FR3099814A1 - Heat recovery installation and process - Google Patents
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Abstract
Installation et procédé de récupération de chaleur Installation de récupération de chaleur (10), comprenant une enceinte (12) configurée pour recevoir au moins une partie (23i) d’un ensemble producteur de chaleur (20) tel qu’un ensemble électronique ou informatique, l’installation comprenant en outre un système hydraulique de refroidissement (30) de l’ensemble producteur de chaleur (20), configuré pour transmettre la chaleur récupérée par un fluide caloporteur sur l’ensemble producteur de chaleur (20) à un module thermique (50), et un dispositif de récupération auxiliaire (40) configuré pour transmettre au module thermique (50) la chaleur récupérée de l’air à l’intérieur de l’enceinte (12). Figure pour l’abrégé : Fig. 1.Heat recovery installation and method Heat recovery installation (10), comprising an enclosure (12) configured to receive at least a part (23i) of a heat producing assembly (20) such as an electronic or computer assembly , the installation further comprising a hydraulic cooling system (30) of the heat-producing assembly (20), configured to transmit the heat recovered by a coolant on the heat-producing assembly (20) to a thermal module (50), and an auxiliary recovery device (40) configured to transmit to the thermal module (50) the heat recovered from the air inside the enclosure (12). Figure for the abstract: Fig. 1.
Description
Le présent exposé concerne le domaine de l’énergie, et plus particulièrement de la production et de la récupération de chaleur. Le présent exposé vise notamment une installation et un procédé de récupération de chaleur, la chaleur ainsi récupérée pouvant être réemployée, par exemple à des fins domestiques, collectives ou industrielles.This presentation concerns the field of energy, and more particularly the production and recovery of heat. The present presentation relates in particular to an installation and a process for recovering heat, the heat thus recovered being able to be reused, for example for domestic, collective or industrial purposes.
Ces dernières années, le développement des unités de serveurs informatiques et des centres de calcul s’est accompagné de l’implantation de grands complexes abritant plusieurs dizaines, centaines, voire milliers d’unités de calculs et de systèmes informatiques. Le refroidissement de ces systèmes, auparavant géré localement et à petite échelle, est naturellement devenu un problème à traiter de manière globale au vu des consommations électriques considérables et donc des grandes quantités de chaleur à évacuer.In recent years, the development of computer server units and computing centers has been accompanied by the establishment of large complexes housing several tens, hundreds, even thousands of computing units and computer systems. The cooling of these systems, previously managed locally and on a small scale, has naturally become a problem to be addressed globally in view of the considerable electrical consumption and therefore the large quantities of heat to be evacuated.
En parallèle, les préoccupations écologiques et économiques encouragent à récupérer des calories qui seraient, sinon, perdues. Dans cette perspective, la demande de brevet FR 3 015 645 A1 divulgue un dispositif de chauffage dans lequel un serveur informatique est immergé dans une cuve contenant un liquide à chauffer. Cependant, aussi bien cette configuration que les autres tentatives qui ont pu être faites en la matière peuvent encore être améliorées, notamment du point de vue des contraintes d’installation et de l’efficacité énergétique. Il existe donc un besoin pour un nouveau type d’installation de récupération de chaleur.At the same time, ecological and economic concerns encourage the recovery of calories that would otherwise be lost. In this perspective, patent application FR 3 015 645 A1 discloses a heating device in which a computer server is immersed in a tank containing a liquid to be heated. However, both this configuration and other attempts that have been made in this area can still be improved, particularly from the point of view of installation constraints and energy efficiency. There is therefore a need for a new type of heat recovery installation.
A cet effet, le présent exposé concerne une installation de récupération de chaleur, comprenant une enceinte configurée pour recevoir au moins une partie d’un ensemble producteur de chaleur tel qu’un ensemble électronique ou informatique, l’installation comprenant en outre un système hydraulique de refroidissement de l’ensemble producteur de chaleur, configuré pour transmettre la chaleur récupérée par un fluide caloporteur sur l’ensemble producteur de chaleur à un module thermique, et un dispositif de récupération auxiliaire configuré pour transmettre au module thermique la chaleur récupérée de l’air à l’intérieur de l’enceinte.To this end, the present presentation relates to a heat recovery installation, comprising an enclosure configured to receive at least part of a heat-producing assembly such as an electronic or computer assembly, the installation further comprising a hydraulic system of the heat generating assembly, configured to transmit the heat recovered by a heat transfer fluid on the heat generating assembly to a thermal module, and an auxiliary recovery device configured to transmit to the thermal module the heat recovered from the air inside the enclosure.
Au sens du présent exposé, un ensemble producteur de chaleur est un ensemble dont le fonctionnement produit une énergie thermique. Cette énergie thermique doit généralement être dissipée ; on cherche, en l’occurrence, à la récupérer. Par récupérer, au sens du présent exposé, on entend recueillir au moins une partie de la chaleur, qui autrement serait perdue, dans le but de la réutiliser.Within the meaning of this presentation, a heat-producing assembly is an assembly whose operation produces thermal energy. This thermal energy must generally be dissipated; in this case, we are trying to recover it. By recovering, within the meaning of the present disclosure, is meant collecting at least a part of the heat, which otherwise would be lost, with the aim of reusing it.
L’enceinte désigne toute partie fermée ou quasi-fermée. L’enceinte peut être étanche en tout ou partie, notamment étanche aux gaz. L’enceinte vise à limiter les échanges thermiques, notamment par convection et rayonnement, entre l’intérieur de l’enceinte et l’extérieur de l’enceinte. L’enceinte peut être un boîtier, un carter, un conteneur, une armoire informatique. Au moins une partie de l’ensemble producteur de chaleur, voire tout l’ensemble producteur de chaleur, se trouve à l’intérieur de l’enceinte. En outre, le dispositif de récupération auxiliaire peut se trouver également à l’intérieur de l’enceinte. Au cas où l’enceinte comprend une pluralité de compartiments, on comprend que ladite partie et le dispositif de récupération auxiliaire sont dans le même compartiment, ou en tout cas disposés de sorte que ladite partie chauffe l’air dont le dispositif de récupération auxiliaire récupère la chaleur.The enclosure designates any closed or quasi-closed part. The enclosure may be completely or partially sealed, in particular gas-tight. The containment aims to limit heat exchange, in particular by convection and radiation, between the interior of the containment and the exterior of the containment. The enclosure can be a box, a casing, a container, a computer cabinet. At least a portion of the heat generating assembly, if not all of the heat generating assembly, is located inside the enclosure. In addition, the auxiliary recovery device may also be located inside the enclosure. In the event that the enclosure comprises a plurality of compartments, it is understood that said part and the auxiliary recovery device are in the same compartment, or in any case arranged so that said part heats the air from which the auxiliary recovery device recovers the heat.
Le système hydraulique de refroidissement est prévu pour refroidir l’ensemble producteur de chaleur, c’est-à-dire récupérer de la chaleur produite par l’ensemble producteur de chaleur et la transmettre, en l’occurrence au module thermique. Plus précisément, la chaleur est récupérée et transmise par un fluide caloporteur, ici un liquide, circulant dans le système hydraulique de refroidissement. De manière générale, par hydraulique, on entend utilisant un fluide à l’état liquide.The hydraulic cooling system is provided for cooling the heat-producing assembly, that is to say recovering the heat produced by the heat-producing assembly and transmitting it, in this case to the thermal module. More precisely, the heat is recovered and transmitted by a heat transfer fluid, here a liquid, circulating in the hydraulic cooling system. In general, by hydraulics, we mean using a fluid in the liquid state.
Le système hydraulique de refroidissement assure le refroidissement principal de l’ensemble producteur de chaleur. A cette fin, l’ensemble producteur de chaleur peut être en contact avec le système hydraulique de refroidissement, voire le système hydraulique de refroidissement peut être intégré au moins en partie à l’ensemble producteur de chaleur. Ainsi, dans certains modes de réalisation, le fluide caloporteur peut circuler dans un premier tronçon du système hydraulique de refroidissement, interne à l’ensemble producteur de chaleur, puis passer dans un deuxième tronçon du système hydraulique de refroidissement, externe à l’ensemble producteur de chaleur. Par exemple, le système hydraulique de refroidissement peut comprendre un circuit, aussi appelé circuit de récupération, ledit circuit étant éventuellement fermé, passant par l’ensemble producteur de chaleur et le module thermique, et dans lequel circule le fluide caloporteur.The hydraulic cooling system provides the main cooling for the heat generating assembly. To this end, the heat-producing assembly may be in contact with the hydraulic cooling system, or even the hydraulic cooling system may be integrated at least in part into the heat-producing assembly. Thus, in certain embodiments, the heat transfer fluid can circulate in a first section of the hydraulic cooling system, internal to the heat-producing assembly, then pass into a second section of the hydraulic cooling system, external to the producing assembly. heat. For example, the hydraulic cooling system may comprise a circuit, also called a recovery circuit, said circuit possibly being closed, passing through the heat-producing assembly and the thermal module, and in which the heat transfer fluid circulates.
Le module thermique peut comprendre un ou plusieurs appareils assurant une fonction d’échange thermique, de sorte que le module thermique est apte à récupérer la chaleur qui lui est transmise par le fluide caloporteur via le système hydraulique de refroidissement. Malgré son appellation, le module thermique peut comprendre un convertisseur configuré pour convertir la chaleur apportée par le système hydraulique de refroidissement et/ou par le dispositif de récupération auxiliaire en une autre forme d’énergie.The thermal module may include one or more devices providing a heat exchange function, so that the thermal module is able to recover the heat transmitted to it by the heat transfer fluid via the hydraulic cooling system. Despite its name, the thermal module may include a converter configured to convert the heat supplied by the hydraulic cooling system and/or by the auxiliary recovery device into another form of energy.
Le dispositif de récupération auxiliaire est un dispositif distinct du système hydraulique de refroidissement. Le dispositif de récupération auxiliaire est apte à récupérer la chaleur de l’air à l’intérieur de l’enceinte et à transmettre la chaleur ainsi récupérée au module thermique, par exemple via le système hydraulique de refroidissement, auquel cas l’installation comprend un circuit hydraulique unique, ou via un autre système de transmission de chaleur.The auxiliary recovery device is a separate device from the hydraulic cooling system. The auxiliary recovery device is able to recover the heat from the air inside the enclosure and to transmit the heat thus recovered to the thermal module, for example via the hydraulic cooling system, in which case the installation comprises a single hydraulic circuit, or via another heat transmission system.
Grâce à une telle installation de récupération de chaleur, la chaleur produite par l’ensemble producteur de chaleur est récupérée en premier lieu par chauffage direct du fluide caloporteur. La chaleur résiduelle émise par la partie qui se trouve dans l’enceinte, et qui n’est pas récupérée par le système hydraulique de refroidissement, est tout de même récupérée, en deuxième lieu, par le dispositif de récupération auxiliaire. Ainsi, l’installation couple avantageusement la récupération par un liquide et la récupération par l’air, ce qui accroît son rendement. En outre, l’installation reste simple dans la mesure où la chaleur récupérée par le système hydraulique de refroidissement et la chaleur récupérée par le dispositif de récupération auxiliaire sont transmises à un même module thermique.Thanks to such a heat recovery installation, the heat produced by the heat-producing assembly is first recovered by direct heating of the heat transfer fluid. The residual heat emitted by the part located in the enclosure, and which is not recovered by the hydraulic cooling system, is still recovered, secondly, by the auxiliary recovery device. Thus, the installation advantageously couples recovery by a liquid and recovery by air, which increases its efficiency. In addition, the installation remains simple insofar as the heat recovered by the hydraulic cooling system and the heat recovered by the auxiliary recovery device are transmitted to the same thermal module.
Dans certains modes de réalisation, l’enceinte est configurée pour recevoir au moins une première partie de l’ensemble producteur de chaleur, telle qu’une alimentation électrique, et le système hydraulique de refroidissement est configuré pour refroidir au moins une deuxième partie de l’ensemble producteur de chaleur, telle qu’une unité de traitement électronique ou informatique.In some embodiments, the enclosure is configured to receive at least a first portion of the heat generating assembly, such as a power supply, and the hydraulic cooling system is configured to cool at least a second portion of the heat-producing assembly, such as an electronic or computer processing unit.
En général, les unités de traitement électroniques ou informatiques, telles que les ordinateurs et les serveurs de calcul, disposent de leur propre refroidissement à l’eau ou au moyen d’un autre fluide. Toutefois, un tel refroidissement n’est pas disponible sur les alimentations électriques de ces ordinateurs et serveurs. Ainsi, en logeant dans l’enceinte les alimentations électriques, ou plus généralement une première partie de l’ensemble producteur de chaleur, il est possible de récupérer la chaleur produite par cette première partie même si elle n’est pas refroidie par le fluide caloporteur.In general, electronic or computer processing units, such as computers and calculation servers, have their own cooling with water or by means of another fluid. However, such cooling is not available on the power supplies of these computers and servers. Thus, by housing the electrical power supplies, or more generally a first part of the heat-producing assembly, in the enclosure, it is possible to recover the heat produced by this first part even if it is not cooled by the heat transfer fluid. .
Dans certains modes de réalisation, le module thermique est configuré pour évacuer la chaleur qui lui est transmise vers un circuit de consommation. Un circuit de consommation est un circuit de consommation de chaleur ou plus largement de consommation d’énergie. Un tel circuit de consommation peut être utilisé pour de nombreuses applications, par exemple : chauffage d’un processus industriel, chauffage d’un bâtiment, chauffage d’une eau pour une piscine ou un bassin, chauffage d’eau chaude sanitaire, etc. Le circuit de consommation peut être un circuit hydraulique.In certain embodiments, the thermal module is configured to evacuate the heat which is transmitted to it towards a consumption circuit. A consumption circuit is a heat consumption circuit or more broadly an energy consumption circuit. Such a consumption circuit can be used for many applications, for example: heating an industrial process, heating a building, heating water for a swimming pool or basin, heating domestic hot water, etc. The consumption circuit can be a hydraulic circuit.
Dans certains modes de réalisation, le module thermique comprend au moins un échangeur de chaleur. L’échangeur de chaleur peut être prévu pour échanger la chaleur entre le système hydraulique de refroidissement, plus précisément le fluide caloporteur, et le circuit de consommation.In some embodiments, the thermal module includes at least one heat exchanger. The heat exchanger can be provided to exchange heat between the hydraulic cooling system, more specifically the heat transfer fluid, and the consumption circuit.
Dans certains modes de réalisation, le module thermique comprend au moins un ballon de stockage. Le ballon de stockage peut être configuré pour stocker de l’énergie, notamment de l’énergie thermique, par exemple sous la forme de fluide caloporteur (ou un autre fluide) à une certaine température. Le ballon de stockage permet de stocker ou de délivrer des calories pour compenser la différence entre la chaleur reçue par le module thermique, notamment en provenance du système hydraulique de refroidissement et du dispositif de récupération auxiliaire, et l’énergie évacuée ou fournie par le module thermique, par exemple au circuit de consommation. Le ballon de stockage peut être un ballon de stockage stratifié, dont un exemple sera décrit plus en détail par la suite.In certain embodiments, the thermal module comprises at least one storage tank. The storage tank can be configured to store energy, in particular thermal energy, for example in the form of heat transfer fluid (or another fluid) at a certain temperature. The storage tank makes it possible to store or deliver calories to compensate for the difference between the heat received by the thermal module, in particular from the hydraulic cooling system and the auxiliary recovery device, and the energy evacuated or supplied by the module heat, for example to the consumption circuit. The storage tank may be a laminated storage tank, an example of which will be described in more detail later.
Dans certains modes de réalisation, le dispositif de récupération auxiliaire comprend au moins l’un d’un aérotherme, un échangeur de chaleur et une pompe à chaleur. Un aérotherme est l’assemblage d’un ventilateur et d’un échangeur liquide-air. Un échangeur de chaleur peut être un échangeur liquide-air ou gaz-air. Une pompe à chaleur est un dispositif permettant de transmettre de l’énergie thermique d’une source froide vers une source chaude, en refroidissant la source froide et en réchauffant la source chaude.In some embodiments, the auxiliary recovery device includes at least one of an air heater, a heat exchanger, and a heat pump. A unit heater is the assembly of a fan and a liquid-air exchanger. A heat exchanger can be a liquid-air or gas-air exchanger. A heat pump is a device for transmitting thermal energy from a cold source to a hot source, cooling the cold source and heating the hot source.
Dans certains modes de réalisation, le système hydraulique de refroidissement comprend un circuit de récupération muni d’au moins une pompe et/ou d’au moins une vanne, et l’installation de récupération de chaleur comprend une unité de commande configurée pour commander l’état de ladite pompe et/ou de ladite vanne. Par vanne, on entend aussi bien une vanne à proprement parler qu’une valve, un clapet, une soupape, etc. L’unité de commande permet, en commandant l’état d’au moins une pompe et/ou une vanne, de réguler la récupération de chaleur en fonction de la production de chaleur par l’ensemble producteur de chaleur et l’évacuation ou accumulation de chaleur par le module thermique. La régulation peut être plus ou moins fine selon le nombre de pompes et de vannes dans le circuit de récupération.In certain embodiments, the hydraulic cooling system comprises a recovery circuit provided with at least one pump and/or at least one valve, and the heat recovery installation comprises a control unit configured to control the state of said pump and/or said valve. By valve, we mean both a valve strictly speaking and a valve, a valve, a valve, etc. The control unit makes it possible, by controlling the state of at least one pump and/or one valve, to regulate the heat recovery according to the production of heat by the heat-producing assembly and the evacuation or accumulation of heat by the thermal module. The regulation can be more or less fine depending on the number of pumps and valves in the recovery circuit.
Dans certains modes de réalisation, le système hydraulique de refroidissement est configuré pour permettre la circulation du fluide caloporteur par convection naturelle. Dans ces modes de réalisation, il peut être prévu une unité de commande configurée pour commander la puissance thermique apportée au et/ou prélevée sur le système hydraulique de refroidissement, donc la différence de température entre sa partie relativement chaude et sa partie relativement froide, donc le débit du fluide caloporteur résultant de la convection naturelle.In certain embodiments, the hydraulic cooling system is configured to allow circulation of the heat transfer fluid by natural convection. In these embodiments, there may be provided a control unit configured to control the thermal power supplied to and/or taken from the hydraulic cooling system, therefore the temperature difference between its relatively hot part and its relatively cold part, therefore the flow of heat transfer fluid resulting from natural convection.
Dans certains modes de réalisation, l’enceinte est munie d’une structure interne configurée pour favoriser la récupération de la chaleur de l’air par le dispositif de récupération auxiliaire. Par exemple, la structure interne de l’enceinte peut être configurée pour limiter les recirculations locales d’air à l’intérieur de l’enceinte. Alternativement ou en complément, la structure interne de l’enceinte peut être configurée pour provoquer une accumulation d’air relativement chaud à proximité du dispositif de récupération de chaleur. Alternativement ou en complément, la structure interne peut être configurée pour limiter et/ou supprimer les circulations d’air non désirées entre les composants. Alternativement ou en complément, la structure interne peut être configurée pour définir à l’intérieur de l’enceinte au moins une zone d’air relativement froid et au moins une zone d’air relativement chaud, séparées les unes des autres. Alternativement ou en complément, la structure interne peut être configurée pour canaliser la circulation d’air entre ces zones pour améliorer la captation de chaleur par l’air relativement froid la partie de l’ensemble producteur de chaleur qui se trouve à l’intérieur de l’enceinte, et pour ramener cet air relativement chaud (air froid réchauffé) vers le dispositif de récupération auxiliaire.In some embodiments, the enclosure is provided with an internal structure configured to promote the recovery of heat from the air by the auxiliary recovery device. For example, the internal structure of the enclosure can be configured to limit local air recirculation inside the enclosure. Alternatively or in addition, the internal structure of the enclosure can be configured to cause an accumulation of relatively hot air near the heat recovery device. Alternatively or in addition, the internal structure can be configured to limit and/or eliminate unwanted air circulation between the components. Alternatively or in addition, the internal structure can be configured to define inside the enclosure at least one relatively cold air zone and at least one relatively hot air zone, separated from each other. Alternatively or in addition, the internal structure can be configured to channel the air circulation between these zones to improve the capture of heat by the relatively cold air the part of the heat producing assembly which is inside the enclosure, and to return this relatively warm air (heated cold air) to the auxiliary recovery device.
Dans certains modes de réalisation, l’enceinte est pourvue de moyens d’isolation thermique pour limiter les échanges thermiques à travers les parois de l’enceinte. Comme indiqué précédemment, il est souhaitable de limiter les pertes de chaleur vers l’extérieur de l’enceinte, c’est-à-dire l’évacuation de chaleur à l’exception de celle récupérée par le dispositif de récupération auxiliaire voire par le système hydraulique de refroidissement, notamment par convection ou rayonnement.In some embodiments, the enclosure is provided with thermal insulation means to limit heat exchanges through the walls of the enclosure. As indicated above, it is desirable to limit heat loss to the outside of the enclosure, i.e. the evacuation of heat with the exception of that recovered by the auxiliary recovery device or even by the hydraulic cooling system, in particular by convection or radiation.
Le présent exposé concerne également un procédé de récupération de la chaleur produite par un ensemble producteur de chaleur tel qu’un ensemble électronique ou informatique, au moins une partie dudit ensemble étant reçue dans une enceinte, le procédé comprenant la transmission, à un module thermique, de la chaleur récupérée sur ledit ensemble par un fluide caloporteur circulant dans un système hydraulique de refroidissement, et la transmission au module thermique de la chaleur récupérée de l’air à l’intérieur de l’enceinte par un dispositif de récupération auxiliaire. Ce procédé peut être mis en œuvre au moyen de l’installation de récupération de chaleur précédemment décrite.This presentation also relates to a method for recovering the heat produced by a heat-producing assembly such as an electronic or computer assembly, at least part of said assembly being received in an enclosure, the method comprising the transmission, to a thermal module , heat recovered on said assembly by a heat transfer fluid circulating in a hydraulic cooling system, and the transmission to the thermal module of the heat recovered from the air inside the enclosure by an auxiliary recovery device. This process can be implemented using the heat recovery installation described above.
Dans certains modes de réalisation, le module thermique comprend au moins un ballon de stockage et au moins un échangeur de chaleur configuré pour échanger la chaleur du fluide caloporteur avec un circuit de consommation, et les flux depuis et vers le ballon de stockage sont adaptés en fonction de la différence entre la puissance consommée par le circuit de consommation et la puissance thermique transmise au module thermique depuis l’ensemble producteur de chaleur. L’adaptation peut être réalisée par l’unité de commande précédemment décrite, en combinaison éventuellement avec des pompes, vannes et/ou autres organes hydrauliques. La puissance thermique transmise au module thermique depuis l’ensemble producteur de chaleur peut recouvrir la puissance thermique récupérée par le système hydraulique de refroidissement et la puissance thermique récupérée par le dispositif de récupération auxiliaire.In certain embodiments, the thermal module comprises at least one storage tank and at least one heat exchanger configured to exchange the heat of the heat transfer fluid with a consumption circuit, and the flows from and to the storage tank are adapted in function of the difference between the power consumed by the consumption circuit and the thermal power transmitted to the thermal module from the heat-producing assembly. The adaptation can be carried out by the control unit previously described, possibly in combination with pumps, valves and/or other hydraulic components. The thermal power transmitted to the thermal module from the heat producing assembly can overlap the thermal power recovered by the hydraulic cooling system and the thermal power recovered by the auxiliary recovery device.
L’invention et ses avantages seront mieux compris à la lecture de la description détaillée qui suit, de modes de réalisation donnés à titre d’exemples non limitatifs. Cette description se réfère aux dessins annexés, sur lesquels :The invention and its advantages will be better understood on reading the following detailed description of embodiments given by way of non-limiting examples. This description refers to the accompanying drawings, in which:
La figure 1 illustre schématiquement une installation de récupération de chaleur 10 (également dénommée « installation 10 ») selon un mode de réalisation. L’installation 10 comprend une enceinte 12. En l’espèce, l’enceinte 12 prend une forme analogue à une armoire électrique ou informatique, parfois désignée par le terme anglais « cabinet ». Selon un exemple, l’enceinte 12 peut être formée par les parois d’une baie informatique. L’enceinte 12 peut avoir un format qui la rend apte à être déplacée et/ou à être installée dans une salle ou un local. L’enceinte 12 est configurée pour isoler l’intérieur 14 de l’enceinte 12 du milieu extérieur 16 à l’enceinte, en particulier pour limiter l’entrée et la sortie d’air ainsi que le rayonnement. Par exemple, l’enceinte 12 peut être pourvue de moyens d’isolation thermique 18 pour limiter les échanges thermiques à travers les parois de l’enceinte 12. En l’espèce, les moyens d’isolation thermique peuvent être des mousses par exemple à base de néoprène ou de verre, de la laine de verre ou de roche, ou tout matériau jugé adéquat par l’homme du métier. Par exemple, les moyens d’isolation thermique 18 peuvent être prévus sous forme de panneaux fixés sur la paroi de l’enceinte 12.FIG. 1 schematically illustrates a heat recovery installation 10 (also called “installation 10”) according to one embodiment. The installation 10 comprises an enclosure 12. In this case, the enclosure 12 takes a form similar to an electrical or computer cabinet, sometimes referred to by the English term “cabinet”. According to one example, the enclosure 12 can be formed by the walls of a computer bay. The enclosure 12 can have a format which makes it suitable for being moved and/or for being installed in a room or a room. The enclosure 12 is configured to isolate the interior 14 of the enclosure 12 from the environment 16 outside the enclosure, in particular to limit the entry and exit of air as well as radiation. For example, the enclosure 12 can be provided with thermal insulation means 18 to limit the heat exchanges through the walls of the enclosure 12. In this case, the thermal insulation means can be foams, for example with neoprene or glass base, glass or rock wool, or any material deemed suitable by those skilled in the art. For example, the thermal insulation means 18 can be provided in the form of panels fixed to the wall of the enclosure 12.
Comme indiqué précédemment, l’enceinte 12 est configurée pour recevoir au moins une partie d’un ensemble producteur de chaleur 20. En l’espèce, comme illustré sur la figure 1, l’ensemble producteur de chaleur 20 entier est logé à l’intérieur de l’enceinte 12.As previously indicated, the enclosure 12 is configured to receive at least a portion of a heat generating assembly 20. In this case, as illustrated in Figure 1, the entire heat generating assembly 20 is housed at the interior of enclosure 12.
Dans ce mode de réalisation, l’ensemble producteur de chaleur 20 comprend au moins un rack ou platine, ici une pluralité de racks 22a, 22b, …, 22m. Un premier rack 22a comprend une alimentation électrique 23a et au moins une unité de traitement électronique ou informatique, en l’occurrence n cartes informatiques (ou plus simplement cartes) 22a1, 22a2, …, 22an. Un deuxième rack 22b comprend une alimentation électrique 23b et au moins une unité de traitement électronique ou informatique, en l’occurrence n cartes informatiques 22b1, 22b2, …, 22bn. Un m-ème rack 22m comprend une alimentation électrique 23m et au moins une unité de traitement électronique ou informatique, en l’occurrence n cartes informatiques 22m1, 22m2, …, 22mn. Dans le cas général, un i-ème rack 22i est indexé par l’indice i. L’alimentation électrique 23i d’un rack 22i alimente les cartes 22i1, 22i2, …, 22in de ce rack.In this embodiment, the heat-producing assembly 20 comprises at least one rack or plate, here a plurality of racks 22a, 22b, ..., 22m. A first rack 22a comprises a power supply 23a and at least one electronic or computer processing unit, in this case n computer cards (or more simply cards) 22a1, 22a2, ..., 22an. A second rack 22b comprises a power supply 23b and at least one electronic or computer processing unit, in this case n computer cards 22b1, 22b2, ..., 22bn. An m-th 22m rack includes a 23m power supply and at least one electronic or computer processing unit, in this case n computer cards 22m1, 22m2, …, 22mn. In the general case, an i-th rack 22i is indexed by the index i. The 23i power supply of a 22i rack supplies the 22i1, 22i2, …, 22in cards of this rack.
Bien que, dans ce mode de réalisation, les racks 22i soient similaires les uns aux autres, l’ensemble producteur de chaleur 20 pourrait avoir une configuration différente. Par exemple, les cartes informatiques 22a1, 22a2, …, 22an, 22b1, 22b2, …, 22bn, 22m1, 22m2, …, 22mn (ci-après abrégé en 22ij, i étant l’indice désignant le rack et j l’indice désignant la carte informatique) pourraient ne pas être organisées en racks ; le nombre d’alimentations électriques pourrait ne pas correspondre au nombre de racks ; les racks 22i pourraient avoir un nombre n de cartes informatiques différent les uns des autres ; les cartes informatiques 22ij peuvent être identiques les unes aux autres ou différentes les unes des autres, et ce au sein d’un même rack et/ou d’un rack à l’autre.Although in this embodiment the racks 22i are similar to each other, the heat generating assembly 20 could have a different configuration. For example, computer cards 22a1, 22a2, …, 22an, 22b1, 22b2, …, 22bn, 22m1, 22m2, …, 22mn (hereinafter abbreviated to 22ij, i being the index designating the rack and j the index designating the computer card) may not be organized in racks; the number of power supplies may not correspond to the number of racks; the 22i racks could have a different number n of computer cards from each other; 22ij computer cards can be identical to each other or different from each other, within the same rack and/or from one rack to another.
Les cartes informatiques 22ij peuvent être utilisées pour tout traitement informatique, par exemple le stockage de données, le traitement de calcul, les calculs de minage de blockchain, etc.22ij computer cards can be used for any computer processing such as data storage, computational processing, blockchain mining calculations, etc.
Lors de leur fonctionnement, les alimentations 23i ainsi que les cartes informatiques contenues dans les racks 22i émettent de la chaleur, qui provient des pertes par effet Joule au sein de leurs composants. De ce fait, l’ensemble 20 forme bien un ensemble producteur de chaleur, et plus particulièrement un ensemble informatique. Cependant, le présent exposé s’applique également pour d’autres exemples d’ensemble producteur de chaleur.During their operation, the 23i power supplies as well as the computer cards contained in the 22i racks emit heat, which comes from Joule effect losses within their components. As a result, the assembly 20 indeed forms a heat-producing assembly, and more particularly a computer assembly. However, this description also applies to other examples of heat-producing assemblies.
On note que, dans ce mode de réalisation, l’enceinte 12 reçoit au moins une première partie de l’ensemble producteur de chaleur 20, à savoir les alimentations électriques 23i. En l’occurrence, l’enceinte 12 reçoit, de surcroît, les unités de traitement électronique ou informatique que forment les cartes informatiques 22ij. Cependant, les cartes informatiques 22ij pourraient être prévues en dehors de l’enceinte 12.It is noted that, in this embodiment, the enclosure 12 receives at least a first part of the heat-producing assembly 20, namely the power supplies 23i. In this case, the enclosure 12 receives, in addition, the electronic or computer processing units formed by the computer cards 22ij. However, the computer cards 22ij could be provided outside the enclosure 12.
Comme indiqué précédemment, l’installation 10 comprend en outre un système hydraulique de refroidissement 30 de l’ensemble producteur de chaleur 20. Dans ce mode de réalisation, le système hydraulique de refroidissement 30 comprend un circuit 32 (ou circuit de récupération 32) dans lequel circule un fluide caloporteur à l’état liquide, par exemple de l’eau, avec ou sans adjuvant, ou tout autre fluide adapté au transport d’énergie thermique avec ou sans changement d’état. La pression du fluide dans le circuit 32 peut être de l’ordre de quelques bars, par exemple inférieure ou égale à 3 bars. Un capteur de pression (non illustré) peut être prévu sur le circuit 32 afin de détecter toute fuite ou surpression.As indicated previously, the installation 10 further comprises a hydraulic system 30 for cooling the heat-producing assembly 20. In this embodiment, the hydraulic cooling system 30 comprises a circuit 32 (or recovery circuit 32) in which circulates a heat transfer fluid in the liquid state, for example water, with or without adjuvant, or any other fluid suitable for transporting thermal energy with or without change of state. The pressure of the fluid in the circuit 32 can be of the order of a few bars, for example less than or equal to 3 bars. A pressure sensor (not shown) can be provided on the circuit 32 in order to detect any leak or overpressure.
Le circuit 32 comprend ici une première branche, appelée branche chaude 32c (en trait fort), et une deuxième branche, appelée branche froide 32f (en trait fin). La température du caloporteur dans la branche chaude 32c est plus élevée que sa température dans la branche froide 32f. Sur la figure 1, le sens de circulation du fluide caloporteur dans ces branches est représenté par des flèches. Dans le présent exposé, les termes chaud et froid sont à comprendre dans un sens relatif.Circuit 32 here comprises a first branch, called hot branch 32c (in thick line), and a second branch, called cold branch 32f (in thin line). The temperature of the coolant in the hot leg 32c is higher than its temperature in the cold leg 32f. In FIG. 1, the direction of circulation of the heat transfer fluid in these branches is represented by arrows. In this presentation, the terms hot and cold are to be understood in a relative sense.
Comme il ressort de la figure 1, le circuit 32 passe par chacun des racks 22i. Au sein de chaque rack, le circuit 32 traverse chacune des cartes 22ij. Ainsi, le circuit 32, et plus généralement le système hydraulique de refroidissement 30, est au moins en partie intégré à l’ensemble producteur de chaleur 20. En outre, le système hydraulique de refroidissement 30, ici, le circuit 32, est configuré pour refroidir au moins une deuxième partie de l’ensemble producteur de chaleur 20, ici les cartes 22ij. On note que le circuit 32 ne passe pas par les alimentations électriques 23i. Cependant, selon une variante, le circuit 32 pourrait passer par les alimentations électriques 23i.As shown in Figure 1, the circuit 32 passes through each of the racks 22i. Within each rack, circuit 32 passes through each of the cards 22ij. Thus, the circuit 32, and more generally the hydraulic cooling system 30, is at least partly integrated into the heat-producing assembly 20. In addition, the hydraulic cooling system 30, here, the circuit 32, is configured to cool at least a second part of the heat-producing assembly 20, here the cards 22ij. Note that circuit 32 does not pass through power supplies 23i. However, according to a variant, the circuit 32 could go through the power supplies 23i.
Dans ce mode de réalisation, les racks 22a-22m sont montés en parallèle les uns par rapport aux autres sur le circuit 32. Inversement, au sein de chaque rack, les cartes 22a1-22an, 22b1-22bn et 22m1-22mn sont montés en série les unes par rapport aux autres sur le circuit 32. Plus généralement, le montage des cartes 22ij et des racks 22i peut être réalisés en série ou en parallèle en fonction de l’échange thermique souhaité avec le fluide caloporteur. Un montage en série permet de réchauffer davantage une quantité de fluide relativement petite. Un montage en parallèle permet de réchauffer une grande quantité de fluide mais à une température moindre.In this embodiment, the 22a-22m racks are mounted in parallel with each other on the circuit 32. Conversely, within each rack, the 22a1-22an, 22b1-22bn and 22m1-22mn boards are mounted in series relative to each other on the circuit 32. More generally, the mounting of the cards 22ij and the racks 22i can be carried out in series or in parallel depending on the desired heat exchange with the heat transfer fluid. A connection in series makes it possible to further heat a relatively small quantity of fluid. A parallel assembly makes it possible to heat a large quantity of fluid but at a lower temperature.
Le système hydraulique de refroidissement 30 comprend, outre le circuit de récupération 32, au moins une pompe et/ou au moins une vanne. En l’occurrence, deux pompes 33, 34 sont prévues sur le circuit de récupération 32. Les pompes 33, 34 sont connues en tant que telles et peuvent être sélectionnées par l’homme du métier selon le dimensionnement du système hydraulique de refroidissement 30. Par exemple, indépendamment l’une de l’autre, chaque pompe 33, 34 peut être ou non une pompe à vitesse variable. La pompe 33 est ici représentée à l’intérieur du module thermique 50, mais elle pourrait être prévue en dehors.The hydraulic cooling system 30 comprises, in addition to the recovery circuit 32, at least one pump and/or at least one valve. In this case, two pumps 33, 34 are provided on the recovery circuit 32. The pumps 33, 34 are known as such and can be selected by those skilled in the art according to the dimensioning of the hydraulic cooling system 30. For example, independently of each other, each pump 33, 34 may or may not be a variable speed pump. The pump 33 is shown here inside the thermal module 50, but it could be provided outside.
Par ailleurs, des vannes et/ou des connecteurs à clapet auto-obturant peuvent être prévus pour isoler chaque rack 22i du reste du circuit 32. Plus précisément, la branche froide 32f entrant dans chaque rack et la branche chaude 32c sortant de chaque rack peuvent chacune être pourvue d’un tel connecteur ou vanne. Après avoir fermé les connecteurs ou vannes correspondant à un même rack 22i, il est possible de déconnecter ce rack 22i du circuit 32, ou au moins l’une des cartes 22ij, par exemple à des fins de maintenance électronique, informatique ou hydraulique. Il est possible de prévoir de tels connecteurs ou vannes à l’entrée et/ou à la sortie de certains ou chaque composant, par exemple de chaque carte 22ij. Si les composants sont montés au moins en partie en série les uns par rapport aux autres, comme c’est ici le cas des cartes 22a1-22an, 22b1-22bn et 22m1-22mn au sein de chaque rack, il est possible de prévoir en outre des conduites de dérivation pour que l’interruption du passage dans une carte 22ij n’interrompe pas la circulation dans l’ensemble du système hydraulique de refroidissement 30.Furthermore, valves and/or self-sealing valve connectors can be provided to isolate each rack 22i from the rest of the circuit 32. More specifically, the cold leg 32f entering each rack and the hot leg 32c leaving each rack can each be provided with such a connector or valve. After closing the connectors or valves corresponding to the same 22i rack, it is possible to disconnect this 22i rack from circuit 32, or at least one of the 22ij cards, for example for electronic, computer or hydraulic maintenance purposes. It is possible to provide such connectors or valves at the input and/or at the output of some or each component, for example of each card 22ij. If the components are mounted at least partially in series relative to each other, as is the case here with the cards 22a1-22an, 22b1-22bn and 22m1-22mn within each rack, it is possible to provide in in addition to bypass lines so that the interruption of the passage in a card 22ij does not interrupt the circulation in the whole of the hydraulic cooling system 30.
Dans le cas où des vannes sont prévues, elles peuvent en outre être utilisées pour moduler le débit de fluide caloporteur passant dans chaque rack 22i, en particulier si la puissance thermique dégagée par chaque ensemble de cartes 22a1-22an, 22b1-22bn et 22m1-22mn n’est pas la même d’un rack 22i à l’autre.In the case where valves are provided, they can also be used to modulate the flow of heat transfer fluid passing through each rack 22i, in particular if the thermal power released by each set of cards 22a1-22an, 22b1-22bn and 22m1- 22mn is not the same from one 22i rack to another.
L’installation 10 comprend par ailleurs un module thermique 50. Comme indiqué précédemment, le système hydraulique de refroidissement 30 de l’ensemble producteur de chaleur 20 est configuré pour transmettre la chaleur récupérée par le fluide caloporteur sur l’ensemble producteur de chaleur 20 au module thermique 50. Comme il ressort de la figure 1, la branche chaude 32c arrive au module thermique 50 et la branche froide 32f en repart.The installation 10 also comprises a thermal module 50. As indicated previously, the hydraulic cooling system 30 of the heat-producing assembly 20 is configured to transmit the heat recovered by the heat transfer fluid on the heat-producing assembly 20 to the thermal module 50. As shown in Figure 1, the hot leg 32c arrives at the thermal module 50 and the cold leg 32f leaves.
Dans ce mode de réalisation, le module thermique 50 est configuré pour évacuer la chaleur qui lui est transmise vers un circuit de consommation 60. En l’occurrence, le circuit de consommation 60 est un circuit d’eau de chauffage domestique ou un circuit d’eau chaude sanitaire. Toutefois, d’autres circuits de consommation peuvent être prévus, y compris des circuits non hydrauliques.In this embodiment, the thermal module 50 is configured to evacuate the heat transmitted to it to a consumption circuit 60. In this case, the consumption circuit 60 is a domestic heating water circuit or a heating circuit. 'hot water. However, other consumer circuits may be provided, including non-hydraulic circuits.
Pour permettre l’échange entre le module thermique 50 et le circuit de consommation 60, le module thermique 50 peut comprendre au moins un échangeur de chaleur 52, en l’espèce un échangeur liquide-liquide. Un tel échangeur est connu en lui-même de l’homme du métier. Ici, l’échangeur de chaleur est monté directement sur le circuit 32. L’échangeur de chaleur 52, et plus généralement le module thermique 50, isole le circuit 32 du circuit de consommation 60.To allow the exchange between the thermal module 50 and the consumption circuit 60, the thermal module 50 can comprise at least one heat exchanger 52, in this case a liquid-liquid exchanger. Such an exchanger is known in itself to those skilled in the art. Here, the heat exchanger is mounted directly on circuit 32. Heat exchanger 52, and more generally thermal module 50, isolates circuit 32 from consumption circuit 60.
Par ailleurs, dans ce mode de réalisation, le module thermique 50 comprend au moins un ballon de stockage 54. Le ballon de stockage 54 forme un réservoir de fluide caloporteur, apte à accumuler une certaine quantité dudit fluide. Dans ce mode de réalisation, le ballon de stockage 54 est monté sur le circuit 32 en parallèle avec l’échangeur de chaleur 52.Furthermore, in this embodiment, the thermal module 50 comprises at least one storage tank 54. The storage tank 54 forms a heat transfer fluid reservoir, able to accumulate a certain quantity of said fluid. In this embodiment, the storage tank 54 is mounted on the circuit 32 in parallel with the heat exchanger 52.
Le ballon de stockage 54 peut être un ballon dit « stratifié » ou « à stratification », dans lequel le fluide caloporteur est stocké sous forme de couches sensiblement homogènes en température, afin de limiter les échanges thermiques au sein même du ballon ; on trouve généralement une couche chaude en haut, une couche froide en bas, ces couches étant séparées par une couche à température intermédiaire. De ce fait, comme illustré sur la figure 1, le circuit 32 comprend plusieurs connections au ballon de stockage 54, à savoir une entrée de fluide chaud, de préférence connectée à une partie supérieure du ballon de stockage 54, une sortie de fluide chaud, de préférence connectée à une partie supérieure du ballon de stockage 54, une entrée de fluide froid, de préférence connectée à une partie inférieure du ballon de stockage 54, une sortie de fluide froid, de préférence connectée à une partie inférieure du ballon de stockage 54, et une entrée de fluide à température intermédiaire, de préférence connectée à une partie intermédiaire du ballon de stockage 54. De manière générale, le ballon de stockage 54 pourrait avoir seulement certaines de ces entrées et sorties, ou davantage d’entrées et sorties. La pompe 34, ici montée sur la sortie de fluide froid, peut être actionnée, par exemple en combinaison avec une ou plusieurs vannes trois voies 37, afin de remplir le ballon de stockage de fluide caloporteur relativement chaud et délivrer du fluide relativement froid au circuit 32, ou au contraire remplir le ballon de stockage de fluide caloporteur relativement froid et délivrer du fluide relativement chaud au circuit 32.The storage tank 54 can be a so-called “stratified” or “stratified” tank, in which the heat transfer fluid is stored in the form of layers that are substantially homogeneous in temperature, in order to limit the heat exchanges within the tank itself; there is generally a hot layer at the top, a cold layer at the bottom, these layers being separated by a layer at intermediate temperature. Therefore, as illustrated in Figure 1, the circuit 32 includes several connections to the storage tank 54, namely a hot fluid inlet, preferably connected to an upper part of the storage tank 54, a hot fluid outlet, preferably connected to an upper part of the storage tank 54, a cold fluid inlet, preferably connected to a lower part of the storage tank 54, a cold fluid outlet, preferably connected to a lower part of the storage tank 54 , and an intermediate temperature fluid inlet, preferably connected to an intermediate portion of storage tank 54. Generally, storage tank 54 could have only some of these inlets and outlets, or more inlets and outlets. The pump 34, here mounted on the cold fluid outlet, can be actuated, for example in combination with one or more three-way valves 37, in order to fill the storage tank with relatively hot heat transfer fluid and deliver relatively cold fluid to the circuit. 32, or on the contrary fill the storage tank with relatively cold heat transfer fluid and deliver relatively hot fluid to the circuit 32.
Par ailleurs, l’installation de récupération de chaleur 10 peut comprendre une unité de commande 38 configurée pour commander l’état des pompes 33, 34, des vannes 37 et des éventuelles autres vannes. L’unité de commande 38 permet entre autres de piloter la répartition et le débit du fluide caloporteur dans le système hydraulique de refroidissement 30 en fonction du point de fonctionnement souhaité, comme il sera détaillé par la suite.Furthermore, the heat recovery installation 10 may comprise a control unit 38 configured to control the state of the pumps 33, 34, the valves 37 and any other valves. The control unit 38 makes it possible, among other things, to control the distribution and the flow rate of the heat transfer fluid in the hydraulic cooling system 30 according to the desired operating point, as will be detailed below.
L’installation 10 comprend également un dispositif de récupération auxiliaire 40. Le dispositif de récupération auxiliaire 40 est configuré pour transmettre au module thermique 50 la chaleur récupérée de l’air à l’intérieur de l’enceinte 12. Ainsi, le dispositif de récupération auxiliaire 40 est apte à récupérer de la chaleur de l’air à l’intérieur de l’enceinte 12 ; pour ce faire, le dispositif de récupération auxiliaire 40 est ici prévu à l’intérieur de l’enceinte 12. Par exemple, le dispositif de récupération auxiliaire 40 peut être une pompe à chaleur (ci-après « pompe à chaleur 40 », sans perte de généralité), en l’occurrence une pompe à chaleur air-eau. Une telle pompe à chaleur est connue en elle-même de l’homme du métier. Par exemple, en régime permanent, la pompe à chaleur 40 peut délivrer un fluide caloporteur à environ 60°C pour une atmosphère dans l’enceinte 12 de l’ordre de 40°C.The installation 10 also comprises an auxiliary recovery device 40. The auxiliary recovery device 40 is configured to transmit to the thermal module 50 the heat recovered from the air inside the enclosure 12. Thus, the recovery device auxiliary 40 is able to recover heat from the air inside the enclosure 12; to do this, the auxiliary recovery device 40 is here provided inside the enclosure 12. For example, the auxiliary recovery device 40 can be a heat pump (hereinafter "heat pump 40", without loss of generality), in this case an air-water heat pump. Such a heat pump is known per se to those skilled in the art. For example, in steady state, the heat pump 40 can deliver a heat transfer fluid at around 60° C. for an atmosphere in the enclosure 12 of around 40° C.
La chaleur récupérée de l’air à l’intérieur de l’enceinte 12 par la pompe à chaleur 40 est transmise à un fluide caloporteur, qui circule depuis et vers le module thermique 50. De manière générale, ce fluide caloporteur peut être différent du fluide caloporteur du système hydraulique de refroidissement 30. Toutefois, dans ce mode de réalisation, la pompe à chaleur 40 transmet au module thermique 50 la chaleur récupérée de l’air à l’intérieur de l’enceinte 12 via le système hydraulique de refroidissement 30. En d’autres termes, la pompe à chaleur 40 est hydrauliquement connectée au système hydraulique de refroidissement 30, et plus particulièrement à son circuit 32. Comme il ressort de la figure 1, la branche froide 32c alimente en effet la pompe à chaleur 40, qui fournit un caloporteur à température accrue à la branche chaude 32c. Des vannes peuvent en outre être prévues aux bornes de la pompe à chaleur 40, pour les mêmes raisons que celles mentionnées précédemment.The heat recovered from the air inside the enclosure 12 by the heat pump 40 is transmitted to a heat transfer fluid, which circulates from and to the thermal module 50. In general, this heat transfer fluid may be different from the heat transfer fluid of the hydraulic cooling system 30. However, in this embodiment, the heat pump 40 transmits to the thermal module 50 the heat recovered from the air inside the enclosure 12 via the hydraulic cooling system 30 In other words, the heat pump 40 is hydraulically connected to the hydraulic cooling system 30, and more particularly to its circuit 32. As shown in Figure 1, the cold leg 32c in fact supplies the heat pump 40 , which provides an increased temperature coolant to the hot leg 32c. Valves can also be provided at the terminals of the heat pump 40, for the same reasons as those mentioned above.
Comme indiqué précédemment, l’enceinte 12 peut être munie d’une structure interne configurée pour favoriser la récupération de la chaleur de l’air par le dispositif de récupération auxiliaire 40. Dans ce mode de réalisation, ladite structure interne comprend une paroi 42 divisant l’intérieur 14 de l’enceinte 12 en une zone d’air relativement froid et une zone d’air relativement chaud. Le dispositif de récupération auxiliaire 40 est configuré pour aspirer de l’air relativement froid d’un côté de la paroi 42 et le rejeter relativement chaud de l’autre côté de la paroi 42. Inversement, l’air relativement froid peut être guidé, depuis un côté de la paroi 42, vers les racks 22i, ou au moins au contact des alimentations 23i, et ressortir réchauffé de l’autre côté de la paroi 42.As previously indicated, the enclosure 12 can be provided with an internal structure configured to promote the recovery of heat from the air by the auxiliary recovery device 40. In this embodiment, said internal structure comprises a wall 42 dividing the interior 14 of the enclosure 12 into a relatively cold air zone and a relatively hot air zone. The auxiliary recovery device 40 is configured to draw in relatively cold air from one side of the wall 42 and to reject it relatively hot on the other side of the wall 42. Conversely, the relatively cold air can be guided, from one side of the wall 42, towards the racks 22i, or at least in contact with the power supplies 23i, and come out warmed on the other side of the wall 42.
En l’espèce, la paroi 42 comprend des éléments, composés de matériaux adaptés, souples ou rigides, qui empêchent la circulation non maîtrisée de flux d’air en assurant une étanchéité relative entre les différents composants, en particulier entre les différents racks 22i entre eux et entre les racks 22i et l’enceinte 12. La circulation des flux d’air peut être assurée par un ou plusieurs ventilateurs qui peuvent être intégrés ou non aux divers composants cités ci-dessus. Typiquement, la structure interne peut comprendre un ventilateur 44, ici monté en sortie d’air du dispositif de récupération auxiliaire 40. Le ventilateur 44 peut mettre en circulation forcée l’air à l’intérieur de l’enceinte 12. Indépendamment, un ou plusieurs ventilateurs 24a, 24b, 24i, …, 24m peut être prévu dans un ou plusieurs rack 22i, notamment, comme illustré, du côté de la sortie d’air de chaque rack 22i. Dans certaines configurations cependant, la circulation de l’air pourrait être assurée par convection naturelle. Dans l’exemple de la figure 1, l’air circule en parallèle à travers les différents racks 22i.In this case, the wall 42 comprises elements, composed of suitable materials, flexible or rigid, which prevent the uncontrolled circulation of air flow by ensuring relative sealing between the different components, in particular between the different racks 22i between them and between the racks 22i and the enclosure 12. The circulation of the air flows can be ensured by one or more fans which may or may not be integrated into the various components mentioned above. Typically, the internal structure can include a fan 44, here mounted at the air outlet of the auxiliary recovery device 40. The fan 44 can put the air into forced circulation inside the enclosure 12. Independently, one or several fans 24a, 24b, 24i, ..., 24m can be provided in one or more 22i racks, in particular, as illustrated, on the side of the air outlet of each 22i rack. In some configurations, however, air circulation could be ensured by natural convection. In the example of figure 1, the air circulates in parallel through the different 22i racks.
En fonctionnement, l’installation 10 permet de récupérer de la chaleur produite par l’ensemble producteur de chaleur 20. Le fluide caloporteur circulant dans le système hydraulique de refroidissement 30 transmet la chaleur récupérée sur ledit ensemble 20 au module thermique, et la pompe à chaleur 40 transmet la chaleur récupérée de l’air à l’intérieur de l’enceinte 12 au module thermique 50, ici via le système hydraulique de refroidissement 30. Le débit et la température des fluides arrivant au et sortant du module thermique 50 peuvent être régulés grâce à l’unité de commande 38 et aux organes hydrauliques du système hydraulique de refroidissement 30.In operation, the installation 10 makes it possible to recover the heat produced by the heat-producing assembly 20. The heat transfer fluid circulating in the hydraulic cooling system 30 transmits the heat recovered from said assembly 20 to the thermal module, and the heat pump heat 40 transmits the heat recovered from the air inside the enclosure 12 to the thermal module 50, here via the hydraulic cooling system 30. The flow rate and the temperature of the fluids arriving at and leaving the thermal module 50 can be regulated by the control unit 38 and the hydraulic components of the hydraulic cooling system 30.
Typiquement, en fonction de températures mesurées (par exemple par des capteurs non illustrés et connus de l’homme du métier) dans l’enceinte 12, et/ou sur l’ensemble producteur de chaleur 20, et/ou dans le système hydraulique de refroidissement 30, l’unité de commande 38 peut commander la pompe 34 pour que le débit dans le système hydraulique de refroidissement 30 assure le niveau de refroidissement souhaité pour les cartes 22ij et/ou les alimentations électriques 23i. Selon un exemple, l’unité de commande 38 peut être configurée pour arrêter la circulation dans le système hydraulique de refroidissement 30 lorsqu’aucune carte 22ij n’est en fonctionnement.Typically, depending on the temperatures measured (for example by sensors not shown and known to those skilled in the art) in the enclosure 12, and/or on the heat-producing assembly 20, and/or in the hydraulic system of cooling 30, the control unit 38 can control the pump 34 so that the flow in the hydraulic cooling system 30 provides the desired level of cooling for the boards 22ij and/or the power supplies 23i. According to one example, the control unit 38 can be configured to stop the circulation in the hydraulic cooling system 30 when no card 22ij is in operation.
Par ailleurs, les flux depuis et vers le ballon de stockage 54 peuvent être adaptés en fonction de la différence entre la puissance consommée par le circuit de consommation 60 et la puissance thermique transmise au module thermique 50 depuis l’ensemble producteur de chaleur 20. Lorsque le circuit de consommation 60 demande plus de chaleur que n’en récupère le module thermique 50, l’unité de commande 38 peut actionner la pompe 33 et/ou les vannes 37 pour entraîner le flux dans le ballon de stockage 54 dans le sens d’un déstockage d’eau chaude et d’un stockage d’eau froide. Inversement, lorsque le circuit de consommation 60 demande moins de chaleur que n’en récupère le module thermique 50, l’excédent de chaleur peut être stocké dans le ballon de stockage 54, par exemple en actionnant la pompe 33 et/ou les vannes 37 dans le sens d’un flux d’eau chaude vers le ballon de stockage 54 et d’un flux d’eau froide depuis le ballon de stockage 54.Furthermore, the flows from and to the storage tank 54 can be adapted according to the difference between the power consumed by the consumption circuit 60 and the thermal power transmitted to the thermal module 50 from the heat producer assembly 20. When the consumption circuit 60 requires more heat than the thermal module 50 recovers, the control unit 38 can actuate the pump 33 and/or the valves 37 to drive the flow in the storage tank 54 in the direction d hot water destocking and cold water storage. Conversely, when the consumption circuit 60 requires less heat than the thermal module 50 recovers, the excess heat can be stored in the storage tank 54, for example by activating the pump 33 and/or the valves 37 in the direction of a hot water flow to the storage tank 54 and a cold water flow from the storage tank 54.
Bien que la présente description se réfère à des exemples de réalisation spécifiques, des modifications peuvent être apportées à ces exemples sans sortir de la portée générale de l'invention telle que définie par les revendications. Par exemple, bien que le dispositif de récupération auxiliaire 40 ait été présenté dans une configuration dans laquelle il est connecté au système hydraulique de refroidissement 30, de sorte que l’installation 10 comprend un unique circuit hydraulique 32, dans d’autres modes de réalisation, le dispositif de récupération auxiliaire 40 peut être connecté directement au module thermique 50, par exemple au ballon de stockage 54, par un circuit indépendant du circuit 32. Dans ce cas, le dispositif de récupération auxiliaire 40 peut avoir des entrées/sorties communes ou différentes de celles prévues pour le circuit 32. Par exemple, il est possible de prévoir l’injection de fluide caloporteur relativement chaud à un point intermédiaire du ballon de stockage 54, pour pallier le fait que la pompe à chaleur 40, eta fortioriun aérotherme, renvoie généralement un fluide moins chaud que le système hydraulique de refroidissement 30.Although the present description refers to specific embodiments, modifications can be made to these examples without departing from the general scope of the invention as defined by the claims. For example, although the auxiliary recovery device 40 has been presented in a configuration in which it is connected to the hydraulic cooling system 30, so that the installation 10 comprises a single hydraulic circuit 32, in other embodiments , the auxiliary recovery device 40 can be connected directly to the thermal module 50, for example to the storage tank 54, by a circuit independent of the circuit 32. In this case, the auxiliary recovery device 40 can have common inputs/outputs or different from those provided for the circuit 32. For example, it is possible to provide the injection of relatively hot heat transfer fluid at an intermediate point of the storage tank 54, to overcome the fact that the heat pump 40, and a fortiori a air heater, generally sends back a cooler fluid than the hydraulic cooling system 30.
L’organisation, la disposition, le nombre, les paramètres et les caractéristiques des différents composants électroniques, informatiques et hydrauliques peuvent être adaptés par l’homme du métier en fonction du service réalisé par l’ensemble producteur de chaleur 20, typiquement un service informatique, et de la consommation attendue via le circuit de consommation 60.The organization, layout, number, parameters and characteristics of the various electronic, computer and hydraulic components can be adapted by those skilled in the art according to the service performed by the heat-producing assembly 20, typically a computer service , and the consumption expected via the consumption circuit 60.
Bien que certains composants aient été décrits, l’homme du métier comprendra que d’autres composants connus en eux-mêmes, tels que des vases d’expansion, des capteurs, etc., peuvent être ajoutés au besoin.Although some components have been described, those skilled in the art will understand that other components known per se, such as expansion vessels, sensors, etc., can be added as needed.
Plus généralement, des caractéristiques individuelles des différents modes de réalisation illustrés/mentionnés peuvent être combinées dans des modes de réalisation additionnels. Par conséquent, la description et les dessins doivent être considérés dans un sens illustratif plutôt que restrictif.More generally, individual features of the various illustrated/mentioned embodiments may be combined in additional embodiments. Accordingly, the description and the drawings should be considered in an illustrative rather than restrictive sense.
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