Refroidissement des centres de données tropicaux : Notes techniques sur le terrain

Refroidissement des centres de données tropicaux : commencer par les conditions du site

Réponse rapide

Les plages de refroidissement préliminaires de ZT sont les suivantes :  

• 5–8 kW/baie : climatisation en ligne N+1 ;
• 15–30 kW/baie : refroidissement en ligne avec confinement du flux d’air ;
• 30–50 kW/baie : échangeur thermique monté sur la porte arrière ou une configuration hybride air/liquide ;
• au-delà de 50 kW/baie : refroidissement liquide au niveau des puces comme solution pratique ;
• 100+ kW/baie : refroidissement liquide spécifique au projet, avec vérification séparée du refroidissement résiduel par air.

Note sur le terrain : le fichier météorologique constitue une donnée d’entrée pour la conception

Une demande arrive souvent avec deux lignes : « site tropical » et « température ambiante élevée ». Aucune de ces deux expressions ne correspond à un point de fonctionnement spécifique de l’équipement.

Utilisez le fichier météorologique du projet approuvé. La température sèche influence les équipements côté air et ceux destinés à l’évacuation de chaleur ; la température humide est déterminante là où l’évaporation intervient ; l’humidité fixe le risque de point de rosée. La poussière, l’exposition au sel et les contraintes liées à l’eau peuvent également modifier le choix des équipements. Ne copiez pas les valeurs climatiques d’une autre ville ou d’une brochure générique.

L’ASHRAE Série Datacom fournit des recommandations thermiques, tandis que la Feuille de route verte pour les centres de données de l’IMDA (Singapour) donne le cadre réglementaire. Toutefois, les données météorologiques propres au projet et les limites de fonctionnement des équipements informatiques restent déterminantes pour la conception.

Paramètres de conception à consigner sur une seule feuille

Indiquez les inconnues comme « ouvertes », plutôt que de les masquer dans des hypothèses.

Paramètres relatifs aux équipements informatiques et aux baies

• équipement et charge maximale dans chaque baie ;
• débit d’air des serveurs et conditions d’admission autorisées ;
• couverture par plaque froide et charge résiduelle d’air ;
• poids de la baie, espace de service et charge prévue pour l’expansion.

Données relatives au site et aux services publics

• données approuvées de température sèche, de température humide et d’humidité ;
• enveloppe environnementale intérieure ;
• disponibilité, composition chimique et restrictions relatives à l’eau ;
• redondance, exposition extérieure et emplacement de rejet de chaleur.

Données relatives au contrôle et à la mise en service

• capteurs de point de rosée et logique de réinitialisation du liquide de refroidissement ;
• alarmes de fuite, isolation et stratégie de vidange ;
• charges de test, critères d’acceptation et points de surveillance énergétique.

Charge du rack en premier, puis itinéraire de refroidissement

Lisez ce tableau comme un outil de présélection, non comme un calendrier de sélection. Un rack dense dont seule une partie de la chaleur est captée par les plaques froides peut tout de même imposer une charge importante à l’air ambiant. À l’inverse, une salle à faible densité avec une mauvaise confinement peut présenter des problèmes de température à l’entrée, même si la capacité totale de refroidissement semble suffisante.

Les racks refroidis à liquide de ZT prennent en charge des puissances allant de 30 kW à plus de 100 kW, à l’aide de collecteurs en acier inoxydable 304, de tuyaux en EPDM et de raccords rapides à coupure sèche. Vérifiez la compatibilité du fluide caloporteur ainsi que les limites de pression.

Vérification rapide de la charge issue d’un dossier projet

Effectuez d’abord les calculs au niveau du rack avant d’aborder les quantités d’équipements. La référence Kazakhstan de ZT utilisait trois conteneurs de 40 pieds avec une charge informatique totale de 168 kW répartie sur 24 racks :

Ce résultat se situe dans la fourchette de 5 à 8 kW/rack, où le projet utilisait une climatisation en ligne N+1. Ce calcul ne prouve pas que chaque rack consommait exactement 7 kW. Le planning des racks continue de régir l’écoulement local de l’air et le positionnement des unités.

La même prudence s’applique à une configuration standard de conteneur de 40 pieds. La capacité informatique totale du conteneur est de 40 à 70 kW, et non la densité par rack. Dans la configuration documentée de 40 kW répartis sur huit racks, le résultat est de 5 kW/rack.

La charge totale du conteneur, la charge par rack, la capacité des unités de refroidissement et la capacité thermique de l’unité de distribution de refroidissement (CDU) sont des grandeurs distinctes. Conservez-en des colonnes séparées.

Point de rosée : formaliser explicitement la décision de commande

Le risque de condensation n’est pas éliminé en inscrivant « contrôle de l’humidité » dans la spécification.

Premièrement, identifier toutes les surfaces pouvant être refroidies par la boucle technologique : plaques froides, tuyaux souples, collecteurs, raccords rapides et canalisations exposées. Ensuite, comparer la température minimale attendue de la surface ou du fluide caloporteur avec le point de rosée ambiant en conditions normales de fonctionnement, au démarrage, lors de l’ouverture d’une porte, en cas de défaillance de la commande ou pendant les opérations de maintenance.

La description fonctionnelle de la commande doit répondre à quatre questions :

• Quels capteurs déterminent le point de rosée ambiant ?
• Quelle marge de séparation est requise entre le point de rosée et la température d’alimentation du fluide caloporteur ?
• Le dispositif de conditionnement d’air (CDU) réinitialise-t-il sa température, émet-il une alarme, limite-t-il la charge ou arrête-t-il le débit lorsque la limite est approchée ?
• Que se passe-t-il en cas de défaillance d’un capteur d’humidité ou de température ?

Les réponses sont propres à chaque projet. Elles doivent être compatibles avec les limites matérielles des équipements informatiques. Éviter d’introduire arbitrairement une marge sur le point de rosée simplement parce qu’elle figurait dans une autre conception.

L’isolation peut réduire l’exposition de la surface, mais elle ne constitue pas le seul moyen de maîtrise. Les joints, les vannes et les raccordements d’entretien restent vulnérables. La mise en service doit tester la logique des capteurs et la séquence d’alarme, plutôt que de se limiter à la vérification du fonctionnement en régime stable.

Vérifications du CDU et de l’air résiduel

Le CDU sépare et régule les boucles d’installation et de technologie. La gamme de CDU de ZT s’étend de 200 à 1400 kW, avec une régulation de température côté secondaire à ±1 °C. Une configuration redondante 1+1 (disponible en option) couvre les pompes, les instruments, l’alimentation électrique et les communications.

Le calendrier d’approvisionnement doit préciser la puissance thermique requise aux conditions déclarées de boucle, le fluide caloporteur et les matériaux mouillés, le débit, la pression, la filtration, les systèmes de commande, le sens donné au terme « 1+1 » au niveau des composants, les alimentations électriques, les dispositifs d’isolement et la détection des fuites. Il doit également indiquer la chaleur rejetée par les composants non refroidis par plaque froide. Un centre de données à refroidissement liquide nécessite tout de même un calcul de charge côté air.

Remarques relatives aux équipements côté air

ZT propose des unités directes à expansion directe en rangée de 15 à 62,6 kW et des unités à eau glacée de 32,9 à 61,4 kW, avec un rapport de chaleur sensible supérieur à 95 %. La puissance nominale indiquée sur la plaque signalétique ne correspond pas à la charge réelle requise. Veuillez demander les performances aux conditions du projet, appliquer la redondance et vérifier le rack le plus chaud pendant la maintenance.

Le confinement nécessite un plan indiquant les bouchons, les ouvertures pour câbles et les trajets d’air. Les racks ZT offrent une perforation supérieure à 80 % et une capacité de charge statique de 3 000 kg, sous réserve de confirmation pour le rack proposé.

Vérification croisée des achats

Avant d’accepter une proposition de fournisseur, vérifiez point par point ce qui suit :

• les charges des racks sont indiquées individuellement, et non uniquement sous forme de moyenne ;
• la source météorologique et les conditions de conception sont explicitement nommées ;
• les capacités des équipements sont indiquées aux points de fonctionnement réels du projet ;
• les charges thermiques côté air et côté liquide sont compatibles avec la charge totale IT ;
• la redondance est décrite sous forme de topologie, avec identification précise des composants couverts ;
• la logique de point de rosée intègre les états de défaillance des capteurs et de démarrage ;
• Les matériaux du CDU, le liquide de refroidissement, la filtration et les connecteurs sont compatibles ;
• l’équipement d’évacuation de chaleur comprend des pompes, des systèmes de commande et des charges auxiliaires ;
• les essais en usine couvrent les alarmes, les verrous de sécurité, les fuites et la perte d’un composant redondant ;
• les numéros de certificat et les périmètres correspondent exactement à la configuration proposée.

ZT cite parmi ses certifications ISO 9001, CE, CCC, TUV, RoHS, UL et TIA-942. Vérifiez le périmètre couvert pour l’assemblage proposé.

PUE : précisez la limite avant le chiffre

ZT a enregistré un PUE annuel inférieur à 1,2 pour sa capacité complète de refroidissement liquide par plaque froide en 2024 ; sa documentation indique des valeurs de 1,5 à 2,0 pour les installations classiques refroidies par air. Il s’agit de données mesurées dans des conditions définies, non pas d’une garantie valable pour un site tropical.

Indiquez si le PUE est mesuré ou modélisé, annuel ou instantané, et quels sont les équipements auxiliaires inclus dans la limite. Précisez également le profil de charge, la base météorologique utilisée et la séquence d’évacuation de chaleur. Voir le Document de référence Green Grid sur le PUE . Les objectifs finaux nécessitent un examen spécifique au projet et un plan de mesure convenu.

Questions fréquemment posées

Quel est le meilleur système de refroidissement pour un centre de données tropical ?

Il n’existe pas de système unique optimal. Sélectionnez d’abord l’architecture en fonction de la densité par baie, puis vérifiez sa compatibilité avec les conditions météorologiques sur site, l’humidité, les contraintes hydriques, les limites IT, la redondance et la charge de rejet thermique.

Le refroidissement air en ligne peut-il desservir des baies dédiées à l’IA ?

ZT évalue le refroidissement air en ligne avec confinement pour des puissances de 15 à 30 kW/baie. Entre 30 et 50 kW/baie, examinez le refroidissement par porte arrière ou un système hybride. Au-delà de 50 kW/baie, le refroidissement liquide au niveau des puces constitue la solution pratique.

Le refroidissement direct aux puces supprime-t-il le besoin de refroidissement ambiant ?

Généralement non. Des composants situés en dehors du circuit de la plaque froide peuvent rejeter de la chaleur vers l’air. Quantifiez cette charge résiduelle à partir des fiches techniques IT actuelles.

Comment vérifier le risque de point de rosée ?

Comparez la température minimale prévue du fluide frigorigène ou de la surface avec le point de rosée ambiant dans les états normaux, de démarrage, de défaut et de maintenance. Documentez les emplacements des capteurs, la logique de réinitialisation, les alarmes et les actions en cas de défaillance.

Quelles capacités de CDU ZT mentionne-t-il ?

ZT propose des unités de distribution de puissance (CDU) de 200 à 1400 kW, un contrôle de la température côté secondaire à ±1 °C et une configuration redondante 1+1 disponible pour les pompes, les instruments, l’alimentation électrique et les communications.

ZT peut-il garantir un PUE annuel inférieur à 1,2 sur un site chaud ?

Aucune garantie universelle ne découle du résultat enregistré. ZT a atteint un PUE annuel inférieur à 1,2 en 2024 avec une capacité complète de refroidissement liquide par plaque froide, mais un objectif de projet exige des limites définies, une base météorologique, un profil de charge, un modèle système et une méthode de mesure.

Que doit fournir un acheteur pour le premier examen technique ?

Fournissez le calendrier des bacs, la liste du matériel, la répartition thermique air/liquide, les limites de fonctionnement, les données météorologiques approuvées, les informations relatives à l’eau, les exigences en matière de redondance, la disposition du site et l’approche privilégiée d’évacuation de la chaleur.

Trois points clés

• Utilisez le fichier météorologique approuvé et le calendrier des bacs. Les termes « tropical » et « puissance moyenne par bac en kW » ne constituent pas des entrées de conception suffisantes.
• Traitez le point de rosée comme une séquence de commande. Identifiez les capteurs, les seuils, les actions de réinitialisation, les alarmes et les états de défaillance.
• Harmoniser l’ensemble du circuit thermique. La charge informatique, la charge résiduelle d’air, la puissance utile du CDU et le rejet thermique extérieur doivent être cohérents avant toute commande d’équipement.

À PROPOS DE ZT

Fondée en 2009, ZT (ZheJiang ZhiTing Information Technology Co., Ltd) conçoit et fabrique des infrastructures de centres de données préfabriqués dans une usine de production de 30 000 m² située dans la province du Zhejiang, en Chine, avec plus de 200 collaborateurs. ZT fabrique des CDU, des systèmes de refroidissement en ligne, des onduleurs (UPS), des baies et des solutions DCIM, et propose la série NEBULA de micro-modules refroidis par liquide. Ses certifications incluent les normes ISO 9001, CE, CCC, TÜV, RoHS, UL et TIA-942.

Discuter des paramètres de conception avec ZT

Envoyer la liste des baies, les limites de fonctionnement IT, le fichier météorologique, les informations relatives à l’eau, l’objectif de redondance et les contraintes de rejet thermique. L’équipe d’ingénierie de ZT peut analyser les options de refroidissement par air, hybride ou liquide, en fonction de ces paramètres déclarés.

Demandez une consultation technique , examiner les propositions de ZT les produits de refroidissement liquide , ou consulter les ressources suivantes solution de centre de données conteneurisé .

Sources

• Série Datacom ASHRAE
• Feuille de route verte pour les centres de données de l’IMDA (Singapour)
• Open Compute Project : Solutions avancées de refroidissement
• Document blanc du TIA sur le refroidissement liquide
• The Green Grid : PUE — Une analyse complète