC AC
DC
DC AC AC
DC
DC AC
2000 KVA
MV LV
2000 KVA
MV LV
EG EG EG
2000 kVA
2000 kVA
2000 kVA
2000 kVA
1800 KVA 1800 KVA
Tier III + architectures : N+1 type
BENEFITS :
Fully redundant architecture No SPOF
High reliability as Tier III+ 2N CAPEX less than Tier III+ 2N type Installed capacity drops from 4/4 to 3/4
Reduced footprint
OPEX less than Tier III+ 2N type 63 % load factor instead of 50 %
AC DC
DC AC AC
DC
DC AC
AC DC
DC AC AC
DC
DC AC AC
DC
DC AC AC
DC
DC AC
2000 kVA
MV LV
MV LV
MV LV
EG EG EG
2000 kVA
1200 KVA
1200 KVA 2000
kVA
Cooling plant 1 POD : Tier III+ (n+1)
DN200
BallonTampon+ Exp
DN150
BallonTampon+ Exp
DN150 BallonTampon+ Exp
DN150
DN80
DN80
DN80
DN80
DN80 DN
80 DN 80
DN 80
DN 80
DN 80
DN 50
DN 50
DN 32
DN 50
DN50
DN50 DN50
DN32
InjectionProduit traitement Remplissage
C D
BENEFITS :
Redundant architecture Limited SPOF High reliability level CAPEX less than Tier IV No full capacity duplicated 2 pathes
Capacity to isolate element
Cooling plant 2 PODs : Tier III+ (n+2)
Sur 1 Sec 1 Sur 2 Sec 2
BENEFITS :
Redundant architecture Limited SPOF High reliability level CAPEX less than Tier IV No full capacity duplicated 2 path
Capacity to isolate element Charge can be partially produced from 1 way to another
X X
Choisir le type d’architecture:
Comment définir le niveau de disponibilité:
• Le référentiel Uptime Institut: TIER 1 à 4
• L’approche par l’étude de fiabilité définir un taux de disponibilité, identifier les SPOF
• L’approche par les SLA remonter du besoin des utilisateurs IT et de l’engagement de service pris (vision macro qui intègre les PRA/PCA)
retenir un niveau de redondance N ou N+1 ou 2N ou 2N+1 ou approche multi-tiering
Architecture élec multi-tiering
Choisir le type d’architecture:
Comment définir le niveau de disponibilité:
• Le référentiel Uptime Institut: TIER 1 à 4
• L’approche par l’étude de fiabilité définir un taux de disponibilité, identifier les SPOF
• L’approche par les SLA remonter du besoin des utilisateurs IT et de l’engagement de service pris (vision macro qui intègre les PRA/PCA)
retenir un niveau de redondance N ou N+1 ou 2N ou 2N+1 ou approche multi-tiering Quel mode de distribution électrique privilégier:
• Indice de service à retenir pour ses TGBT: de 111 à 333 – Que choisir ?
Indice de Service: un compromis
disponibilité / évolutivité
Choisir le type d’architecture:
Comment définir le niveau de disponibilité:
• Le référentiel Uptime Institut: TIER 1 à 4
• L’approche par l’étude de fiabilité définir un taux de disponibilité, identifier les SPOF
• L’approche par les SLA remonter du besoin des utilisateurs IT et de l’engagement de service pris (vision macro qui intègre les PRA/PCA)
retenir un niveau de redondance N ou N+1 ou 2N ou 2N+1 ou approche multi-tiering Quel mode de distribution électrique privilégier:
• Indice de service à retenir: de 111 à 333 – Que choisir ?
• Câbles / Gaine à Barre / Canalis / Main PDU – Que choisir ?
Décentraliser les protections électriques
● Au niveau des rangées de baies avec cheminement sur le toit pour
« désengorger » le faux plancher et faciliter le cheminement de l’air
Source A
Source B
Source A
Source B
Décentraliser les protections électriques
Distribution par disjoncteurs modulaires, intégrées dans la salle
Coffret de dérivation
Alimentation par Canalis ibusway+ coffrets
disjoncteurs modulaires mesurés
Choisir le type d’architecture:
Comment définir le niveau de disponibilité:
• Le référentiel Uptime Institut: TIER 1 à 4
• L’approche par l’étude de fiabilité définir un taux de disponibilité, identifier les SPOF
• L’approche par les SLA remonter du besoin des utilisateurs IT et de l’engagement de service pris (vision macro qui intègre les PRA/PCA)
retenir un niveau de redondance N ou N+1 ou 2N ou 2N+1 ou approche multi-tiering Quel mode de distribution électrique privilégier:
• Indice de service à retenir: de 111 à 333 – Que choisir ?
• Câbles / Gaine à Barre / Canalis / Main PDU – Que choisir ?
• Modularité de l’architecture UPS ou onduleur modulaire ? Ou les 2 ?
Exemple d’architecture
modulaire(redondance N+1)
3 x 120kW ou 10 x 25kW ?
225kW de charge informatique
Ecart de rendement lié au taux de charge : 5%.
8400 €HT sur la facture électrique
500kW d’onduleur modulaire à haute efficacité énergétique
25kW
50kW
75kW
100kW
125kW
150kW
175kW
200kW
225kW
250kW
275kW
300kW
325kW
350kW
375kW
400kW
425kW 450kW 475kW 500kW
Choisir le type d’architecture:
Définir le niveau de sécurité souhaité:
• Pour l’accès au bâtiment: ex - Méthode des cercles concentriques:
La sécurisation des locaux se fait par cercles concentriques des abords des bâtiments, aux limites du bâtiment vers l’intérieur des locaux. Plusieurs outils sont disponibles. Les protections mécaniques servent à dissuader, retarder et parfois empêcher les intrusions. Ces protections (clôtures, murs, portes, fenêtres, serrures) font l’objet de normalisation.
SIte Commun
Clim Elec Salle IT/Telecom
Peu Sensible
Très sensible
Choisir le type d’architecture:
Pour la sécurité Incendie:
• Ne rien faire
• Détection seule
• Extinction en vue de protéger le bâtiment: Sprinkler
• Extinction en vue de protéger la charge: brouillard d’eau, gaz De la brique « courant faible »:
• Nombre d’arrivée FO – localisation géographique
• Distribution FO/Cuivre – Virtualisation du réseau
• Choix du cheminement des câbles
Précautions à prendre:
Séparation des flux
• CFO/CFA
• CFO/réseau d’eau/condensats
• Cheminement Voie A voie B / Cloisons coupe-feu Bien identifier les SPOF
• Une architecture 2N sur l’élec peut être mise à défaut si l’on oublie de redonder les pompes ou les GF
Un coup de poing « arrêt d’urgence » mal placé peut compromettre la disponibilité Ne pas négliger/oublier les auxiliaires
• Choix/position de l’éclairage de la salle
• Sécuriser le contrôle commande (onduler les automates, les climatiseurs, secourir les pompes, les GF…)
Garder à l’esprit les obligations/contraintes réglementaires
Norme NFC15-100, ICPE, besoin de PC, Organisme de contrôle…
Choisir le bon mode de refroidissement:
La densification des applications IT véritable challenge:
• Consolidation/virtualisation
• Serveurs multi-cœurs, châssis multi-serveurs
• Augmentation de la fréquence d’horloge des processeurs
Rack
Choisir le bon mode de refroidissement:
Les plages de refroidissement s’élargissent:
• ASHRAE: élargissement des tolérances de température et d’hygrométrie
• CoC Européen des DC: Idem
• Autorise la mise en œuvre simplifiée de solutions de free-cooling
Problèmes rencontrés dans les salles informatiques
● Mélange des flux d’air (chaud et froid) beaucoup trop important :
• Pas d’urbanisation en allées chaudes et froides
• Disposition des armoires de climatisation non optimale
• Disposition aléatoire des dalles perforées
Flux d’air imprévisibles, baisse du rideau d’air chaud,
surconsommation des climatiseurs
Distribution de l’air climatisé difficile !
HAUTEUR RECOMMANDEE DU FAUX PLANCHER
0 20 40 60 80 100 120 140 160
1 2 3 4 5 6 7 8
densité des baies en kW
h a u te u r e n c m
1 ère étape: Séparation drastique des flux d’air (chaud et froid).
● Séparation des allées chaudes et froides
● Pour faciliter une distribution optimale de l’air grâce à la séparation du parcours de l’air en entrée (froid) et en retour (chaud)
● Pose systématique d’obturateurs en face avant des baies pour combler
les espaces vides
Allée chaude – Allée froide
Architecture traditionnelle de la plupart des Data Centers aujourd’hui
Ok pour charges max de < 4kW par baie
Solution: efficace pour des baies moyenne densité
● Au delà de 4kW par baie des changements de flux d‘air sont
constatés.
Plus d’air à travers les dalles
Accroitre la quantité d’air en accroissant la pression dans le faux plancher
=> Plus d’air = Plus d’électricité; plus de pression = Plus d’éléctricité
=>Limite physique des dalles ventilées de faux plancher
Adapter sa solution de refroidissement à la charge IT
Capacité Densité
5kW
10kW
13kW
27kW 20kW
45kW
60 kW
120 kW 4kW /rack
30kW /rack
20kW /rack
10kW /rack 7kW /rack
In Row HACS
400 kW
Le climatiseur de précision dans la rangée:
idéal pour la moyenne et haute densité
● Consommation électrique réduite de 15%
grâce à l’architecture InRow™
● Positionnement du système de refroidissement à la source de chaleur, permettant d’empêcher la
recirculation de l’air chaud dissipé vers les équipements IT sensibles
● Alimentation des ventilateurs amoindrie comparée au système de faux-plancher traditionnel
● Garantie du maintien des températures de consigne des équipements informatiques
● Des ventilateurs qui accélèrent ou ralentissent en
fonction des changements de charge de chaleur IT.
Close-coupled Cooling™
Climatisation In-row
L’air froid est diffusé dans l’allée froide
L’air de l’allée chaude entre par l’arrière, pour
éviter les mélanges Chaleur capturée et
réinjectée dans l’eau glacée
Allée
chaude
Climatiseur InRow
La vitesse variable des ventilateurs optimise l’efficacité en adaptant le flux d’air à la demande dynamique de refroidissement
Unités
InRow
®Peut être mis en œuvre avec
ou sans faux plancher Le flux d’air chaud en provenance des
équipements informatiques est capturé par l’aspiration des climatiseurs et
évite son mélange avec l’air froid
Le flux d’air froid est projeté dans l’allée froide en face avant
des baies La chaleur est
évacuée jusqu’à l’échangeur du
groupe froid
Unité de refroidissement
InRow ®
Le climatiseur Overhead cooling:
s’intègre dans les salles existantes
Dual A-B Power Inputs
Power redundancy &
Micro Channel Heat Exchanger
Improved heat transfer and thermal
performance
Integrated Lighting
Motion activated integrated lighting, replaces room lighting in hot aisle.
Variable Speed Hot Swappable Fans
Rightsizing cooling capacity, energy savings
Rollers
Allows for easy
Comment cela fonctionne-t-il ?
Refrigerant Distribution
Unit (RDU) IT Racks
InRow OA Piping from
RDU to OA Piping from
RDU to Chiller
Containment Curtain Drop Ceiling
OA Frame
M in im u m c e ili n g h e ig h t – 3 .1 m
Système de confinement en allée chaude Vs système de confinement en allée froide
Les 2 approches évitent le mélange de flux d’air chaud et froid. Ce
qui permet de mieux prévoir et d’analyser l’environnement thermique.
L’air chaud dissipé est
confiné dans l’allée chaude
L’air froid est diffusé dans la salle
L’air froid est diffusé dans l’allée froide
L’air chaud est diffusé dans la salle
Architecture du système de confinement en allée froide
● Elimine les mélanges d’air chaud et froid
● Compatible avec un système de climatisation d’ambiance traditionnelle – L’air froid est diffusé par les dalles perforées du faux-plancher
● Le reste de la salle devient une gigantesque gaine de retour d’air chaud
F C
C
C C C
C R A C C R A C
R A N G E E R A N G E E (allée froide)
(plancher)
(plafond)
Confinement d’allée froide
+ Flux froid et chaud séparés
+ Moins de perte de température circuit d‘air froid + Efficacité accrue des climatiseurs de salle
- La température en salle est plus élevée
- Consigne de T°Air Froid plus basse que nécessaire
- T°de retour d’air moins élevée -> baisse de perf d es clims - Si défaillance du refroidissement montée en T°rapi de
☺
☺
☺
☺
Les limites du confinement en allée froide
● Parcours plus long de l’air et plus grande résistance à la pression de l’air – La consommation d’énergie par ventilateur est supérieure
● Température de retour plus basse car l’air chaud est moins concentré – Faible capacité de refroidissement - efficacité énergétique moindre
● Lors d’une défaillance du refroidissement, la circulation de l’air est limitée à l’espace du confinement
● La salle joue le rôle de l’allée chaude = Difficulté à refroidir les autres racks et équipements dans la salle
● Nécessite des températures plus basses de fonctionnement – plus grande consommation d’énergie et période de free cooling limitée
● Pas de modularité ni d’évolutivité - Périmètre de refroidissement variable et
non prédictible
Architecture du système de confinement en allée chaude
● Elimine les mélanges d’air chaud et froid
● Typiquement utilisé avec un refroidissement au niveau de la rangée – l’air chaud est capturé et neutralisé par les unités de refroidissement puis rejeté dans l’allée froide non confinée.
● Il n’est pas nécessaire
d’avoir de faux-plancher
ou de canalisations. Le
reste de la salle devient
une gigantesque gaine
d’air froid
Temperature (deg C)
<24 27.4 30.8 34.3 >37.8
Confinement allée chaude
+ Séparation totale des flux d’air
+ Circuit d’air + court -> - pression -> conso réduite des ventilateurs + T°retour + élévée = Efficacité optimale des climatis eurs
+ Consigne de T°des climatiseurs + élevées = conso d’énergie réduite
+ Environnement prévisible Compatible avec une salle traditionnelle + Si défaillance du système montée en T°moins rapid e
+ Modularité et évolutivité facilité – concept « pay as you grow » Possible jusqu’à 35 kW par baie (voir au-delà)
☺
☺ ☺
☺
Avantages du système de confinement en allée chaude
● Le refroidissement au niveau de la rangée est en circuit fermé – Parcours de l’air court, peu de résistance à la pression de l’air – Consommation d’énergie par ventilateur inférieure
● Température de retour plus élevée – Capacité de refroidissement & efficacité supérieures
● Environnement Haute Densité par rack possible – Toute la chaleur est neutralisée – Pas de limite due aux faux-planchers et dalles perforées
● Environnement prévisible car indépendant des dimensions de la salle et du faux-plancher
● Plus grande circulation de l’air si défaillance du système de refroidissement – volume de l’allée froide significativement plus grand (la salle).
● La salle joue le rôle de l’allée froide, solution flexible qui peut être déployée avec des architectures existantes
● Des températures plus basses de fonctionnement ne sont pas nécessaires – la consommation en énergie est faible, l’utilisation du free cooling est
possible et pour des périodes plus longues
● Solution modulaire & évolutive grâce à l’approche du refroidissement au
Tableau comparatif
Caractéristiques Confinement en allée
chaude
Confinement an allée
froide
Commentaires
Elimine les mélanges d’air
Oui Oui Améliore la prévisibilité et l’efficacité du
refroidissement Déploiement possible
dans des zones de DC existants
Oui Non Confinement de l’allée
chaude neutralise la chaleur Evolutivité vers la
haute densité
Oui Non Limites dûes au système de
faux-plancher Environnement
prévisible
Elevée Limitée Indépendance entre salle et faux-plancher
Température de retour plus élevée
Oui Limitée Plus grande capacité de
refroidissement & d’efficacité Possibilité d’utiliser
le Free cooling
Elevé Limité Plus grandes possibilités
d’utiliser le free cooling
Circulation de l’air Elevée Limitée Plus grand retour d’air
Les solutions de Free-cooling
● Plusieurs solutions existent
● Direct à l’air:
•Introduction de l’air extérieur pour refroidir le DataCenter
● Indirect à l’air
•Utilisation de l’air extérieur pour refroidir le Data Center sans introduction d’air
• EcoBreeze (Complément adiabatique)
● Air/Eau: (Indirect)
•Utilisation de Groupe Froid avec free-cooling intégré, de refroidisseur hybride associé à un échangeur à plaque, ou tour de refroidissement avec échangeur à plaque
● Eau/Eau: Utilisation d’eau de nappe ou de rivière (voir mer) avec échangeur
thermique.
Design et applications free cooling
● Analyse du potentiel free cooling du site heure par heure
● Comparatif des solutions de refroidissement
● Free cooling indirect eau / eau
● Free cooling indirect air / eau
● Définition des architectures et redondances
Site Tunis Country Tunisie
Altitude 0 m Longitude Latitude
Dry bulb Temperature
Max 39,5 °C
Min 0,5 °C
T [°C] Hours
-5 °C<T 0
-5 °C<T< 0 °C 0
0 °C<T< 5 °C 85
5 °C<T< 10 °C 1 117
10 °C<T< 15 °C 2 108
15 °C<T< 20 °C 2 075
20 °C<T< 25 °C 1 736
25 °C<T< 30 °C 1 171
30 °C<T< 35 °C 436
35 °C<T< 40 °C 32
>40°C 0
8 760 Absolute Humidity
Max 19,7 g/kg
Min 3,6 g/kg
WW [g/kg da] Hours
2 g<WW 0
2 g<WW<4g 7
4 g<WW<6g 1 040
6<WW<8g 2 620
8<WW<10g 1 460
10<WW<12g 1 435
12<WW<14g 1 226
14<WW<16g 692
16<WW<18g 244
18<WW<20g 36
8760 Wet bulb Temperature
Max 26,3 °C
Min 0,1 °C
T [°C] Hours
-10 °C<T 0
-10 °C<T< -5 °C 0
-5 °C<T< 0 °C 0
0 °C<T< 5 °C 159
5 °C<T< 10 °C 2 075
10 °C<T< 15 °C 2 552
15 °C<T< 20 °C 2 528
20 °C<T< 25 °C 1 412
25 °C<T< 30 °C 0
8726 Comments:
DBT Hours Distribution
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000
-5 5 15 25 35 45
TWB Hours Distribution
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000
-10 -5 0 5 10 15 20 25
WW Hours Distribution
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
NEWPORT (UK) Outdoor Conditions 10 years average
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
-5 0 5 10 15 20 25 30
Temperature °C
% Relative Humidity
Free cooling Direct à l’air
● Grande variabilité des conditions
● Introduction massive de particules
● Coût important de la filtration (vidéo datacenter Facebook)
● Impact fort sur le contrôle de l’humidité
● Focus sur le PUE mais pas forcement
sur le TCO
Free cooling indirect à l’air:
EcoBreeze
EcoBreeze™
High Level Application
1. L’air chaud des serveurs est canalisé par le système de confinement arrière des racks
2. L’air chaud est alors renvoyé dans le plénum, puis vers la conduite de retour d’air chaud de l’EcoBreeze
3. L’air de l’IT est alors refroidi et renvoyé vers le datacenter au travers des diffuseurs de l’allée froide
EcoBreeze™
EcoBreeze™
Retour d’air chaud depuis le Data Center
37°C-39°C
L’air ambiant froid est pulsé par le
ventilateur
Echangeur de chaleur Indirect entre le flux d’air IT
et extérieurs (mode Adiabatique ou Air-Air)
L’air froid est renvoyé sur l’évaporateur détente direct
puis renvoyé vers le DC
(25°C)
L’air chaud ambiant est
expulsé dans l’atmosphère
Comment cela fonctionne
Cooling Module – Refroidissement adiabatique (evaporative cooling)
● L’eau est pulvérisée sur les tuyaux de l’échangeur
● La chaleur de l’air IT est capturée par évaporation de l’eau au contact de l’échangeur
● Le système maintient la
température de consigne de l’air
IT
Exemple de free-cooling indirect Eau-Eau
● Association Inrow en confinement allée chaude HACS et refroidissement direct par eau de nappe
● Secours par GF
● PUE cible < 1,3
● Récupération de chaleur
Exemple de free cooling indirect Air/Eau Production à Condensation par air
● Association Inrow en
confinement allée chaude HACS et refroidissement par Groupe Froid avec dry cooler free cooling
● Secours par GF
● PUE cible < 1,4
P&EC
Ballon Tampon 100L+
Exp
CIAT LD H 90V LN 25 kW 13°C/18°C 30% MEG
4,8m3/h N+1 Ballon
Tampon 100L+
Exp
C Injection MEG
D InRow RC 300mm 20 kW x (N+1)
en V2V
K7 3kW
13°C
18°C
PLC
TE
TE
Ext
FS
DRY COOLER FC 30% MEG 25kW @ 7°C ext
N
BYPASS DP=CTE
Exemple de free cooling indirect Air/Eau Production à Condensation par eau
● Association Inrow en confinement allée chaude HACS
● Groupe Froid haute
performance (turbocor)
● Refroidisseur Hybride ou Tour
● Echangeur FC
● PUE cible < 1,4
D C B A
Project : Rev.
Page 1 Folio :
2 3 5 6 7 8 9
1 4 10
D C B A
DMDV XXX
Saudi Arabia calque infos visible !!!!
No Document / File No : Variante :
SESA109589D:\AFFAIRES\Sophia_Bulgarie\PID Cooling.vsd Page: Page 124/11/10 18:13 Original Format A3 et ne peuvent être utilisées ou divulguées à des tiers quels qu'ils soient sans son accord écrit. Les appareils représentés sur ce schéma sont en position ouvert désarmés -débrochés -toutes sources coupées.
Seuls nous engagent pour exécution les plans et schémas remis après enregistrement de la commande.
and may neither be used nor disclosed without its prior written consent. diagram are in open position, drawn out, with operating mechanisms discharged and all power sources off.
Only drawings and diagrams remitted after order booking are binding for execution.All devices shown in this
Les informations techniques contenues dans ce document sont la propriété de Schneider Electric High Voltage SA,All technical information contained in this document is the property of Schneider Electric High Voltage SA,
EVAP COND
EVAP COND
EVAP COND
CLOSED CELL COOLING TOWERS N+1
FANS 2x11kW PUMP 1x 5,5kW
TOTAL 27,5kW
PRIMARY PUMP N+1 241m3/h
12m 15kW SECONDARY
PUMP N+1 241m3/h
25m 30 kW
PUMP N+1 290m3/h
20m 30kW
CHILLER N+1 1450kW cool
240kW elec
COOLING PLANT ELECTRICAL ABSORBED POWER
CHILLERS 2x240=480kW Cond PUMP=2x30kW=60kW Prim PUMP=2x15kW=30kW Sec PUMP=2x30kW=60kW TOWER=2x27,5=55kW TOTAL= 685kW GLOBAL PLANT EER 4,23
DN 400 DN 400
DN 200
DN 200 DN 200
DN 200 DN 200 DN 200
DN 200
DN 200
DN 200 DN 300 DN 300
Mettre en place du monitoring:
Sans mesure la performance énergétique n’est pas possible
• Evaluer
• Automatiser (plusieurs centaines de décisions à prendre dans un DC)
• Corriger par des plans d’amélioration, grâce à la connaissance et au suivi des dérives
Gestion des alarmes
• connaître en temps réel l’état de fonctionnement des matériels (GE/GF/TFO/disjoncteurs/UPS/clims…)
Gestion de la performance énergétique
• PUE: être capable d’identifier les sous-ensembles énergivores
• Automatiser le marche/arrêt de certains sous-ensembles
• Intégrer les évolutions de l’environnement extérieur pour piloter finement son infrastructure énergétique
Gestion des équipements IT
• Capacitaire
Enterprise portal Supervision
Supervision
L’intégration la clé de l’optimisation énergétique
PROCESS
& MACHINES
BUILDING CONTROL WHITE SPACE POWER
SECURITY
Supervision
Accès aux données énergétique
“low cost”
Energy
management
services
L’évolution des systèmes de Gestion
Le management de chacun de ces 5 environnements clés
Debut d’environnement répondant à des questions basiques
1
“Facility management”
quasi-system
Les environnements de gestion sont excellents
Amélioration – “séparés mais structurés de facon équivalente”
2
Système de GESTION intégré
