FR3051571A1 - DATA CENTER COMPRISING A COOLING SYSTEM AND COOLING METHOD - Google Patents
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Abstract
Le centre de données (10) comporte des serveurs (110), un système de refroidissement (105) et un thermomètre (185). Le système de refroidissement comporte : - un dispositif de production de froid (135) comportant, un réactif et un fluide produisant une réaction thermochimique réversible, la vaporisation du fluide absorbant de la chaleur, - un dispositif de refroidissement à air (125) comportant un échangeur thermique entre l'extérieur (130) et l'intérieur (120). Un automate (190) commandant le système de refroidissement lorsque la température externe est : - inférieure à une première valeur (170), le dispositif de refroidissement est activé sans évaporation, - comprise entre la première valeur et une deuxième valeur (175), le dispositif de refroidissement est activé avec évaporation, - supérieure à la deuxième valeur, le dispositif de production et le dispositif de refroidissement sont activés.The data center (10) includes servers (110), a cooling system (105) and a thermometer (185). The cooling system comprises: - a cold-generating device (135) comprising, a reagent and a fluid producing a reversible thermochemical reaction, the vaporization of the heat-absorbing fluid, - an air-cooling device (125) comprising a heat exchanger between the outside (130) and the inside (120). An automaton (190) controlling the cooling system when the external temperature is: - less than a first value (170), the cooling device is activated without evaporation, - between the first value and a second value (175), the cooling device is activated with evaporation, - higher than the second value, the production device and the cooling device are activated.
Description
DOMAINE TECHNIQUE DE L’INVENTIONTECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
La présente invention vise un centre de données comportant une baie de serveurs et un système de refroidissement et un procédé de refroidissement d’un tel centre de données. Elle s’applique, notamment, aux centres de données informatiques se trouvant dans des régions où la température de l’air peut atteindre plus de 26°C en été.The present invention relates to a data center comprising a server rack and a cooling system and a method of cooling such a data center. It applies, in particular, to computer data centers located in regions where the air temperature can reach more than 26 ° C in summer.
ETAT DE LA TECHNIQUESTATE OF THE ART
Les centres de données (« Data Center >> en anglais) sont des lieux dans lesquels sont regroupés des équipements informatiques de gestion d’informations, ou de données, nécessaires aux activités d’une entreprise. Le fonctionnement des équipements informatiques produit des dégagements de chaleur important. Si la température à l’intérieur d’un centre de données devient trop élevée, la disponibilité des équipements n’est plus assurée et des pannes peuvent survenir. L’indicateur d’efficacité énergétique (« Power Usage Effectiveness >> en anglais) est un ratio entre l’énergie totale consommée par le centre de données et l’énergie consommée par les équipements informatiques. Pour les anciens centres de données, l’indicateur d’efficacité énergétique est supérieur ou égal à deux.Data Centers ("Data Centers") are places in which computer information management equipment, or data, that is necessary for the activities of an enterprise are grouped together. The operation of computer equipment produces significant heat releases. If the temperature inside a data center becomes too high, equipment availability is no longer assured and failures can occur. The Power Usage Effectiveness Indicator is a ratio between the total energy consumed by the data center and the energy consumed by the IT equipment. For older data centers, the energy efficiency indicator is greater than or equal to two.
Actuellement, les centres de données sont préférentiellement localisés dans des régions où la température extérieure est inférieure à 25°C pendant toute l’année. Les consommations énergétiques pour le refroidissement des serveurs sont ainsi réduites par l’utilisation de ventilation avec de l’air extérieur. D’autres centres de données prévoient une pompe à chaleur pour refroidir les serveurs en cas de températures exceptionnellement trop élevées. Cependant, l’indicateur d’efficacité énergétique est alors plus élevé, par exemple compris entre 1,5 et 1,8.Currently, the data centers are preferably located in regions where the outside temperature is below 25 ° C throughout the year. The energy consumption for the cooling of the servers is thus reduced by the use of ventilation with outside air. Other data centers include a heat pump to cool servers in unusually high temperatures. However, the energy efficiency indicator is then higher, for example between 1.5 and 1.8.
OBJET DE L’INVENTIONOBJECT OF THE INVENTION
La présente invention vise à remédier à tout ou partie de ces inconvénients. Notamment, la présente invention vise un centre de données pour lequel l’indicateur d’efficacité énergétique est inférieur à 1,15. A cet effet, selon un premier aspect, la présente invention vise un centre de données comportant au moins une baie de serveurs et un système de refroidissement de chaque baie de serveurs, qui comporte : - au moins un capteur de température externe captant une température externe au centre de données, dans lequel le système de refroidissement comporte : - au moins un dispositif de production de froid comportant un milieu réactif dans un réacteur, un réservoir comportant un fluide et des moyens de circulation du fluide entre le réservoir et le réacteur, le fluide et le milieu réactif produisant une réaction thermochimique réversible par un apport d’énergie, la vaporisation du fluide entre le réservoir et le réacteur absorbant de la chaleur, - au moins un dispositif de refroidissement à air qui comporte un échangeur thermique à évaporation entre l’air externe de l’environnement du centre de données et l’air intérieur au centre de données, - au moins un automate de commande du système de refroidissement : - selon un premier mode de fonctionnement lorsque la température externe est inférieure à une première valeur limite prédéterminée, dans lequel le dispositif de refroidissement à air est activé sans évaporation, - selon un deuxième mode de fonctionnement lorsque la température externe est comprise entre la première valeur limite prédéterminée et une deuxième valeur limite prédéterminée, dans lequel le dispositif de refroidissement à air est activé avec évaporation, - selon un troisième mode de fonctionnement lorsque la température externe est supérieure à la deuxième valeur limite prédéterminée, dans lequel le dispositif de production de froid et le dispositif de refroidissement à air sont activés.The present invention aims to remedy all or part of these disadvantages. In particular, the present invention aims at a data center for which the energy efficiency indicator is less than 1.15. For this purpose, according to a first aspect, the present invention aims at a data center comprising at least one server rack and a cooling system for each server rack, which comprises: at least one external temperature sensor sensing an external temperature at the data center, in which the cooling system comprises: at least one cold-generating device comprising a reactive medium in a reactor, a reservoir comprising a fluid, and means for circulating the fluid between the reservoir and the reactor; fluid and the reactive medium producing a reversible thermochemical reaction by a supply of energy, the vaporization of the fluid between the reservoir and the heat-absorbing reactor, - at least one air cooling device which comprises a heat exchanger with evaporation between external air from the data center environment and indoor air to the data center, - at least one aut omate of control of the cooling system: - according to a first operating mode when the external temperature is lower than a first predetermined limit value, in which the air cooling device is activated without evaporation, - in a second mode of operation when the external temperature is between the first predetermined limit value and a second predetermined limit value, wherein the air cooling device is activated with evaporation, - in a third mode of operation when the external temperature is greater than the second predetermined limit value, wherein the cold producing device and the air cooling device are activated.
Grâce à ces dispositions, le système de refroidissement permet un refroidissement différent en fonction de la température externe au centre de données. De plus, chacun des éléments du système de refroidissement a une grande efficacité énergétique.Thanks to these provisions, the cooling system allows different cooling depending on the temperature outside the data center. In addition, each element of the cooling system is highly energy efficient.
Notamment, le dispositif de production de froid utilise une énergie thermique, par exemple, pour inverser la réaction thermochimique et, par vaporisation du fluide. absorbe de la chaleur. Ainsi une source de chaleur à température élevée permet de minimiser la consommation énergétique du système de refroidissement.In particular, the cold generating device uses a thermal energy, for example, to invert the thermochemical reaction and, by vaporization of the fluid. absorbs heat. Thus, a heat source at high temperature makes it possible to minimize the energy consumption of the cooling system.
Dans des modes de réalisation, le centre de données objet de la présente invention comporte un capteur de température interne au centre de données et dans lequel l’automate de commande commande le système de refroidissement selon le troisième mode de fonctionnement lorsque la température interne est supérieure à une troisième valeur limite prédéterminée durant une première durée prédéterminée.In embodiments, the object data center of the present invention includes an internal temperature sensor at the data center and wherein the controller controls the cooling system according to the third mode of operation when the internal temperature is higher. at a third predetermined limit value during a first predetermined duration.
Ces modes de réalisation permettent de prendre en compte le refroidissement passif du bâtiment pour le déclenchement du système de refroidissement. Pour rappel, le refroidissement passif d’un bâtiment est toute installation lors de la construction du bâtiment ne consommant pas d’énergie pour refroidir le bâtiment. En effet, les modes de fonctionnement du système de refroidissement sont activés préventivement en fonction de la température intérieure et d’une durée.These embodiments make it possible to take into account the passive cooling of the building for triggering the cooling system. As a reminder, the passive cooling of a building is any installation during the construction of the building that does not consume energy to cool the building. Indeed, the modes of operation of the cooling system are activated preventively depending on the indoor temperature and a duration.
Dans des modes de réalisation, une fois que le système de refroidissement est commandé selon le troisième mode de fonctionnement, l’automate de commande commande le système de refroidissement selon le premier mode de fonctionnement ou le deuxième mode de fonctionnement si la température interne est inférieure à la troisième valeur limite prédéterminée. L’avantage de ces modes de réalisation est d’éviter de désactiver inutilement le dispositif de production de froid si la température interne est supérieure à la troisième valeur limite prédéterminée.In embodiments, once the cooling system is controlled according to the third mode of operation, the controller controls the cooling system according to the first mode of operation or the second mode of operation if the internal temperature is lower. at the third predetermined limit value. The advantage of these embodiments is to avoid unnecessarily turning off the cold generating device if the internal temperature is above the third predetermined limit value.
Dans des modes de réalisation, le système de refroidissement comporte un réservoir de stockage d’énergie frigorifique comportant de l’eau, le stockage d’énergie frigorifique étant effectué par changement de phase de l’eau d’une phase liquide à une phase solide, l’énergie frigorifique étant stockée lorsque le système de refroidissement est commandé selon le premier mode de fonctionnement, l’énergie frigorifique étant consommée lorsque le système de refroidissement est commandé selon le deuxième et/ou le troisième mode de fonctionnement.In embodiments, the cooling system includes a cold energy storage tank having water, the storage of cooling energy being effected by changing the phase of the water from a liquid phase to a solid phase. , the cooling energy being stored when the cooling system is controlled according to the first operating mode, the cooling energy being consumed when the cooling system is controlled according to the second and / or the third mode of operation.
Ces modes de réalisation permettent de stocker une production d’énergie frigorifique en surplus, pour la libérer lors d’une demande ultérieure. Notamment, dans le cas d’une forte chaleur momentanée extérieure.These embodiments make it possible to store surplus cooling energy production in order to release it during a subsequent request. In particular, in the case of a strong external momentary heat.
Dans des modes de réalisation, le centre de données objet de la présente invention comporte au moins un panneau solaire ou au moins une source d’énergie thermique fatale produisant de l’énergie thermique alimentant le dispositif de production de froid en énergie pour inverser la réaction thermochimique. L’avantage de ces modes de réalisation est de limiter l’énergie électrique provenant du réseau électrique national consommée par le centre de données. L’énergie produite par chaque panneau solaire permet d’inverser la réaction thermochimique du réacteur et de produire du froid lorsque le fluide se vaporise. Ainsi, l’indicateur d’efficacité énergétique est amélioré puisque le centre de données produit une partie de l’énergie nécessaire au refroidissement de chaque baie de serveurs.In embodiments, the data center object of the present invention comprises at least one solar panel or at least one source of fatal thermal energy producing thermal energy supplying the cooling device with energy to reverse the reaction. thermochemical. The advantage of these embodiments is to limit the electrical energy from the national power grid consumed by the data center. The energy produced by each solar panel can reverse the thermochemical reaction of the reactor and produce cold when the fluid vaporizes. Thus, the energy efficiency indicator is improved since the data center produces some of the energy needed to cool each server bay.
Dans des modes de réalisation, le centre de données objet de la présente invention comporte un moyen de capture de l’enthalpie massique de l’air extérieur à proximité du centre de données, lorsque l’enthalpie massique est supérieure à une première valeur limite prédéterminée d’enthalpie massique, le système de production de froid est activé selon le troisième mode jusqu’à ce que l’enthalpie massique extérieur soit inférieure à une deuxième valeur limite prédéterminée d’enthalpie massique durant une deuxième durée prédéterminée. L’avantage de ces modes de réalisation est de prendre en compte l’humidité de l’air extérieur pour déterminer l’apport en énergie frigorifique nécessaire pour l’intérieure du centre de données.In embodiments, the object data center of the present invention includes means for capturing the mass enthalpy of the outside air near the data center, when the mass enthalpy is greater than a first predetermined limit value. of mass enthalpy, the cold generating system is activated in the third mode until the external mass enthalpy is less than a second predetermined limit value of mass enthalpy for a second predetermined duration. The advantage of these embodiments is to take into account the humidity of the outside air to determine the supply of cooling energy needed for the interior of the data center.
Dans des modes de réalisation, le centre de données objet de la présente invention comporte un dispositif de capture de données météorologiques, au moins une valeur limite étant modifiée en fonction des données météorologiques captées.In embodiments, the data center object of the present invention comprises a meteorological data capture device, at least one limit value being modified according to the meteorological data captured.
Ces modes de réalisation permettent d’adapter les valeurs limites pour lesquelles chaque mode de fonctionnement du système de refroidissement est activé. Notamment, en fonction de l’hygrométrie extérieure captée.These embodiments make it possible to adapt the limit values for which each mode of operation of the cooling system is activated. In particular, depending on the outdoor hygrometry captured.
Selon un deuxième aspect, la présente invention vise un procédé de refroidissement d’un centre de données comportant au moins une baie de serveurs et un système de refroidissement comportant : - au moins un dispositif de production de froid comportant un milieu réactif dans un réacteur, un réservoir comportant un fluide et des moyens de circulation du fluide entre le réservoir et le réacteur, le fluide et le milieu réactif produisant une réaction thermochimique réversible par un apport d’énergie, la vaporisation du fluide entre le réservoir et le réacteur absorbant de la chaleur. - au moins un dispositif de refroidissement à air qui comporte un échangeur thermique à évaporation entre l’air externe de l’environnement du centre de données et l’air intérieur au centre de données, qui comporte : - capture d’une température externe au centre de données, - commande du système de refroidissement : - selon un premier mode de fonctionnement lorsque la température externe est inférieure à une première valeur limite prédéterminée, dans lequel le dispositif de refroidissement à air est activé sans évaporation, - selon un deuxième mode de fonctionnement lorsque la température externe est comprise entre la première valeur limite prédéterminée et une deuxième valeur limite prédéterminée, dans lequel un dispositif de refroidissement à air est activé avec évaporation, - selon un troisième mode de fonctionnement lorsque la température externe est supérieure à la deuxième valeur limite prédéterminée, dans lequel un dispositif de production de froid et le dispositif de refroidissement à air sont activés.According to a second aspect, the present invention relates to a method for cooling a data center comprising at least one server rack and a cooling system comprising: at least one cold production device comprising a reactive medium in a reactor, a reservoir comprising a fluid and means for circulating the fluid between the reservoir and the reactor, the fluid and the reactive medium producing a reversible thermochemical reaction by a supply of energy, the vaporization of the fluid between the reservoir and the absorbent reactor of the heat. at least one air cooling device which comprises an evaporative heat exchanger between the external air of the environment of the data center and the air inside the data center, which comprises: capture of a temperature external to the data center, - control of the cooling system: - according to a first mode of operation when the external temperature is below a first predetermined limit value, in which the air-cooling device is activated without evaporation, - according to a second mode of operating when the external temperature is between the first predetermined limit value and a second predetermined limit value, in which an air cooling device is activated with evaporation, - in a third mode of operation when the external temperature is greater than the second value predetermined limit, wherein a pre-determined device Cold oduction and air cooling device are activated.
Les buts, avantages et caractéristiques particulières du procédé objet de la présente invention étant similaires à ceux du centre de données objet de la présente invention, ils ne sont pas rappelés ici.Since the aims, advantages and particular features of the method which are the subject of the present invention being similar to those of the data center that is the subject of the present invention, they are not recalled here.
BREVE DESCRIPTION DES FIGURES D’autres avantages, buts et caractéristiques particulières de l’invention ressortiront de la description non limitative qui suit d’au moins un mode de réalisation particulier du centre de données et du procédé de refroidissement objets de la présente invention, en regard des dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1 représente, schématiquement, un premier mode de réalisation particulier du centre de données objet de la présente invention, - la figure 2 représente, schématiquement et sous forme de graphe, le mode d’activation du système de refroidissement du centre de données objet de la présente invention et - la figure 3 représente, schématiquement et sous forme de logigramme, un premier mode de réalisation particulier du procédé objet de la présente invention.BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES Other particular advantages, aims and characteristics of the invention will emerge from the following nonlimiting description of at least one particular embodiment of the data center and the cooling method that are the subject of the present invention, in Referring to the accompanying drawings, in which: - Figure 1 shows schematically a first particular embodiment of the data center object of the present invention, - Figure 2 shows, schematically and in graph form, the activation mode. of the cooling system of the data center object of the present invention and - Figure 3 shows schematically and in logic diagram form, a first particular embodiment of the method object of the present invention.
DESCRIPTION D’EXEMPLES DE REALISATION DE L’INVENTIONDESCRIPTION OF EXAMPLES OF EMBODIMENT OF THE INVENTION
La présente description est donnée à titre non limitatif, chaque caractéristique d’un mode de réalisation pouvant être combinée à toute autre caractéristique de tout autre mode de réalisation de manière avantageuse. Par ailleurs, chaque paramètre d’un exemple de réalisation peut être mis en oeuvre indépendamment d’autres paramètres dudit exemple de réalisation.This description is given in a nonlimiting manner, each feature of an embodiment being able to be combined with any other feature of any other embodiment in an advantageous manner. Moreover, each parameter of an exemplary embodiment can be implemented independently of other parameters of said exemplary embodiment.
On note dès à présent que les figures ne sont pas à l’échelle.It is already noted that the figures are not to scale.
On observe, sur la figure 1, qui n’est pas à l’échelle, une vue schématique d’un mode de réalisation du centre de données 10 objet de la présente invention.FIG. 1, which is not to scale, shows a schematic view of an embodiment of the data center 10 object of the present invention.
Le centre de données 10 comporte un bâtiment 100. Le bâtiment 100 abrite au moins une baie de serveurs 110 et un système de refroidissement 105 de chaque baie de serveurs 110. Le bâtiment 100 est configuré pour optimiser le refroidissement passif de chaque baie de serveurs. On rappelle ici que le refroidissement passif est toute installation ne consommant pas d’énergie pour refroidir de l’air. Préférentiellement, les flux de circulation d’air entre chaque baie de serveurs 110, lorsque la température externe est inférieure à une première valeur limite prédéterminée 170 sont optimisés. Préférentiellement l’inertie thermique du bâtiment 100 est optimisée. Notamment l’architecture et l’exposition du bâtiment 100 limitent les apports en énergie thermique.The data center 10 comprises a building 100. The building 100 houses at least one server rack 110 and a cooling system 105 of each server rack 110. The building 100 is configured to optimize the passive cooling of each server rack. It is recalled here that passive cooling is any installation that consumes no energy to cool air. Preferably, the airflow flows between each server rack 110, when the external temperature is lower than a first predetermined limit value 170 are optimized. Preferably, the thermal inertia of the building 100 is optimized. In particular the architecture and the exposure of the building 100 limit the contributions in thermal energy.
Le système de refroidissement 105 comporte au moins un dispositif de production de froid 135 comportant un milieu réactif dans un réacteur 145, un réservoir comportant un fluide et des moyens de circulation 140 du fluide entre le réservoir et le réacteur 145. Le fluide et le milieu réactif produisent une réaction thermochimique réversible par un apport d’énergie, la vaporisation du fluide entre le réservoir et le réacteur 145 absorbe de la chaleur.The cooling system 105 comprises at least one cold-generating device 135 comprising a reactive medium in a reactor 145, a reservoir comprising a fluid and means for circulating the fluid 140 between the reservoir and the reactor 145. The fluid and the medium The reagent produces a reversible thermochemical reaction by supply of energy, the vaporization of the fluid between the reservoir and the reactor 145 absorbs heat.
Préférentiellement, le fluide est de l’ammoniac. Le fluide réagit avec le milieu réactif dans le réacteur 145, la réaction est alors exothermique. Une fois la réaction thermochimique terminée, le réacteur 145 est approvisionné en énergie pour inverser la réaction thermochimique et séparer le fluide du milieu réactif. Avec l’apport d’énergie, le fluide sous forme gazeuse est expulsé vers un condenseur. Puis le fluide est stocké dans un réservoir sous forme liquide. La vaporisation du fluide dans au moins d’un vaporisateur 140 du dispositif de production de froid 135 produit une absorption de chaleur. Dans le vaporisateur 140 le fluide passe de l’état liquide à l’état gazeux. Le fluide est ensuite injecté dans le réacteur 145 pour reproduire le cycle décrit ci-dessus.Preferably, the fluid is ammonia. The fluid reacts with the reactive medium in the reactor 145, the reaction is then exothermic. Once the thermochemical reaction is complete, the reactor 145 is supplied with energy to reverse the thermochemical reaction and separate the fluid from the reactive medium. With the addition of energy, the fluid in gaseous form is expelled to a condenser. Then the fluid is stored in a reservoir in liquid form. The vaporization of the fluid in at least one vaporizer 140 of the cold producing device 135 produces heat absorption. In the vaporizer 140 the fluid changes from the liquid state to the gaseous state. The fluid is then injected into the reactor 145 to reproduce the cycle described above.
Préférentiellement, le système de refroidissement 105 comporte au moins cinq dispositifs de production de froid 135.Preferably, the cooling system 105 comprises at least five cold generating devices 135.
Préférentiellement, l’apport en énergie du réacteur 145 est un apport en énergie thermique. Les conditions météorologiques à l’extérieur du centre de données 10 peuvent être exploitées afin d’apporter la réaction thermochimique pour refroidir le bâtiment 100.Preferably, the energy input of the reactor 145 is a thermal energy input. The weather conditions outside the data center 10 can be exploited to provide the thermochemical reaction to cool the building 100.
Dans des modes de réalisation, le centre de données 10 comporte au moins un panneau solaire 215 ou au moins une source d’énergie thermique fatale 220 produisant de l’énergie thermique. On rappelle ici que l’énergie fatale est une énergie inéluctablement présente ou piégée dans certains processus ou produits. La source d’énergie thermique fatale peut provenir d’un processus industriel, d’une déchetterie, des gaz d’échappement d’un groupe de production d’électricité (gaz ou diesel) ou de tout autre dispositif à partir du moment où les conditions suivantes d’utilisation sont réunies. La température de la source de chaleur fatale 220 est comprise entre 150°C et 200 °C. La puissance disponible en sortie de la source de chaleur fatale est comprise entre deux et trois fois la puissance du réacteur 145. L’énergie thermique alimente le réacteur 145 du dispositif de production de froid 135 en énergie pour inverser la réaction thermochimique. Grâce à ces modes de réalisation, la consommation en énergie électrique du système de refroidissement 105 est diminuée et l’indicateur d’efficacité énergétique du centre de données 10 est amélioré.In embodiments, the data center 10 has at least one solar panel 215 or at least one fatal thermal energy source 220 producing thermal energy. It is recalled here that the fatal energy is an energy inevitably present or trapped in certain processes or products. The source of fatal thermal energy may come from an industrial process, a dump, the exhaust gases of an electricity generating group (gas or diesel) or any other device from the moment the following conditions of use are met. The temperature of the fatal heat source 220 is between 150 ° C and 200 ° C. The power available at the output of the fatal heat source is between two and three times the power of the reactor 145. The thermal energy supplies the reactor 145 of the cold production device 135 with energy to reverse the thermochemical reaction. With these embodiments, the electrical power consumption of the cooling system 105 is decreased and the energy efficiency indicator of the data center 10 is improved.
Chaque panneau solaire 215 concentre le rayonnement solaire capté sur au moins un tube comportant un fluide caloporteur. Préférentiellement, le fluide caloporteur est de l’eau sous pression. Le fluide caloporteur est acheminé jusqu’au réacteur 145 par l’activation d’une pompe.Each solar panel 215 concentrates the solar radiation captured on at least one tube comprising a heat transfer fluid. Preferably, the coolant is water under pressure. The heat transfer fluid is conveyed to the reactor 145 by the activation of a pump.
Dans des modes de réalisation préférentiels, chaque panneau solaire 215 est un panneau solaire parabolique à verre réfléchissant. Ces modes de réalisation permettent d’augmenter la quantité d’énergie transmise au fluide caloporteur. Préférentiellement, chaque panneau solaire 215 est disposé sur un toit du bâtiment 100 du centre de données 10. Préférentiellement, chaque panneau solaire 215 comporte au moins capteur d’incidence de rayons solaire et un support mobile configuré pour orienter le panneau solaire 215 en fonction de l’incidence des rayons solaires captée. Le support mobile est configuré pour disposer chaque panneau solaire 215 dans une position dite de sécurité limitant les risques d’endommagement de chaque panneau solaire 215 lors d’intempéries.In preferred embodiments, each solar panel 215 is a parabolic solar panel with reflective glass. These embodiments make it possible to increase the quantity of energy transmitted to the coolant. Preferably, each solar panel 215 is disposed on a roof of the building 100 of the data center 10. Preferably, each solar panel 215 comprises at least one solar ray incidence sensor and a movable support configured to orient the solar panel 215 as a function of the incidence of solar rays captured. The mobile support is configured to arrange each solar panel 215 in a so-called safety position limiting the risk of damage to each solar panel 215 during inclement weather.
Le système de refroidissement 105 comporte également au moins un dispositif de refroidissement à air 125 qui comporte un échangeur thermique à évaporation entre l’air extérieur 130 dans l’environnement du centre de données 10 et l’air intérieur 120 au centre de données 10. Le dispositif de refroidissement à air 125 est communément nommé « free cooling >> en anglais, soit littéralement « refroidissement gratuit >> en français. Préférentiellement, le dispositif de refroidissement à air comporte une centrale de traitement d’air (d’acronyme « CTA >>). L’air extérieur 130 dans l’environnement du centre de données 10 est humidifié dans le dispositif de refroidissement à air 125 qui comporte au moins un humidificateur d’air. L’énergie thermique contenue dans l’air intérieur 120 au centre de données 10 est transmise par échange thermique à l’air extérieur et humidifié 130. L’air intérieur 120 est donc refroidi.The cooling system 105 also comprises at least one air-cooling device 125 which includes an evaporative heat exchanger between the outside air 130 in the environment of the data center 10 and the inside air 120 at the data center 10. The air cooling device 125 is commonly called "free cooling" in English, literally "free cooling" in French. Preferably, the air cooling device comprises an air handling unit (acronym "CTA"). The outside air 130 in the environment of the data center 10 is humidified in the air cooler 125 which has at least one air humidifier. The heat energy contained in the indoor air 120 at the data center 10 is transmitted by heat exchange to the outside air and humidified 130. The indoor air 120 is thus cooled.
Le système de refroidissement 105 comporte au moins un automate de commande 190 du système de refroidissement 105.The cooling system 105 comprises at least one control automat 190 of the cooling system 105.
Le centre de données 10 comporte au moins un capteur de température externe 155 captant une température externe au centre de données 10. La température externe captée est transmise à l’automate de commande 190. Une commande, 200, 205 ou 210, issue de l’automate de commande 190 est en fonction de la température externe captée.The data center 10 comprises at least one external temperature sensor 155 sensing a temperature external to the data center 10. The sensed external temperature is transmitted to the control automaton 190. A command, 200, 205 or 210, issued from the The controller 190 is dependent on the sensed external temperature.
Le système de refroidissement 105 est commandé selon un premier mode de fonctionnement A lorsque la température externe est inférieure à une première valeur limite prédéterminée 170, dans lequel le dispositif de refroidissement à air 125 est activé sans évaporation d’eau. Préférentiellement, la première valeur limite prédéterminée 170 est égale à dix-huit degrés Celsius (18°C). Dans le premier mode de fonctionnement A de commande du système de refroidissement 105, le refroidissement passif du bâtiment 100 est mis en oeuvre pour refroidir chaque baie de serveurs 110 et le dispositif de refroidissement à air est activé sans évaporation d’eau.The cooling system 105 is controlled according to a first operating mode A when the external temperature is lower than a first predetermined limit value 170, in which the air-cooling device 125 is activated without evaporation of water. Preferably, the first predetermined limit value 170 is equal to eighteen degrees Celsius (18 ° C). In the first operating mode A control of the cooling system 105, the passive cooling of the building 100 is implemented to cool each server rack 110 and the air cooling device is activated without evaporation of water.
Le système de refroidissement 105 est commandé selon un deuxième mode de fonctionnement B lorsque la température externe est comprise entre la première valeur limite prédéterminée 170 et une deuxième valeur limite prédéterminée 175, dans lequel le dispositif de refroidissement à air 125 est activé avec évaporation d’eau. Préférentiellement, la deuxième valeur limite prédéterminée 175 est strictement supérieure à la première valeur limite prédétermine. Préférentiellement, la deuxième valeur limite prédéterminée 175 est égale à vingt-six degrés Celsius (26°C). Dans le deuxième mode de fonctionnement B cb commande du système de refroidissement 105, le refroidissement passif du bâtiment 100 est mis en oeuvre ainsi que le refroidissement par échange thermique avec évaporation d’eau du dispositif de refroidissement à air 125.The cooling system 105 is controlled according to a second operating mode B when the external temperature is between the first predetermined limit value 170 and a second predetermined limit value 175, in which the air-cooling device 125 is activated with evaporation of water. Preferably, the second predetermined limit value 175 is strictly greater than the first predetermined limit value. Preferably, the second predetermined limit value 175 is equal to twenty-six degrees Celsius (26 ° C). In the second operating mode B cb control of the cooling system 105, the passive cooling of the building 100 is implemented as well as the cooling by heat exchange with evaporation of water of the air cooling device 125.
Le système de refroidissement 105 est commandé selon un troisième mode de fonctionnement C lorsque la température externe est supérieure à la deuxième valeur limite prédéterminée 175, dans lequel le dispositif de production de froid 135 et le dispositif de refroidissement à air 125 sont activés.The cooling system 105 is controlled according to a third mode of operation C when the external temperature is higher than the second predetermined limit value 175, in which the cold producing device 135 and the air cooling device 125 are activated.
Préférentiellement, une fois que le système de refroidissement 105 est commandé selon le troisième mode de fonctionnement C et que la température externe est inférieure à la deuxième valeur limite prédéterminée 175, l’automate de commande 190 commande le système de refroidissement selon le premier mode de fonctionnement A ou le deuxième mode de fonctionnement B si la température interne est inférieure à une troisième valeur limite prédéterminée 180.Preferably, once the cooling system 105 is controlled according to the third mode of operation C and the external temperature is lower than the second predetermined limit value 175, the controller 190 controls the cooling system according to the first mode of operation. operation A or the second operating mode B if the internal temperature is lower than a third predetermined limit value 180.
Dans des modes de réalisation préférentiels, l’automate de commande 190 commande le système de refroidissement 105 selon le troisième mode de fonctionnement C lorsque la température interne 185 est supérieure à la troisième valeur limite prédéterminée dite «valeur de consigne» 180 durant une première durée prédéterminée. Ces modes de réalisation permettent d’utiliser momentanément le dispositif de production de froid 135 lorsque le dispositif de refroidissement à air 125 est insuffisant pour que la température interne atteigne la valeur de consigne alors que la deuxième valeur limite prédéterminée 175 n’est pas dépassée. Préférentiellement, la première durée prédéterminée est égale à dix minutes.In preferred embodiments, the controller 190 controls the cooling system 105 according to the third mode of operation C when the internal temperature 185 is greater than the third predetermined limit value called "set value" 180 during a first duration. predetermined. These embodiments make it possible to momentarily use the cold generating device 135 when the air cooling device 125 is insufficient for the internal temperature to reach the set value while the second predetermined limit value 175 is not exceeded. Preferably, the first predetermined duration is equal to ten minutes.
Dans des modes de réalisation, le système de refroidissement 105 comporte un réservoir de stockage d’énergie frigorifique 230 comportant de l’eau, le stockage d’énergie frigorifique étant effectué par changement de phase de l’eau d’une phase liquide à une phase solide. L’énergie frigorifique est stockée lorsque le système de refroidissement 105 est commandé selon le premier mode de fonctionnement A, l’énergie frigorifique étant consommée lorsque le système de refroidissement 105 est commandé selon le deuxième mode de fonctionnement B et/ou le troisième mode de fonctionnement G.In embodiments, the cooling system 105 includes a refrigerating energy storage tank 230 including water, the refrigeration energy storage being effected by changing the phase of the water from a liquid phase to a liquid phase. solid phase. The cooling energy is stored when the cooling system 105 is controlled according to the first operating mode A, the cooling energy being consumed when the cooling system 105 is controlled according to the second operating mode B and / or the third operating mode. G. operation
Le réservoir de stockage d’énergie frigorifique 230 est un réservoir comportant de l’eau, dont l’eau est transformée en glace par absorption thermique. Le dispositif de production de froid 135 absorbe l’énergie frigorifique de l’eau et de la glace contenue dans le réservoir de stockage d’énergie frigorifique 230 lors de la vaporisation du fluide dans le dispositif de production de froid 135. L’enthalpie massique de l’air extérieur dépend de la température de l’air extérieur et de l’hygrométrie de l’air extérieur. Plus l’enthalpie massique de l’air extérieur est élevé plus la capacité du dispositif de refroidissement à air 125 est amoindrie.The cooling energy storage tank 230 is a reservoir comprising water, whose water is converted into ice by thermal absorption. The cold producing device 135 absorbs the cooling energy of water and ice contained in the cold energy storage tank 230 during the vaporization of the fluid in the cold production device 135. The mass enthalpy outside air depends on the outside air temperature and the hygrometry of the outside air. The higher the mass enthalpy of the outside air, the lower the capacity of the air cooler 125 is reduced.
Dans des modes de réalisation, le centre de données 10 comporte des moyens de capture de l’enthalpie massique de l’air extérieur 160 à proximité du centre de données 10, lorsque l’enthalpie massique est supérieure à une première valeur limite prédéterminée d’enthalpie massique, le dispositif de production de froid 135 est activé jusqu’à ce que l’enthalpie massique extérieur soit inférieure à une deuxième valeur limite prédéterminée d’enthalpie massique durant une deuxième durée prédéterminée. Le moyen de capture de l’enthalpie massique de l’air extérieur 160 comporte un capteur hygrométrique. Le moyen de capture de l’enthalpie massique de l’air extérieur 160 calcule l’enthalpie massique de l’air extérieur au moyen de la température externe captée et de l’hygrométrie captée.In embodiments, the data center 10 includes means for capturing the mass enthalpy of the outside air 160 near the data center 10, when the mass enthalpy is greater than a first predetermined limit value of mass enthalpy, the cold producing device 135 is activated until the external mass enthalpy is less than a second predetermined limit value of mass enthalpy for a second predetermined duration. The means for capturing the mass enthalpy of the outside air 160 comprises a hygrometric sensor. The means for capturing the mass enthalpy of the outside air 160 calculates the mass enthalpy of the outside air by means of the external temperature sensed and the hygrometry captured.
Préférentiellement, la première valeur limite prédéterminée d’enthalpie massique est égale à 60 kJ/kgAS (kilojoules par kilogrammes d’air sec) et la deuxième valeur limite prédéterminée d’enthalpie massique est égale à 50 kJ/kgAS. On rappelle ici que l’enthalpie massique de l’air sec à zéro degré est, par convention, de Ο kJ/kgAS. Préférentiellement, la deuxième durée prédéterminée est de soixante minutes.Preferably, the first predetermined limit value of mass enthalpy is equal to 60 kJ / kg AS (kilojoules per kilogram of dry air) and the second predetermined limit value of specific enthalpy is equal to 50 kJ / kg AS. It is recalled here that the mass enthalpy of dry air at zero degrees is, by convention, Ο kJ / kgAS. Preferably, the second predetermined duration is sixty minutes.
Dans des modes de réalisation, le centre de données 10 comporte un dispositif de capture de données météorologiques 165, au moins une valeur limite, 170, 175, 180, la première valeur limite prédéterminée d’enthalpie, la deuxième valeur limite prédéterminée d’enthalpie, la première durée prédéterminée et/ou la deuxième durée prédéterminée étant modifiées en fonction des données météorologiques captées. L’automate de commande 190 comporte des moyens 195 d’adaptation d’au moins une valeur prédéterminée en fonction des données météorologiques captées. Le moyen d’adaptation 195 est un microprocesseur, par exemple.In embodiments, the data center 10 includes a meteorological data capture device 165, at least one limit value, 170, 175, 180, the first predetermined limit value of enthalpy, the second predetermined limit value of enthalpy. , the first predetermined duration and / or the second predetermined duration being modified according to the meteorological data captured. The controller 190 comprises means 195 for adapting at least one predetermined value according to the meteorological data received. The adaptation means 195 is a microprocessor, for example.
Les données météorologiques captées par le dispositif de capture de données météorologiques 165 sont la température, l’hygrométrie, la vitesse et direction du vent pour commander l’orientation et le repli des panneaux solaires. Le capteur de température externe 155 et les moyens de capture de l’enthalpie massique de l’air extérieur 160 peuvent être intégrés au dispositif de capture de données météorologiques 165.The meteorological data captured by the meteorological data capturing device 165 are temperature, hygrometry, wind speed and direction to control the orientation and folding of the solar panels. The external temperature sensor 155 and the means for capturing the mass enthalpy of the outside air 160 may be integrated with the meteorological data capture device 165.
Dans des modes de réalisation, au moins une valeur limites prédéterminée est modifiée en fonction des préférences des utilisateurs.In embodiments, at least one predetermined limit value is changed according to user preferences.
Sur la figure 1, l’automate de commande 190 collecte les données suivantes : - température interne, - température externe, - enthalpie massique de l’air extérieur et - les données météorologiques.In FIG. 1, the control automat 190 collects the following data: internal temperature, external temperature, mass enthalpy of the outside air and meteorological data.
Les valeurs limites suivantes sont stockées dans une mémoire de l’automate de commande 190 : - la première valeur limite prédéterminée 170, - la deuxième valeur limite prédéterminée 175, - la troisième valeur limite prédéterminée 180 ou valeur de consigne, - la première valeur limite d’enthalpie, - la deuxième valeur limite d’enthalpie, - la première durée prédéterminée et/ou - la deuxième durée prédéterminée.The following limit values are stored in a memory of the controller 190: the first predetermined limit value 170, the second predetermined limit value 175, the third predetermined limit value 180 or the set value, the first limit value. of enthalpy, - the second limit value of enthalpy, - the first predetermined duration and / or - the second predetermined duration.
En fonction de données captées, l’automate de commande 190 envoie une consigne 200 de mise en fonctionnement ou d’arrêt d’un dispositif d’évaporation du dispositif de refroidissement à air 125. L’automate de commande 190 envoie une consigne 205 de stockage ou de consommation de l’énergie frigorifique par le réservoir de stockage d’énergie frigorifique 230. L’automate de commande 190 envoie une consigne 210 de mise en fonctionnement ou d’arrêt du dispositif de production de froid 135 uniquement si le dispositif de refroidissement à air 125 est déjà en fonctionnement.Depending on the data collected, the controller 190 sends a set 200 for starting or stopping an evaporation device of the air-cooling device 125. The control automat 190 sends a setpoint 205 of storage or consumption of the cooling energy by the refrigerating energy storage tank 230. The control automat 190 sends a set-point 210 for starting or stopping the cold-generating device 135 only if the cooling device air cooling 125 is already in operation.
On appelle mise en fonctionnement du dispositif de production de froid 135 la vaporisation du fluide.The operation of the cold generating device 135 is called the vaporization of the fluid.
Le froid issu du vaporisateur 140 du dispositif de production de froid 135 peut être injecté directement dans un réseau d’eau glacée en sortie du système de refroidissement 115 ou le froid peut être stocké dans le réservoir de stockage d’énergie frigorifique 230 et injecté ultérieurement dans le réseau d’eau glacée 115 en sortie du système de refroidissement 105.The cold from the vaporizer 140 of the cold-producing device 135 can be injected directly into an ice-water network at the outlet of the cooling system 115 where the cold can be stored in the cold energy storage tank 230 and injected later. in the chilled water network 115 at the outlet of the cooling system 105.
Préférentiellement, l’air interne au centre de données 10 est aspiré par au moins une bouche d’aération liée à un conduit d’aération orientant le flux d’air 120 en entrée du dispositif de refroidissement à air 125. Le conduit d’aération 120 est préférentiellement parallèle à un conduit du réseau d’eau glacée 115 en sortie du système de refroidissement 105. Préférentiellement, chaque baie de serveurs 110 est disposée perpendiculairement aux flux d’air 120 définit par un conduit d’aération.Preferably, the air inside the data center 10 is sucked by at least one aeration mouth connected to a ventilation duct directing the air flow 120 at the inlet of the air-cooling device 125. The ventilation duct 120 is preferably parallel to a duct of the chilled water network 115 at the outlet of the cooling system 105. Preferably, each server rack 110 is disposed perpendicular to the air flow 120 defined by a ventilation duct.
Lorsque le système de refroidissement 105 est commandé selon le deuxième mode de fonctionnement B, le flux d’air 120 provient d’une salle du bâtiment 100 comportant au moins une baie de serveurs 110 et est aspiré jusqu’au dispositif de refroidissement à air 125. Un échange thermique a lieu dans le dispositif de refroidissement à air 125 avec un flux d’air extérieur 130 au centre de données 10. Préférentiellement, les flux d’air intérieur 120 et d’air extérieur 130 sont orientés selon des sens opposés.When the cooling system 105 is controlled according to the second mode of operation B, the airflow 120 comes from a building room 100 having at least one server rack 110 and is sucked up to the air-cooling device 125 Thermal exchange takes place in the air-cooling device 125 with an outside air flow 130 at the data center 10. Preferentially, the flows of the interior air 120 and of the outside air 130 are oriented in opposite directions.
Lorsque le système de refroidissement 105 est commandé selon le troisième mode de fonctionnement G, le flux d’air 120 provient d’une salle du bâtiment 100 comportant au moins une baie de serveurs 110 et est aspiré jusqu’au dispositif de refroidissement à air 125. Un échange thermique a lieu dans le dispositif de refroidissement à air 125 avec un flux d’air extérieur au centre de données 130.When the cooling system 105 is controlled according to the third mode of operation G, the airflow 120 comes from a building room 100 having at least one server rack 110 and is sucked up to the air-cooling device 125 A heat exchange takes place in the air cooler 125 with a flow of air outside the data center 130.
Préférentiellement, les flux sont orientés selon des sens opposés. Un échange thermique a ensuite lieu entre le réseau d’eau glacée 115 en sortie du vaporisateur 140 du dispositif de production de froid 135 qui absorbe la chaleur du flux 120 en sortie du dispositif de refroidissement à air 125.Preferably, the flows are oriented in opposite directions. A heat exchange then takes place between the chilled water network 115 at the outlet of the vaporizer 140 of the cold-generating device 135 which absorbs the heat of the flow 120 at the outlet of the air-cooling device 125.
Dans les modes de réalisation dans lesquels de l’énergie frigorifique a préalablement été stockée dans le réservoir de stockage 230, au moins une partie du réseau d’eau glacée 115 en sortie du dispositif de refroidissement à air 125 est refroidi par échange thermique avec l’eau contenue dans le réservoir de stockage 230 avant ou après avoir été refroidi par le dispositif de production de froid 135.In embodiments in which refrigeration energy has previously been stored in the storage tank 230, at least a portion of the chilled water network 115 at the outlet of the air-cooling device 125 is cooled by heat exchange with the water contained in the storage tank 230 before or after having been cooled by the cold generating device 135.
On observe sur la figure 2, un graphique schématique représentant le mode de fonctionnement du système de refroidissement 105 du centre de données 10 par l’automate de commande 190 en fonction du temps. L’abscisse 25 représente le temps sur une journée comportant vingt-quatre heures. L’ordonnée 24 représente, en ce qui concerne les courbes 21,22, 26, 27, et 28 une température en degrés Celsius et en ce qui concerne les courbes 23, 29 et 30, une enthalpie massique en kJ/kgAS.FIG. 2 shows a schematic diagram showing the operating mode of the cooling system 105 of the data center 10 by the control automaton 190 as a function of time. The abscissa 25 represents the time on a day comprising twenty-four hours. The ordinate 24 represents, with regard to the curves 21,22, 26, 27, and 28 a temperature in degrees Celsius and as regards the curves 23, 29 and 30, a specific enthalpy in kJ / kgAS.
La courbe 21 représente la température interne captée. La courbe 22 représente la température externe captée. La courbe 23 représente l’enthalpie massique de l’air extérieur captée. La courbe 26 représente la première valeur limite prédéterminée. La courbe 27 représente la deuxième valeur limite prédéterminée. La courbe 28 représente la valeur de consigne située entre la courbe 26 et la courbe 27. La courbe 29 représente la première valeur prédéterminée d’enthalpie. La courbe 30 représente la deuxième valeur prédéterminée d’enthalpie qui est inférieure à la courbe 29. Les courbes 26, 27, 28, 29 et 30 sont des droites. L’intervalle 31 sur l’abscisse 25 représente la première durée prédéterminée. L’intervalle 32 sur l’abscisse 25 représente la deuxième durée prédéterminée. Le graphe est séparé verticalement par des droites correspondant à des évènements susceptibles de changement de mode de fonctionnement du système de refroidissement 105 du centre de données 10.Curve 21 represents the internal temperature sensed. Curve 22 represents the sensed external temperature. Curve 23 represents the mass enthalpy of the captured outside air. Curve 26 represents the first predetermined limit value. Curve 27 represents the second predetermined limit value. Curve 28 represents the set point between curve 26 and curve 27. Curve 29 represents the first predetermined value of enthalpy. Curve 30 represents the second predetermined value of enthalpy that is less than curve 29. Curves 26, 27, 28, 29 and 30 are straight lines. The interval 31 on the abscissa 25 represents the first predetermined duration. The interval 32 on the abscissa 25 represents the second predetermined duration. The graph is separated vertically by lines corresponding to events likely to change the operating mode of the cooling system 105 of the data center 10.
Dans la première section, la courbe représentative de la température externe 21 est inférieure à la première valeur limite prédéterminée 26. Et la courbe représentative de l’enthalpie massique de l’air extérieur 23 est inférieure à la première valeur limite prédéterminée d’enthalpie 29. Le système de refroidissement 105 est commandé selon le premier mode de fonctionnement A.In the first section, the curve representative of the external temperature 21 is lower than the first predetermined limit value 26. And the curve representative of the mass enthalpy of the outside air 23 is lower than the first predetermined limit value of enthalpy 29 The cooling system 105 is controlled according to the first operating mode A.
Dans la deuxième section, la courbe représentative de la température externe 21 est supérieure à la première valeur limite prédéterminée 26 et inférieure à la deuxième valeur limite prédéterminée 27. Et la courbe représentative de l’enthalpie massique de l’air extérieur 23 est inférieure à la première valeur limite prédéterminée d’enthalpie 29. Le système de refroidissement 105 est commandé selon le deuxième mode de fonctionnement B.In the second section, the curve representative of the external temperature 21 is greater than the first predetermined limit value 26 and less than the second predetermined limit value 27. And the representative curve of the mass enthalpy of the outside air 23 is less than the first predetermined limit value of enthalpy 29. The cooling system 105 is controlled according to the second mode of operation B.
Dans la troisième section, la courbe représentative de la température interne 21 est supérieure à la valeur de consigne 28 et inférieure à la deuxième valeur limite prédéterminée 175. Et la courbe représentative de l’enthalpie massique de l’air extérieur 23 est inférieure à la première valeur limite prédéterminée d’enthalpie 29. Le système de refroidissement 105 est commandé selon le deuxième mode de fonctionnement B et une temporisation égale à la première durée prédéterminée 31 est débutée.In the third section, the curve representative of the internal temperature 21 is greater than the set value 28 and lower than the second predetermined limit value 175. And the curve representative of the mass enthalpy of the outside air 23 is less than the first predetermined limit value of enthalpy 29. The cooling system 105 is controlled according to the second operating mode B and a timer equal to the first predetermined duration 31 is started.
Dans la quatrième section, la courbe représentative de la température interne 21 est supérieure à la valeur de consigne 28 et inférieure à la deuxième valeur limite prédéterminée 175 depuis le début de la première durée prédéterminée 31 qui est écoulée. Et la courbe représentative de l’enthalpie massique de l’air extérieur 23 est inférieure à la première valeur limite prédéterminée d’enthalpie 29. Le système de refroidissement 105 est commandé selon le troisième mode de fonctionnement G.In the fourth section, the curve representative of the internal temperature 21 is greater than the set point 28 and lower than the second predetermined limit value 175 since the beginning of the first predetermined duration 31 which has elapsed. And the representative curve of the mass enthalpy of the outside air 23 is lower than the first predetermined limit value of enthalpy 29. The cooling system 105 is controlled according to the third mode of operation G.
Dans la cinquième section, la courbe représentative de la température interne 21 est inférieure à la deuxième valeur de consigne 28. Et la courbe représentative de l’enthalpie massique de l’air extérieur 23 est inférieure à la première valeur limite prédéterminée d’enthalpie 29. Le système de refroidissement 105 est commandé selon le deuxième mode de fonctionnement B.In the fifth section, the curve representative of the internal temperature 21 is lower than the second reference value 28. And the curve representative of the mass enthalpy of the outside air 23 is less than the first predetermined limit value of enthalpy 29 The cooling system 105 is controlled according to the second operating mode B.
Dans la sixième section, la courbe représentative de la température externe 22 est supérieure à la deuxième valeur limite prédéterminée 27. Et la courbe représentative de l’enthalpie massique de l’air extérieur 23 est inférieure à la première valeur limite prédéterminée d’enthalpie 29. Le système de refroidissement 105 est commandé selon le troisième mode de fonctionnement G.In the sixth section, the curve representative of the external temperature 22 is greater than the second predetermined limit value 27. And the curve representative of the mass enthalpy of the outside air 23 is lower than the first predetermined limit value of enthalpy 29 The cooling system 105 is controlled according to the third mode of operation G.
Dans la septième section, la courbe représentative de la température externe 22 est inférieure à la deuxième valeur limite prédéterminée 27 et la courbe représentative de la température interne est supérieure à la valeur de consigne 28. Et la courbe représentative de l’enthalpie massique de l’air extérieur 23 est inférieure à la première valeur limite prédéterminée d’enthalpie 29. Le système de refroidissement 105 est commandé selon le troisième mode de fonctionnement G.In the seventh section, the curve representative of the external temperature 22 is smaller than the second predetermined limit value 27 and the curve representative of the internal temperature is greater than the reference value 28. And the curve representative of the mass enthalpy of the Outside air 23 is less than the first predetermined limit value of enthalpy 29. Cooling system 105 is controlled according to the third mode of operation G.
Dans la huitième section, la courbe représentative de la température externe 22 est inférieure à la deuxième valeur limite prédéterminée 27 et la courbe représentative de la température interne est inférieure à la valeur de consigne 28. Et la courbe représentative de l’enthalpie massique de l’air extérieur 23 est inférieure à la première valeur limite prédéterminée d’enthalpie 29. Le système de refroidissement 105 est commandé selon le deuxième mode de fonctionnement B.In the eighth section, the curve representative of the external temperature 22 is smaller than the second predetermined limit value 27 and the curve representative of the internal temperature is less than the set value 28. And the curve representative of the mass enthalpy of the Outside air 23 is less than the first predetermined limit value of enthalpy 29. Cooling system 105 is controlled according to second operating mode B.
Dans la neuvième section, la courbe représentative de la température externe 22 est supérieure à la première valeur limite prédéterminée 26 et inférieure à la deuxième valeur limite prédéterminée 27. Et la courbe représentative de l’enthalpie massique de l’air extérieur 23 est supérieure à la première valeur limite prédéterminée d’enthalpie 29. Le système de refroidissement 105 est commandé selon le troisième mode de fonctionnement G.In the ninth section, the curve representative of the external temperature 22 is greater than the first predetermined limit value 26 and lower than the second predetermined limit value 27. And the representative curve of the mass enthalpy of the outside air 23 is greater than the first predetermined limit value of enthalpy 29. The cooling system 105 is controlled according to the third mode of operation G.
Dans la dixième section, la courbe représentative de la température externe 22 est inférieure à la première valeur limite prédéterminée 26. Et la courbe représentative de l’enthalpie massique de l’air extérieur 23 est inférieure à la deuxième valeur limite prédéterminée d’enthalpie 30 et une temporisation égale à la deuxième durée prédéterminée 32 est débutée. Le système de refroidissement 105 est commandé selon le troisième mode de fonctionnement G.In the tenth section, the curve representative of the external temperature 22 is lower than the first predetermined limit value 26. And the curve representative of the mass enthalpy of the outside air 23 is lower than the second predetermined limit value of enthalpy 30 and a timer equal to the second predetermined duration 32 is started. The cooling system 105 is controlled according to the third mode of operation G.
Dans la onzième et dernière section, la courbe représentative de la température externe 22 est inférieure à la première valeur limite prédéterminée 26. Et la courbe représentative de l’enthalpie massique de l’air extérieur 23 est restée inférieure à la deuxième valeur limite prédéterminée d’enthalpie 30 pendant la deuxième durée prédéterminée 32 qui est écoulé. Le système de refroidissement 105 est commandé selon le premier mode de fonctionnement A.In the eleventh and last section, the curve representative of the external temperature 22 is lower than the first predetermined limit value 26. And the curve representative of the mass enthalpy of the outside air 23 has remained lower than the second predetermined limit value d enthalpy 30 for the second predetermined duration 32 which has elapsed. The cooling system 105 is controlled according to the first operating mode A.
On observe sur la figure 3, un logigramme schématique d’un procédé de refroidissement 300 d’un centre de données 10 comportant au moins une baie de serveurs 110 et un système de refroidissement 105 tel que décrit en regard de la figure 1 ci-dessus.FIG. 3 shows a schematic flow diagram of a cooling method 300 of a data center 10 comprising at least one server rack 110 and a cooling system 105 as described with reference to FIG. 1 above. .
Le procédé de refroidissement 300 comporte au moins une étape de capture pour chaque transition 302, 304, 313, d’une température externe au centre de données 10. La température externe au centre de données 10 est captée en continu par le capteur de température externe 155. L’automate de commande 190 compare la température externe avec la valeur de consigne plus un.The cooling method 300 comprises at least one capture step for each transition 302, 304, 313, of a temperature external to the data center 10. The external temperature at the data center 10 is continuously sensed by the external temperature sensor 155. The controller 190 compares the external temperature with the setpoint plus one.
Le procédé de refroidissement 300 comporte une étape 301, 303, 309 de commande du système de refroidissement 105.The cooling method 300 comprises a step 301, 303, 309 for controlling the cooling system 105.
Le procédé de refroidissement 300 comporte une étape de commande 301 du système de refroidissement 105 selon un premier mode de fonctionnement A lorsque la température externe est inférieure à une première valeur limite prédéterminée 170, dans lequel le dispositif de refroidissement à air est activé sans évaporation d’eau.The cooling method 300 comprises a control step 301 of the cooling system 105 according to a first operating mode A when the external temperature is lower than a first predetermined limit value 170, in which the air cooling device is activated without evaporation of 'water.
Le procédé de refroidissement 300 comporte une étape de commande 303 selon un deuxième mode de fonctionnement B lorsque la température externe est comprise entre la première valeur limite prédéterminée 170 et la deuxième valeur prédéterminée 175, dans lequel un dispositif de refroidissement à air 125 est activé.The cooling method 300 includes a control step 303 in a second operating mode B when the external temperature is between the first predetermined limit value 170 and the second predetermined value 175, in which an air cooling device 125 is activated.
Le procédé de refroidissement 300 comporte une étape de commande 309 selon un troisième mode de fonctionnement G lorsque la température externe est supérieure à la deuxième valeur limite prédéterminée, dans lequel un dispositif de production de froid 135 et le dispositif de refroidissement à air 125 sont activés.The cooling method 300 comprises a control step 309 according to a third operating mode G when the external temperature is higher than the second predetermined limit value, in which a cold-generating device 135 and the air-cooling device 125 are activated. .
Tant que la commande du système de refroidissement 105 n’est pas modifiée par le procédé de refroidissement 300, le système de refroidissement 105 continue d’être commandé selon le mode de fonctionnement A, B ou G précédemment actif.As long as the control of the cooling system 105 is not changed by the cooling method 300, the cooling system 105 continues to be controlled according to the operating mode A, B or G previously active.
Lorsque la température externe est inférieure à la première valeur limite prédéterminée 170, l’étape 301 de mise en fonctionnement du système de refroidissement 105 selon le premier mode de fonctionnement A est active. La température externe est captée en continue et comparée à la première valeur limite prédéterminée 170 et à la deuxième valeur limite prédéterminée 175. La transition 302 présente une condition associée de comparaison, si la température externe est supérieure à la valeur limite prédéterminée 170 alors le procédé de refroidissement 300 passe à l’étape 303 de mise en fonctionnement du système de refroidissement 105 selon le deuxième mode de fonctionnement B. Sinon l’étape de commande 301 du système de refroidissement 105 selon le premier mode de fonctionnement A est active.When the external temperature is below the first predetermined limit value 170, the step 301 of operating the cooling system 105 according to the first operating mode A is active. The external temperature is continuously sensed and compared with the first predetermined limit value 170 and the second predetermined limit value 175. The transition 302 has an associated comparison condition, if the external temperature is greater than the predetermined limit value 170 then the process cooling circuit 300 goes to step 303 for operating the cooling system 105 according to the second operating mode B. Otherwise the control step 301 of the cooling system 105 according to the first operating mode A is active.
Lors de la transition 304 suivant l’étape 303, si la température externe est supérieure à la deuxième valeur limite prédéterminée 175, le procédé passe à l’étape 309 de commande du système de refroidissement selon le troisième mode de fonctionnement C.During transition 304 following step 303, if the external temperature is greater than the second predetermined limit value 175, the method proceeds to step 309 of controlling the cooling system according to the third mode of operation C.
Simultanément, lors de la transition 305, si la température interne est supérieure à la valeur de consigne 180, le procédé passe à la transition 306 de temporisation selon une première durée prédéterminée. Si pendant la durée de la temporisation et à la fin de la temporisation, le critère de la transition 307 est vérifiée, c’est à dire si la température interne est supérieure à la valeur de consigne 180, l’étape de commande 309 du système de refroidissement 105 selon le troisième mode de fonctionnement C est activée.At the same time, during the transition 305, if the internal temperature is higher than the set value 180, the process proceeds to the timer transition 306 by a first predetermined duration. If during the time of the delay and at the end of the delay, the transition criterion 307 is satisfied, ie if the internal temperature is greater than the set value 180, the control step 309 of the system according to the third mode of operation C is activated.
Sinon l’étape de commande 303 du système de refroidissement 105 selon le deuxième mode de fonctionnement B est activée.Otherwise the control step 303 of the cooling system 105 according to the second operating mode B is activated.
Chaque transition 304, 305, et 307 sont testées de façon régulière.Each transition 304, 305, and 307 are tested on a regular basis.
Dans des modes de réalisation préférentiels, une transition 308 suivant l’étape de commande 303 dont la condition est de déterminer si l’enthalpie de l’air extérieur est supérieure à la première valeur limite prédéterminée d’enthalpie est testée en parallèle du groupe comportant les transitions 304, 305, 306 et 307. Si la condition de la transition 308 est vérifiée, les transitions 304, 305, 306 et 307 ne sont pas vérifiées, l’étape de commande 309 du système de refroidissement 105 selon le troisième mode de fonctionnement C est directement activé. Sinon, l’étape de commande 303 du système de refroidissement 125 selon le deuxième mode de fonctionnement B continue d’être mise en oeuvre et les transitions 304 et 305 continuent d’être testées. Dès que l’étape de commande 309 du système de refroidissement 105 selon le troisième mode de fonctionnement C est activée et tant que la température externe est supérieure à la deuxième valeur limite prédéterminée 175, l’étape de commande 309 continue d’être mise en oeuvre.In preferred embodiments, a transition 308 following the control step 303 whose condition is to determine whether the enthalpy of the outside air is greater than the first predetermined limit value of enthalpy is tested in parallel with the group comprising transitions 304, 305, 306 and 307. If the condition of the transition 308 is satisfied, the transitions 304, 305, 306 and 307 are not verified, the control step 309 of the cooling system 105 according to the third mode of C operation is directly activated. Otherwise, the control step 303 of the cooling system 125 according to the second operating mode B continues to be implemented and the transitions 304 and 305 continue to be tested. As soon as the control step 309 of the cooling system 105 according to the third operating mode C is activated and as long as the external temperature is greater than the second predetermined limit value 175, the control step 309 continues to be put into operation. artwork.
Une transition 313 dont la condition est de déterminer si la température externe est inférieure à la valeur de consigne est mise en oeuvre. Si cette transition est validée, le système de refroidissement est commandé selon l’étape 301 ou l’étape 303.A transition 313 whose condition is to determine if the external temperature is lower than the set value is implemented. If this transition is enabled, the cooling system is controlled according to step 301 or step 303.
Dans des modes de réalisation préférentiels, avant la transition 313, une transition 310 dont la condition est de tester si l’enthalpie de l’air extérieur est inférieure à une deuxième valeur limite d’enthalpie prédéterminée est mise en oeuvre. Si la transition est vérifiée, une étape 311 de temporisation d’une deuxième durée prédéterminée est mise en oeuvre. Sinon l’étape de commande 309 selon le troisième mode de fonctionnement G continue d’être mise en oeuvre. Une fois la temporisation de l’étape 311 terminée, une transition 312 dont la condition est de vérifier si l’enthalpie de l’air extérieur est inférieure à la deuxième valeur limite d’enthalpie prédéterminée est testée.In preferred embodiments, before the transition 313, a transition 310 whose condition is to test whether the enthalpy of the outside air is less than a second predetermined limit value of enthalpy is implemented. If the transition is verified, a timing step 311 of a second predetermined duration is implemented. Otherwise the control step 309 according to the third mode of operation G continues to be implemented. Once the timing of step 311 has ended, a transition 312 whose condition is to check whether the enthalpy of the outside air is less than the second predetermined limit value of enthalpy is tested.
Lorsque les conditions de la transition 313 sont remplies, le procédé met en oeuvre l’étape de commande 303 du système de refroidissement 105 selon le deuxième mode de fonctionnement B.When the conditions of the transition 313 are satisfied, the method implements the control step 303 of the cooling system 105 according to the second operating mode B.
Et si la température interne est inférieure à la valeur de consigne et si la température externe est inférieure à la première valeur limite prédéterminée 170 et à la deuxième valeur limite prédéterminée 175, alors l’étape de commande 301 du système de refroidissement 105 selon le premier mode de fonctionnement A est activé.And if the internal temperature is lower than the set point and if the external temperature is lower than the first predetermined limit value 170 and the second predetermined limit value 175, then the control step 301 of the cooling system 105 according to the first operating mode A is activated.
Le procédé de refroidissement 300 est ainsi mis en oeuvre continuelle par un microprocesseur de l’automate de commande 190.The cooling method 300 is thus implemented continuously by a microprocessor of the control automaton 190.
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