Free cooling ne signifie pas gratuité du refroidissement. L’option n’en reste pas moins intéressante. Qu’il soit direct ou indirect, Rittal fait le point sur cette technologie.

Miser sur le free cooling et insuffler de l’air extérieur dans le centre de données ?
L’option mérite d’être analysée. Cela dit, le free cooling associé à la technologie de climatisation ne signifie nullement que le système de refroidissement IT soit entièrement gratuit, insiste Rittal. Il s’agit plutôt de limiter le plus possible l’utilisation d’installations de refroidissement à base de compresseurs. Et, idéalement, d’en arriver même au point où on n’aurait besoin d’énergie que pour alimenter les ventilateurs du free cooler et les éventuelles pompes d’eau froide. En outre, l’efficacité du système complet dépend fortement des conditions atmosphériques sur place. Un système de refroidissement indirect est plus propre, fonctionne de manière stable et compense très bien les variations de conditions atmosphériques et de température.

Le free cooling fonctionne suivant le principe de convection. Un module de free cooling installé à l’extérieur soustrait de la chaleur, via l’air ambiant, au liquide de refroidissement (généralement un mélange eau-glycol). Par exemple, un échangeur thermique avec lamelles, le long desquelles s’écoule de l’eau, soustrait de la chaleur à cette eau. Plus la surface des lamelles est importante, plus efficace est le fonctionnement du système. En utilisant plusieurs ventilateurs, on augmente la quantité d’air en circulation et on améliore ainsi les performances de refroidissement. Il en résulte une consommation énergétique minimale pour le refroidissement. La température d’entrée est toutefois juste supérieure à celle de l’air ambiant. Lors de la conception, une valeur guide d’environ +3 °C est prise en compte.

Free cooling direct : des avantages… et des inconvénients

Lors du refroidissement direct, l’agent de refroidissement est utilisé directement pour extraire de la chaleur du centre de données. Par exemple, les gestionnaires des grands centres de données situés dans un environnement homogène insufflent directement de l’air ambiant vers l’intérieur. Cette solution ne nécessite une énergie supplémentaire que pour le fonctionnement des ventilateurs.

Elle présente toutefois également des inconvénients. C’est ainsi que l’air entrant doit être purifié à l’aide d’installations de filtration et les variations des conditions atmosphériques doivent être compensées. L’humidité de l’air, qui varie en permanence, constitue un autre défi. Un air trop humide ou trop sec nuit à la durée de vie des composants IT. Et les grandes entrées d’air doivent être protégées contre les rongeurs et les insectes.

Le refroidissement adiabatique ou refroidissement par évaporation constitue une technologie complémentaire permettant d’améliorer l’efficacité du free cooling direct. De l’eau est pulvérisée dans l’air entrant avant que celui-ci n’entre en contact avec l’échangeur thermique. Du fait de la fine taille des gouttelettes, l’eau s’évapore immédiatement dans le flux d’air chaud. Le passage de l’état liquide à l’état gazeux s’accompagne d’une transformation thermodynamique, au cours de laquelle l’eau soustrait de la chaleur à l’air ambiant. En raison du risque de développement de légionnelles inhérent à cette méthode, des mesures supplémentaires sont nécessaires, comme un nettoyage régulier, un débit d’eau plus important et une protection contre le rayonnement solaire.

Ce type de refroidissement présente un réel potentiel pour l’optimisation énergétique, moyennant une planification précise et une expertise lors de son installation.

Free cooling indirect : une solution plus propre

Quiconque recherche un concept de refroidissement pour une infrastructure IT moyenne d’environ 200 kW optera, dans nos régions, généralement pour le free cooling indirect. C’est certainement le cas pour les PME, qui ne disposent pas de ressources pour développer des systèmes de refroidissement exceptionnels.

Dans les systèmes indirects, l’air extérieur refroidit l’eau, qui est ensuite utilisée pour refroidir le bâtiment. L’eau est également le liquide introduisant la fraîcheur dans le centre de données, parce qu’elle évacue la chaleur 4000 fois mieux que l’air. Aucune humidité de l’air extérieur ne pénètre, en outre, à l’intérieur et du fait qu’il n’y a pas d’air extérieur froid insufflé dans le centre de données, on a besoin de moins de systèmes de filtration. Le fonctionnement d’au moins un échangeur thermique air/eau et des pompes dans le système d’eau froide nécessite toutefois de l’énergie électrique.

Un système de refroidissement indirect est plus propre, fonctionne de manière stable et compense très bien les variations de conditions atmosphériques et de température.

Les concepts de refroidissement pour les grands centres de données ne peuvent pas être achetés et adaptés facilement, insiste Rittal. Il s’agit de concepts individuels, conçus en fonction de l’utilisation des systèmes installés dans l’infrastructure IT et des températures ambiantes. Qui veut être sûr opte pour une solution de refroidissement fermée, dans laquelle on peut contrôler soi-même tous les paramètres du circuit de refroidissement. Car ce n’est qu’en éliminant les facteurs d’incertitude, comme les conditions atmosphériques, qu’il est possible de réaliser une installation stable et fiable