Refroidissement sans vidange : comment les systèmes en boucle fermée réduisent la consommation d'eau quotidienne

Chaque requête de recherche, flux vidéo, transaction bancaire et charge de travail d'IA dépend du calcul exécuté dans un centre de données, et ce calcul génère de la chaleur qui doit être évacuée, de manière sûre et continue. Pour cette raison, le refroidissement est l'une des décisions de conception les plus importantes qu'un opérateur de centre de données prend. Chez Vantage Data Centers, le refroidissement en boucle fermée est l'une des innovations que nous déployons pour obtenir une efficacité énergétique élevée tout en réduisant considérablement la consommation d'eau continue.

Qu'est-ce que le refroidissement en circuit fermé ?

Le refroidissement en boucle fermée est un moyen de refroidir les serveurs et les équipements de réseau à l'intérieur d'un centre de données. En termes simples, il fait circuler de l'eau à travers une tuyauterie scellée pour absorber la chaleur des modules de données, puis rejette cette chaleur dans l'air extérieur tout en maintenant le fluide de refroidissement contenu afin qu'il puisse être réutilisé encore et encore. Comme la boucle est fermée et étanche, elle évite le rejet quotidien d'eau associé à de nombreuses approches de refroidissement par évaporation.

Comment le système fonctionne (de la mise en service au fonctionnement stable) :

Comme la plupart des grands systèmes mécaniques, le refroidissement.

Pour protéger les équipements sur le long terme, le fluide en circuit fermé comprend des additifs courants de traitement de l'eau tels que des agents anticorrosion et des correcteurs de pH. Ceux-ci sont utilisés pour maintenir une chimie optimale et aider à prévenir la rouille et la corrosion, augmentant ainsi la durée de vie utile de l'équipement, de la tuyauterie et du fluide. En fonctionnement normal, la nature étanche du système signifie que les appointements de routine ne devraient pas être nécessaires ; de l'eau d'appoint supplémentaire n'est généralement nécessaire qu'en cas de fuite ou d'intervention de maintenance.

Pourquoi un refroidissement en circuit fermé ? Les avantages et les inconvénients :

Le refroidissement en circuit fermé est conçu pour équilibrer deux priorités qui importent autant aux clients qu'aux communautés : l'efficacité énergétique et la gestion de l'eau.

• Haute efficacité énergétique : En déplaçant efficacement la chaleur par un fluide en circulation et en la dissipant dans l'air extérieur, les systèmes en boucle fermée peuvent contribuer à réduire l'énergie nécessaire au refroidissement.
• Haute efficacité hydrique : Étant donné que le système est scellé, l'eau de refroidissement est conservée à l'intérieur de la tuyauterie et recyclée en continu, ce qui permet de réduire la consommation d'eau au quotidien par rapport aux méthodes par évaporation.
• Conçu pour le calcul intensif : Bien que le concept d'utilisation de liquide pour déplacer la chaleur ne soit pas nouveau, son application sûre et efficace dans des environnements informatiques denses et à haute disponibilité nécessite une conception mécanique et des contrôles sophistiqués.

Comme pour toute stratégie de refroidissement, il existe des compromis. Différentes approches peuvent optimiser différents résultats, tels que le plus faibleindice d'efficacité énergétique (PUE) possible, le plus faible.

Comment le refroidissement en circuit fermé se compare-t-il aux autres approches :

À un niveau général, les approches de refroidissement des centres de données s'inscrivent souvent dans trois grandes catégories. Chacune a ses forces et ses compromis, et la solution la mieux adaptée dépend du climat, des conditions d'exploitation et des exigences du client.

• Rejet de chaleur par évaporation : Similaire au refroidissement en boucle fermée en topologie, mais utilise des tours de refroidissement pour rejeter la chaleur dans l'atmosphère. Les tours de refroidissement utilisent des volumes d'eau importants sur une base 24 heures sur 24, 7 jours sur 7, 365 jours par an.
• Rejet de chaleur sèche : Nos systèmes de refroidissement en circuit fermé entrent dans cette catégorie, l'eau (le cas échéant) est recirculée. La chaleur est rejetée dans l'atmosphère sans aucune évaporation.
• Refroidissement par évaporation directe/indirect : Cette méthode utilise l'évaporation de l'eau pour refroidir l'air à l'intérieur d'un centre de données. Elle peut fournir des PUE très faibles, mais elle consomme de l'eau au quotidien.

L'une des principales raisons pour lesquelles Vantage privilégie le refroidissement sec par rapport au refroidissement par évaporation est que, en règle générale, l'évaporation a le plus grand impact dans les climats chauds et secs, c'est-à-dire là où l'eau est généralement rare et de moindre qualité (à des fins d'évaporation). Pour cette raison, nous concevons nos systèmes de bâtiments pour fonctionner sans utiliser l'évaporation. En couplant le rejet de chaleur sec avec des serveurs refroidis par liquide, nous sommes capables d'atteindre un bon équilibre entre une efficacité énergétique élevée et une utilisation d'eau quasi nulle.

Approvisionnement en eau et impact communautaire :

Vantage s'efforce de s'approvisionner en eau de manière responsable, auprès des services publics locaux, dans la mesure du possible. Selon la région, cela peut inclure l'eau municipale et, sur certains marchés où elle est disponible, l'eau retraitée (réutilisée) fournie par le service public local. Par exemple, Vantage utilise de l'eau retraitée sur certains campus de centres de données à Santa Clara, en Californie.

Le refroidissement en circuit fermé fait partie d'une approche plus large pour la conception d'installations de haute performance. Vantage s'est engagé à obtenir la certification des bâtiments durables pour ses nouveaux développements, ce qui renforce la nécessité de faire des choix économes en énergie et en eau sur l'ensemble du site, du refroidissement et de l'éclairage aux robinetteries et à l'élimination de l'irrigation extérieure lorsque cela est possible.

Au-delà du bâtiment du centre de données lui-même, Vantage s'engage également en faveur de la positivité hydrique pour les nouveaux centres de données, ce qui n'est qu'une des nombreuses les objectifs de développement durable nous devons assurer une croissance responsable dans le monde entier. Nous nous concentrons d'abord sur la réduction de la consommation d'eau grâce à un refroidissement et à des opérations efficaces, et lorsque de l'eau est nécessaire, nous soutenons les efforts qui aident à reconstituer les bassins hydrographiques locaux. Ce travail est guidé par les conditions locales, notamment la disponibilité de l'eau, le stress régional et les besoins de la communauté.

Un exemple est le Restauration du corridor de Valley Creek à Port Washington, Wisconsin, une initiative que Vantage soutient pour améliorer le débit des cours d'eau, réduire le risque d'inondation pour les voisins et renforcer l'habitat des espèces aquatiques et végétales indigènes.

Alors que la demande numérique augmente, notamment avec l'IA et d'autres charges de travail à haute densité, l'innovation en matière de refroidissement devient centrale pour construire la prochaine génération de centres de données fiables et efficaces. Le refroidissement en boucle fermée est l'une des nombreuses façons dont Vantage conçoit pour la performance aujourd'hui tout en soutenant une utilisation responsable des ressources dans les endroits où nous opérons.