Data Center


Modélisation CFD dans la conception et l’exploitation des Data Center

Les spécialistes CFD de INEX peuvent vous aider à modéliser votre projet pour une efficacité thermique maximale

Les centres de traitement de données (data center) sont des locaux dans lesquels sont situés des serveurs informatiques, des systèmes de stockage de données et des équipements de télécommunication. Pour assurer le fonctionnement fiable de ces systèmes informatiques, ils doivent être suffisamment refroidis: les exigences en matière de débit d’air de chaque rack de serveurs doivent être respectées afin de maintenir la température à l’entrée du rack dans des limites acceptables.

La consommation d’énergie des serveurs et des centres de données est l’un des secteurs à la croissance la plus rapide et représente actuellement environ 5% de la consommation totale d’énergie électrique consommée en France. Avec le passage à l’informatique dans le Cloud et aux espaces disponibles limités, les ingénieurs en génie climatique doivent mettre au niveau les systèmes existants et futurs afin que les centres de données soient rentables et efficients énergétiquement.

Pour répondre aux besoins en croissance rapide de l’informatique, notre équipe de spécialistes en simulation s’appuie sur des années d’expérience dans domaines de l’ingénierie fluides afin de déterminer rapidement les hypothèses thermiques nécessaires afin de définir des stratégies de refroidissements optimales dans l’objectif de réduire la consommation énergétique des centres de données.

Etude CFD d’un Data Center

La modélisation thermo aéraulique CFD (Computational Fluid Dynamics)  permet l’analyse de l’efficacité du refroidissement des racks. La visualisation 3D du data center peut permettre aux opérateurs de réaliser d’importantes économies en indiquant les zones où l’air froid n’atteint pas l’équipement ou ne se mélange pas à l’air chaud.

Avantages de la simulation CFD

  1. Réduction des coûts en évitant le surdimensionnement 
  2. Réduction des dépenses en électricité
  3. Optimisation de l’espace dans la salle technique
  4. Optimisation des aspects opérationnels
  5. Possibilité de simuler n’importe quel scénario de défaillance des systèmes
  6. Idéal dans un processus de conception pour sla sélection de l’alternative optimale
  7. Permet de comparer plusieurs alternatives à l’infrastructure.

Comment la CFD peut être utile pour les data centers ?

Prendre de bonnes décisions de conception pour votre installation dépend de nombreux facteurs, tels que la quantité de puissance, la taille de la pièce, le budget, etc. La simulation CFD vous permet de trouver les configurations du système de refroidissement qui conviendraient le mieux à votre installation afin de réduire la consommation d’énergie de votre data-center

Le coût de l’électricité dépensée pour le refroidissement peut atteindre 40% de la consommation totale d’énergie d’un data center. Grâce à l’analyse CFD, il est possible d’optimiser les systèmes de refroidissement et économiser beaucoup en investissement et en coût de fonctionnement. 

Lors de la conception d’un centre de données, la tolérance aux pannes des équipements (qui sont affectés, notamment le refroidissement) est le facteur le plus important. 

La modélisation CFD est utilisée pour personnaliser rapidement n’importe quelle variante du projet :

  • Arrangement des allées chaudes / froides
  • Free cooling
  • Etude des systèmes refroidis à l’eau
  • Etude thermiques transitoires
  • Analyse de la défaillance de systèmes de climatisation
  • Évaluer l’efficacité du refroidissement avant la construction
  • Validation des mesures destinées à réduire les consommations d’énergie lors de la modernisation
  • Justifications des performances de l’installation
  • Identification de la recirculation de l’air d’échappement et des zones d’air froid contournant les racks de serveurs
  • Optimisation de l’emplacement des allées, des emplacements des serveurs et des dimensions de plancher rafraîchissant
  • Quantification et valorisation de la chaleur fatale

Paramètres étudiés

C’est l’outil idéal afin de faire des comparaisons entre différentes alternatives, soit au moment de la conception d’un data center, soit afin de proposer des modifications ou des améliorations à l’infrastructure existante.

  • Répartition de l’air (courbes de vitesse)
  • Vérification de la circulation du flux d’air
  • Répartition de la température à différentes hauteurs
  • Distribution d’humidité relative (HR)
  • Identification des points froids et des points chauds
  • Taux de renouvellement d’air
  • Zone non brassées

En effet les simulations n’ont aucune incidence sur l’activité du système et permettent d’extraire une grande quantité d’informations graphiques faciles à analyser et à interpréter dans l’objectif de tirer des conclusions d’une grande valeur ajoutée.

Modélisation CFD Data Center

Les résultats CFD peuvent être divisée en deux types d’analyses :

  • Une premiere étude fournit un modèle CFD de base, qui détail les flux d’air entrant et sortant de la salle du data center et permet l’analyse des débits d’air, la puissance du rack et la répartition des températures réels en fonctionnement nominal.
  • Une seconde étude CFD en régime transitoire analysant les défaillances potentielles selon différents scénarios. Ces études permettent de suivre l’évolution des paramètres mesurés dans le temps afin de déployer diverses infrastructures de serveurs en fonction du risque.

Pourquoi préférer la modélisation CFD ?

  • Premièrement, la simulation est beaucoup plus rapide et économique que la création de prototypes réelles.
  • Deuxièmement, le résultat simulé fournit non seulement une démonstration de la distribution de la vitesse d’écoulement à travers les dalles perforées et un calcul de la température à l’entrée du rack, mais montre également la dynamique du mouvement, de la pression et de la température de l’air, expliquant ainsi les processus physiques sous-jacents aux résultats. Cette compréhension est utile au concepteur pour modéliser le centre de données dans la direction optimale.

Notre équipe d’ingénieurs Electriciens et spécialistes de la thermodynamique travaillent conjointement à la résolution de vos problématiques.