Confinement de l`allée chaude / Confinement de l`allée froide

Commentaires

Transcription

Confinement de l`allée chaude / Confinement de l`allée froide
Confinement de
l’allée chaude /
Confinement de
l’allée froide
Par John Niemann
Livre blanc n°135
Résumé analytique
Le confinement de l'air chaud comme le confinement de l'air froid peuvent significativement
améliorer la prévisibilité et l'efficacité des systèmes de refroidissement des datacenters. Si
les deux approches suppriment le mélange de l'air chaud et de l'air froid, il existe des
différences concrètes dans la mise en œuvre qui ont des conséquences significatives. Ce
document analyse les deux méthodologies et souligne les raisons pour lesquelles le
confinement de l’allée chaude apparaît comme la meilleure pratique à privilégier.
©2008 APC by Schneider Electric. Tous droits réservés. Aucune partie de ce document ne peut être utilisée, reproduite, photocopiée,
transmise ou stockée dans quel que système de recherche documentaire que ce soit, sans l'autorisation écrite du détenteur des droits de
propriété. www.apc.com/fr
WP135 Rev 0
2
Introduction
Les coûts élevés de l’énergie et la hausse importante des niveaux de consommation énergétique des
datacenters ont forcé les professionnels de datacenter à repenser leurs stratégies de refroidissement pour
leur datacenter. Même si les méthodes de refroidissement traditionnelles (comme le refroidissement
périmètrique avec un plénum de faux-plancher) sont toujours assez courantes, de nouvelles approches
comme le confinement de l'allée chaude et de l'allée froide font une percée importante sur le marché.
Selon Bruce Myatt de EYP Mission Critical, la séparation de l'air chaud et de l'air froid « est l'une des
mesures d'efficacité énergétique les plus prometteuses aujourd'hui pour les nouveaux datacenters et les
anciens. » (Mission Critical Magazine, Automne 2007).
Il existe beaucoup de confusions sur la façon dont fonctionnent ces nouvelles méthodes et dont le
confinement de l’allée chaude ou de l’allée froide se distingue des méthodes traditionnelles ou leur
ressemble. Ce document analyse les différences entre les systèmes de confinement de l'allée chaude et de
l'allée froide (CACS) et souligne l'efficacité du système de confinement de l'allée chaude (HACS), sa
souplesse opérationnelle et ses avantages en termes de fiabilité. Les systèmes de confinement de l’allée
froide apparaissent comme une solution qui apporte des améliorations par rapport aux méthodes
traditionnelles, tout en héritant de certains des défauts de l'approche traditionnelle.
Figure 1 – Le refroidissement traditionnel immerge la totalité de l'espace et mélange l'air
chaud et l'air froid.
©2008 APC by Schneider Electric. Tous droits réservés. Aucune partie de ce document ne peut être utilisée, reproduite, photocopiée,
transmise ou stockée dans quel que système de recherche documentaire que ce soit, sans l'autorisation écrite du détenteur des droits de
propriété. www.apc.com/fr
WP135 Rev 0
3
Anciennes méthodes de refroidissement des salles de
centres de données
Les approches de refroidissement traditionnelles partagent les caractéristiques suivantes (voir Figure 1) :
•
Refroidissement d’ambiance (les climatiseurs (CRAC) sont placés sur le périmètre extérieur
des rangées de baies)
•
Faux-plancher (les rangées de baies reçoivent de l’air froid via le faux-plancher)
•
L’air chaud évacué des équipements informatiques se mélange avec l'air froid et dans le
même temps l'air chaud retourne aux conduits de retour des climatiseurs (CRAC).
•
Les rangées de baies ne sont pas disposées suivant un modèle cohérent allée chaude/allée
froide.
•
Le surdimensionnement des composants de l'alimentation électrique et du refroidissement
réduisent le rendement du datacenter.
L'environnement traditionnel s'est développé car, pendant de nombreuses années, les densités des baies
étaient faibles (moins de 2 kW par baie), les coûts de l'énergie étaient négligeables (en fait le la facture
énergétique était imperceptible pour la plupart des services informatiques), et une culture de
« surdimensionnement » des matériels est devenue pratique courante pour réduire le risque de déficit de
capacité ou d’interruptions de service.
Maintenant, la plupart des professionnels des datacenters admettent que ces pratiques anciennes sont
inefficaces, coûteuses, et entraînent un gaspillage du point de vue de l'empreinte carbone. Deux récentes
innovations technologiques ont permis de remédier à cette situation : le refroidissement par rangée et la
séparation des flux d'air chaud et d'air froid. Le refroidissement par rangée amène la source de
refroidissement à proximité immédiate de la charge (elle est intégrée aux rangées de serveurs), par
conséquent on ne gaspille pas cette énergie en obligeant l'air froid à parcourir de longues distances, sous
un faux-plancher encombré, jusqu'à la charge.
Figure 2 – Système de confinement de l'allée froide (CACS) déployé avec une approche
de refroidissement périmétrique
(pla fond)
C
C
C
CRAC
F
(a llé e froide )
RANGEE
RANGEE
CRAC
C
C
(pla nc he r)
(fa u x -p l a n c h e r)
©2008 APC by Schneider Electric. Tous droits réservés. Aucune partie de ce document ne peut être utilisée, reproduite, photocopiée,
transmise ou stockée dans quel que système de recherche documentaire que ce soit, sans l'autorisation écrite du détenteur des droits de
propriété. www.apc.com/fr
WP135 Rev 0
4
Le confinement, aussi bien de l'allée chaude que de l'allée froide, offre les avantages suivants :
•
Les systèmes de refroidissement peuvent être réglés à une température supérieure
(permettant ainsi des économies d’énergie) tout en continuant à assurer à la charge des
températures de service sans risque. La température des systèmes de refroidissement
traditionnels est réglée à un niveau largement inférieur à celui exigé par les équipements
informatiques (par exemple environ 13 °C). Ceci vise à compenser la chaleur captée par l'air
froid pendant qu'il circule du climatiseur (CRAC) jusqu'à l'avant des baies.
•
Coûts de réduction de l'humidification/déshumidification En général, lorsque l'air chaud
évacué par les équipements informatiques est capté et renvoyé directement au climatiseur
CRAC, aucune humidité n’est extraite de l'air. Si l'on n’extrait pas d'humidité, aucun ajout
d'humidité n'est donc nécessaire, ce qui économise de l'énergie et de l’eau.
•
Meilleure utilisation globale de l'infrastructure physique, qui permet un bon
dimensionnement, et par conséquent entraîne un meilleur rendement dans le
fonctionnement des équipements - Les équipements surdimensionnés de plus grande taille
entraînent des pertes fixes plus importantes que les équipements bien dimensionnés.
Toutefois, le surdimensionnement est nécessaire dans le cas du refroidissement traditionnel.
En effet, une puissance supplémentaire de ventilation est nécessaire à la fois pour surmonter
les obstacles à la circulation de l’air sous le faux-plancher et pour le mettre sous pression.
Confinement de l’allée froide
Le système de confinement de l'allée froide (CACS) est généralement déployé dans des environnements de
refroidissement traditionnels périmétrique. Les environnements de refroidissement traditionnels utilisent la
totalité de la salle comme plénum de retour pour l’air chaud et fournissent l'air froid d'alimentation via le
faux-plancher aux allées froides. Le système de confinement de l’allée froide permet au reste du datacenter
de devenir un grand plénum de retour d’air chaud. En confinant l’allée froide, les flux d'air chaud/froid à
l'intérieur du datacenter sont séparés.
La Figure 2 illustre les principes de base du fonctionnement d'un système de confinement de l’allée froide.
Dans certains cas, des solutions « maison » sont déployées, dans lesquelles les opérateurs de datacenters
utilisent différents types des rideaux en plastique suspendus à la structure du bâtiment pour confiner l'allée
froide (voir Figure 3). Certains fournisseurs commencent maintenant à proposer des panneaux de plafond
et des portes d’extrémité qui se montent directement sur des baies adjacentes pour datacenters afin de
séparer les allées froides du reste de l'air chaud qui circule dans l'espace du datacenter.
©2008 APC by Schneider Electric. Tous droits réservés. Aucune partie de ce document ne peut être utilisée, reproduite, photocopiée,
transmise ou stockée dans quel que système de recherche documentaire que ce soit, sans l'autorisation écrite du détenteur des droits de
propriété. www.apc.com/fr
WP135 Rev 0
5
Figure 3 – Exemple de système « maison » de confinement d'allée froide
Rideaux en
plastique suspendus
du plafond aux
extrémités de l’allée
froide
Faux-plancher avec
dalles perforées
pour la distribution
de l’air froid
Limites en termes d'efficacité des systèmes de confinement de l’allée froide lorsqu'ils sont
déployés dans une approche au niveau de la salle
Bien qu'un système de confinement de l’allée froide offre des améliorations du rendement par rapport au
refroidissement traditionnel, il comporte des inconvénients lorsqu'il est déployé dans un environnement de
refroidissement périmétrique :
•
Problèmes d'efficacité résultant des distances et des pressions nécessaires à une bonne
distribution de l'air - La principale source des problèmes d'efficacité dans une approche au
niveau de la salle tient à la nécessité d’acheminer l'air froid depuis un climatiseur CRAC du
périmètre jusqu'à une charge distante. Une approche de refroidissement au niveau de la rangée
amène la source de refroidissement à proximité immédiate de la charge. Une quantité d'énergie
moins importante est alors nécessaire pour amener l'air froid jusqu’à sa destination Ceci n'est pas
le cas si le propriétaire du datacenter choisit de déployer un système de confinement de l’allée
froide avec refroidissement au niveau de la rangée. Voir le Livre blanc APC n°130, « Avantages
des architectures de refroidissement par rangée et par baie pour les datacenters » pour une
comparaison détaillée des approches de refroidissement au niveau de la rangée et de la salle.
•
Limites de densité pour l'utilisation d'une distribution d'air froid à travers un faux-plancher - La limite de densité physique lors de l'utilisation d'une approche de confinement de l’allée froide
est d'environ 6 kW par baie. Voir le Livre blanc APC n° 46, « Stratégies de refroidissement pour
les baies et les serveurs lame ultra-haute densité » pour plus de détails concernant les raisons de
cette limitation. Des densités supérieures ne peuvent être obtenues que si l’on investit dans une
conception personnalisée.
©2008 APC by Schneider Electric. Tous droits réservés. Aucune partie de ce document ne peut être utilisée, reproduite, photocopiée,
transmise ou stockée dans quel que système de recherche documentaire que ce soit, sans l'autorisation écrite du détenteur des droits de
propriété. www.apc.com/fr
WP135 Rev 0
6
Pour résoudre certaines contraintes « du plénum de faux-plancher », certaines solutions de
confinement de l’allée froide sont proposées avec des dalles plancher ventilées. Le débit d'air est
ainsi amélioré pour les baies de plus haute densité. L’utilisation de dispositifs ventilés
supplémentaires réduit encore l’efficacité du système de confinement de l’allée froide. Les
ventilateurs supplémentaires contribuent à la consommation énergétique globale et ajoutent de la
chaleur à l'air froid fourni. Les gains d'efficacité obtenus par le système de confinement de l’allée
froide sont par conséquent réduits par la nécessité d’avoir des ventilateurs supplémentaires au
niveau du plancher. Cette limitation de densité peut être évitée si le propriétaire du datacenter
choisit de déployer un système de confinement de l’allée froide avec refroidissement au niveau de
la rangée.
Figure 4 – Les faux-planchers sont de plus en plus encombrés au fur et à mesure de
l'évolution des besoins du datacenter
Les câbles gênent
l’écoulement du débit
d’air froid j usqu’aux
entrées du serveur
Plénum de fauxplancher encombré de
câbles
•
Prévisibilité du faux-plancher - Le confinement de l’allée froide aide à améliorer la prévisibilité
en supprimant le mélange de l'air chaud et de l’air froid. Toutefois, il n’élimine pas la variable du
faux-plancher. Le câblage, les tuyauteries et d’autres obstacles sont ajoutés en dessous du fauxplancher au fur et à mesure de l’évolution du datacenter. Ces obstacles empêchent de fournir une
quantité suffisante d’air frais aux équipements informatiques. La Figure 4 donne un exemple de la
façon dont des barrages d’air qui se forment dans le faux-plancher peuvent empêcher une
alimentation prévisible en air froid de l’allée froide. Ceci n'est pas le cas si le propriétaire du
datacenter choisit de déployer un système de confinement de l’allée froide avec refroidissement au
niveau de la rangée, car il n’est peut-être pas nécessaire d’avoir un faux-plancher.
Limites d’un confinement de l’allée froide déployé dans une approche de refroidissement au
niveau de la rangée
Le déploiement d’un système de confinement de l’allée froide au niveau de la rangée est plus avantageux,
du point de vue de l’efficacité, qu’une approche traditionnelle au niveau de la salle. Toutefois, il existe
toujours certaines limites :
•
Disponibilité de l’air froid pendant une perte d’alimentation / refroidissement - Le
confinement de l’allée froide réduit le volume global d’air froid disponible pour les serveurs dans le
cas d’une perte d’alimentation et/ou de refroidissement. La réduction du volume d’air froid entraîne
©2008 APC by Schneider Electric. Tous droits réservés. Aucune partie de ce document ne peut être utilisée, reproduite, photocopiée,
transmise ou stockée dans quel que système de recherche documentaire que ce soit, sans l'autorisation écrite du détenteur des droits de
propriété. www.apc.com/fr
WP135 Rev 0
7
des augmentations plus rapides de la température en cas de défaillance. La Figure 5 montre un
exemple de datacenter et compare le volume d'air dans une allée froide confinée au volume d'air
dans une allée froide non confinée. L’allée froide non confinée affiche un volume d’air froid 17 fois
supérieur à celui du volume d’air froid trouvé dans l’allée froide confinée. Cette réduction du
volume d'air réduit le laps de temps (secondes au lieu de minutes) qui suffirait aux serveurs pour
atteindre une surchauffe en cas de défaillance.
Figure 5 – Comparaison des volumes d’air froid dans les allées froides confinées et non confinées
Exemple de calcul du volume d’air froid
Dimensions de la salle :
•
11 m x 9,4m x 3 m
•
Largeur de l’allée froide : 1,2 m
•
Largeur de l’allée chaude : 0,9m
•
Hauteur des baies : 42 U – 1,99 m
•
Largeur des baies : 0,6 m
Volume de l’allée froide confinée =
The full formula needs to use meter and not « pi »
1,2 m (0,6 m x (12 baies par rangée)) x 1,99 m = 17,2 m3
Volume de la salle (sans les allées chaudes) =
(11 m x 9,5 m x 3 m) – (0,9 m x (0,6 m x12) x 10) = 294,06 m3
Le volume d’air froid non confiné est 17 fois supérieur à l'air froid du scénario de l'allée froide
confinée (17,2 m3 x 17 = 292,4 m3)
•
Toutes les allées froides dans la totalité du datacenter doivent être confinées afin d’en tirer
des bénéfices -Le confinement de quelques-unes seulement des allées froides dans le datacenter
n’apporterait que peu de bénéfices parce que tout le reste de l'air froid peut se mélanger à l'air
chaud et réduire les économies escomptées. Le mélange amène le système de refroidissement à
fonctionner de façon moins efficace (une plus petite différence entre l’air « chaud » de retour et les
températures du serpentin de refroidissement). Pour réduire autant que possible le brassage de
l’air et optimiser l'efficacité du système de refroidissement, toutes les allées froides doivent être
confinées. Ce n’est qu’ainsi que les températures de l’air chaud de retour atteindront leur potentiel
maximum, permettant ainsi à l’équipement de refroidissement de fonctionner à des niveaux
d’efficacité bien supérieurs.
•
Perception globale et fonctionnement d’un datacenter chaud - La Norme ASHRAE TC9.9
recommande que les températures en entrée des serveurs soient situées entre 20 et 25 °C.
Lorsque les allées froides sont confinées, l’air dans le reste de la salle devient plus chaud
©2008 APC by Schneider Electric. Tous droits réservés. Aucune partie de ce document ne peut être utilisée, reproduite, photocopiée,
transmise ou stockée dans quel que système de recherche documentaire que ce soit, sans l'autorisation écrite du détenteur des droits de
propriété. www.apc.com/fr
WP135 Rev 0
8
(largement supérieur à 27 °C, atteignant dans certains cas 38 °C), et toute personne qui entre
dans le datacenter est exposée à des températures inhabituellement élevées. Les membres du
personnel sont généralement inquiets lorsqu’ils entrent dans des salles où l'on trouve ce type de
conditions, et il devient difficile dans la pratique d'y effectuer des visites. Le personnel doit être
préparé et formé à comprendre que les températures élevées sont « normales » et n'indiquent pas
que le système est sur le point de tomber en panne. Ce changement culturel peut être difficile pour
les employés qui ne sont pas habitués à entrer dans un datacenter fonctionnant à des
températures élevées.
Lorsqu’on fait fonctionner un datacenter à des températures élevées, des dispositions particulières
doivent être prises pour les équipements informatiques non montés en rack. Ces équipements ne
peuvent être intégrés dans un système de confinement de l’allée froide. Comme la salle est un
réservoir d’air chaud, différents équipements (notamment les bibliothèques de bandes et les
serveurs autonomes) devront avoir des gaines spéciales pour leur permettre d’extraire de l’air froid
depuis les allées froides confinées. De plus, les prises électriques, l’éclairage, les systèmes de
lutte contre l’incendie et d’autres systèmes présents dans la salle devront être évalués pour voir
s'ils peuvent fonctionner à des températures élevées.
Confinement de l’allée chaude
Le système de confinement d’allée chaude confine une allée chaude pour collecter l’air chaud évacué des
équipements informatiques, puis il le refroidit pour le mettre à disposition des entrées d'air des équipements
informatiques. Ceci crée un système autonome capable de supporter des charges informatiques haute
densité.
Le brassage des flux d’air froid et d’air chaud dans le datacenter réduit la disponibilité des équipements
informatiques. En renvoyant aux climatiseurs de la salle informatique l’air le plus chaud possible, le
rendement et la capacité du système s’en trouvent améliorés. Le système de confinement de l’allée chaude
assure une distribution correcte de l’air en séparant totalement les voies d'air d'alimentation et d'air de
retour.
La conception du système de confinement de l’allée chaude intègre un grand nombre des avantages du
confinement de l’allée froide tout en évitant une bonne partie de ses inconvénients. Lors de la mise à
niveau d’un datacenter pour le rendre plus efficace et moins coûteux à exploiter, tout changement visant à
tourner le dos à l’approche de refroidissement traditionnelle périmètrique est un pas dans la bonne direction.
Bien que le système de confinement de l’allée froide soit un scénario « préférable » si on le compare à
l’approche traditionnelle, le « meilleur scénario » est celui du système de confinement de l’allée chaude.
©2008 APC by Schneider Electric. Tous droits réservés. Aucune partie de ce document ne peut être utilisée, reproduite, photocopiée,
transmise ou stockée dans quel que système de recherche documentaire que ce soit, sans l'autorisation écrite du détenteur des droits de
propriété. www.apc.com/fr
WP135 Rev 0
9
Un système de confinement de l’allée chaude se compose de portes aux deux extrémités de la rangée, d’un
toit pour confiner l’air chaud, d’un refroidissement intégré à la rangée avec des ventilateurs à vitesses
variables, et d'une alimentation de l'allée froide en air à température contrôlée (voir Figure 6).
Figure 6 – Système de confinement de l’allée chaude fonctionnant en tant que zone
indépendante
Bénéfices en terme d’efficacité d'un système de confinement de l’allée chaude
Rendement - L’efficacité du confinement de l’allée chaude sera supérieure parce que l’allée chaude est à
même de maintenir des températures plus élevées. Dans un environnement de serveurs classique haute
densité, la différence de température entre l’air évacué du serveur et la température de la salle est
généralement d’environ 17 °C. Si la salle est maintenue au niveau prévu par la norme ASHRAE TC9.9 de
22 °C, une différence de température de 17 C entraînerait une température de 39°C pour l’air évacué du
serveur.
Dans un environnement de confinement de l’allée chaude classique, les unités de refroidissement déplacent
généralement plus d’air que les serveurs.. Ceci peut entraîner une légère réduction (environ 1,1 °C) de la
température de l’air de retour, aboutissant à une température de 38 °C pour l’air de retour arrivant aux
unités de refroidissement. Une température de retour élevée (c’est-à-dire 38 °C) au niveau de l’unité de
refroidissement permet un meilleur échange de chaleur au travers du serpentin de refroidissement, une
meilleure utilisation de l’équipement de refroidissement et un meilleur rendement global. La Figure 7 donne
un exemple de l’effet de températures de retour élevées sur les capacités de refroidissement sensibles (la
capacité d’un système de climatisation à extraire la chaleur de l’air).
©2008 APC by Schneider Electric. Tous droits réservés. Aucune partie de ce document ne peut être utilisée, reproduite, photocopiée,
transmise ou stockée dans quel que système de recherche documentaire que ce soit, sans l'autorisation écrite du détenteur des droits de
propriété. www.apc.com/fr
WP135 Rev 0
10
Certains équipements peuvent avoir des limites en terme de température maximale de l’air de retour
qu’elles peuvent supporter mais, de façon générale, tous les systèmes de refroidissement auront des
capacités supérieures avec un air de retour plus chaud.
Dans le cas du confinement de l’allée chaude, il est fréquent d’avoir des allées chaudes fonctionnant à
38 °C avec des serveurs haute densité. Ceci est à comparer à une salle où l’allée froide est confinée, et où
la totalité de l’espace de la salle devrait être maintenue à 38 °C pour obtenir le même niveau d’efficacité.
Bien qu’un système de confinement de l’allée froide permettrait d’obtenir des températures d’air de retour
supérieures, généralement un opérateur de datacenter ne fera pas fonctionner la totalité de la salle du
datacenter à 38 °C pour obtenir le même niveau de rendement qu'un système de confinement de l’allée
chaude.
Figure 7 – Effet de l’accroissement de la température de retour sur la capacité de
refroidissement sensible*
capacité de refroidissement sensible (kV)
Confinement
35
30
Rangée
25
20
15
10
5
0
72
80
85
90
95
100
105
Température de l’air de retour
(°F)
Climatiseur APC In-row modèle RC
Amélioration de la fléxibilité – A la différence d’un système de confinement de l’allée froide, un système
de confinement de l’allée chaude n’influence pas la température de la salle située autour. Le confinement
de l’allée chaude est, dans les faits, une solution neutre par rapport à la salle. Par exemple, si la
température du datacenter est réglée sur 24 °C, et qu’un système de confinement de l’allée froide est mis en
place, la température de la salle à l'extérieur de l'allée froide augmentera parce que l'air chaud se
mélangera à l'air situé à l'extérieur de l'allée froide pendant son parcours jusqu’à l’entrée du système de
refroidissement. L’air chaud à l’intérieur de l’allée chaude est confiné par rapport au reste de la salle. Le
système de confinement de l’allée chaude n’envoie pas d’air chaud dans la salle ; par conséquent, le
rendement du système de refroidissement existant ne baisse pas.
©2008 APC by Schneider Electric. Tous droits réservés. Aucune partie de ce document ne peut être utilisée, reproduite, photocopiée,
transmise ou stockée dans quel que système de recherche documentaire que ce soit, sans l'autorisation écrite du détenteur des droits de
propriété. www.apc.com/fr
WP135 Rev 0
11
Un système de confinement de l’allée chaude peut être « intégré directement » dans le datacenter sans
avoir besoin de modifier l’architecture de refroidissement existante du datacenter. Lorsqu’on adopte une
approche de refroidissement au niveau de la rangée (par opposition à une approche au niveau de la salle), il
n'est pas nécessaire de recourir à des travaux de pose de gainages spécialisés, et aucun réglage des
systèmes HVAC existants n'est nécessaire pour prendre en charge l'augmentation des températures de l'air
de retour.
Plus grande disponibilité – L’ « exemple de calcul du volume d’air froid » présenté dans la Figure 5
démontre la différence en terme de volume d’air froid lorsqu’on compare le volume du système de
confinement de l’allée froide au volume de la salle (le volume d’air froid non confiné est 17 fois supérieur à
l’air froid dans l’allée froide confinée). Cette différence a un impact significatif sur la capacité des systèmes
à supporter une défaillance du système de refroidissement (c’est-à-dire leur autonomie). L’autonomie, qui
pourrait être de plusieurs minutes dans un scénario de salle non confinée pourrait être réduite à quelques
secondes seulement si une approche de confinement de l’allée froide est déployée. Avec le système de
confinement de l’allée chaude,, la température est fraîche dans le reste de l’environnement du datacenter.
Par conséquent, les serveurs vont prélever de l’air dans un grand réservoir d’air frais à l’extérieur de l’allée
chaude confinée, ce qui prolonge l’autonomie disponible.
Tableau 1 – Confinement de l’allée froide ou confinement de l’allée chaude – Synthèse
Caractéristique
Confinement
de l’allée
froide
Confinement de
l’allée chaude
Améliorations du rendement
Oui
Oui
Possibilité d’augmenter le
point de consigne de
l’alimentation en air froid
sans avoir d’impact sur
l’ensemble du datacenter
Non
Oui
Tire parti d’un nombre
maximum de journées
potentielles de « free
cooling »
Non
Oui
Commentaire
Le système de confinement de l’allée chaude
est plus efficace que le système de confinement
de l’allée froide parce qu’il fonctionne
généralement à une température d’air de retour
supérieure grâce au confinement de l'air chaud
par rapport au reste de la pièce.
Avec le refroidissement par système de
confinement de l’allée chaude, les points de
consigne peuvent être réglés à un niveau
supérieur tout en conservant un environnement
de travail confortable. L’augmentation des
points de consigne du système de confinement
de l’allée froide entraîne des températures peu
confortables dans les datacenters.
En augmentant les points de consigne de
refroidissement, les systèmes de confinement
permettent d’accroître l’utilisation du « free
cooling ». Toutefois, l’augmentation du point de
consigne du confinement de l’allée froide
entraîne une augmentation des températures de
la salle, ce qui est peu souhaitable du point de
vue des journées de « free cooling ».
©2008 APC by Schneider Electric. Tous droits réservés. Aucune partie de ce document ne peut être utilisée, reproduite, photocopiée,
transmise ou stockée dans quel que système de recherche documentaire que ce soit, sans l'autorisation écrite du détenteur des droits de
propriété. www.apc.com/fr
WP135 Rev 0
12
Solution neutre par rapport à
la salle
Non
Oui
Facilité de déploiement avec
refroidissement au niveau
de la salle
Oui
Non
Capacité d’adaptation à une
densité élevée
Non
Oui
Conception neutre par
rapport à la salle
Non
Oui
Impact négatif sur la
température pour les
équipements non montés en
rack
Oui
Non
Un déploiement de système de confinement de
l’allée chaude est une solution d’intégration
directe. Le confinement de l’allée froide a un
impact sur l’infrastructure du datacenter qui
l’entoure.
Le confinement de l’allée froide est privilégié
lors de l’utilisation d’un refroidissement au
niveau de la salle avec un système de retour
libre qui prélève son air de retour de la salle. Un
confinement de l’allée chaude sans
refroidissement au niverau de la rangée
exigerait une installation de gaine de retour
spéciale ou d’un faux-plafond.
Le confinement de l’allée froide est souvent mis
en place avec un faux-plancher, et des dalles de
plancher ventilées peu efficaces sont
nécessaires pour obtenir un volume d’air plus
important.
Le confinement de l’allée chaude est neutre par
rapport à la salle : il n’ a aucun impact sur la
température de la salle. Le confinement de
l’allée froide entraîne une augmentation de la
température de l’air à l’extérieur des rangées
confinées.
Avec le confinement de l’allée froide, le reste du
datacenter devient plus chaud. Les équipements
situés à l’extérieur des zones confinées doivent
être évalués pour savoir s’ils peuvent
fonctionner à des températures élevées.
Considérations liées à la lutte contre l’incendie
Selon la localisation du datacenter, un dispositif de détection d’incendie et/ou de lutte contre l’incendie peut
être nécessaire à l’intérieur de la zone confinée de l’allée chaude ou de l’allée froide. Le système principal
de lutte contre l’incendie est généralement constitué de sprinklers, qui sont déclenchés par la chaleur. Des
agents gazeux constituent généralement un système secondaire qui peut être déclenché par des détecteurs
de fumée. La norme NFPA 75 de la National Fire Protection Association ne donne pas d’avis sur la
nécessité de prévoir des sprinklers ou des agents gazeux dans le cas d’un confinement de l’allée chaude ou
de l’allée froide. Toutefois, la NFPA 75 précise les deux exigences suivantes, qui pourraient s’appliquer aà
ces systèmes :
• Les unités des Systèmes de stockage d’information automatisés (AISS) contenant des matériaux
combustibles avec une capacité de stockage cumulée de plus de 0,76m3 devront être protégées à
l’intérieur de chaque unité par un système de sprinkler automatique ou un système d'extinction
utilisant un agent gazeux avec efficacité prolongée. (Remarque : Ces informations sont importantes
parce qu'elles établissent un précédent pour la détection et la lutte contre l'incendie dans un espace
confiné à l’intérieur d'un datacenter).
©2008 APC by Schneider Electric. Tous droits réservés. Aucune partie de ce document ne peut être utilisée, reproduite, photocopiée,
transmise ou stockée dans quel que système de recherche documentaire que ce soit, sans l'autorisation écrite du détenteur des droits de
propriété. www.apc.com/fr
WP135 Rev 0
13
• Les systèmes de sprinklers automatiques protégeant les salles informatiques ou les zones
informatiques devront faire l’objet d’une maintenance conforme à la Norme pour l’inspection, les
essais et la maintenance des systèmes de protection anti-incendie à base d'eau (NFPA 25).
Dans la pratique, des systèmes de confinement de l’allée chaude ont été installés avec succès et approuvés
avec des dispositifs de lutte contre l’incendie utilisant des sprinklers et des agents gazeux dans de
nombreux sites. L’AHJ doit être contactée pour tous besoins spécifiques à un lieu donné.
Conclusion
Pour toutes les stratégies efficaces de refroidissement des datacenters, il est essentiel d’empêcher le
mélange de l’air chaud et de l’air froid. Le confinement de l’allée chaude est une approche plus efficace que
le confinement de l'allée froide parce qu’il permet d'apporter l'air le plus chaud directement aux dispositifs de
refroidissement. Les points de consigne peuvent également être réglés à un niveau supérieur tout en
conservant un environnement de travail confortable.
Dans la mesure où elle n'affecte pas son environnement extérieur, une solution de confinement de l’allée
chaude peut aussi être déployée à tout endroit de la salle. Avec une solution de confinement de l’allée
chaude, les entrées des équipements ne sont pas confinées et peuvent donc puiser le flux d’air de
refroidissement dans la salle en cas de panne du système de refroidissement. Ceci donne plus de temps
pour passer à une alimentation par groupe électrogène ou permettre un arrêt en douceur des serveurs.
Le système de confinement de l’allée chaude et le confinement d'allée froide offrent tous deux une densité
de puissance et une efficacité supérieures à celles des approches de refroidissement traditionnelles. Le
système de confinement de l’allée froide peut apporter une amélioration dans une disposition de systèmes
de refroidissement traditionnels au niveau de la salle, en périmètre. Toutefois, un système de confinement
de l’allée chaude avec une architecture de refroidissement au niveau de la rangée est plus efficace, plus
flexible et, assure une meilleure résistance aux variations et coupures de tension (ride through) et peut plus
facilement répondre aux besoins d’une densité informatique plus élevé sans accroître la température de
l’ensemble du datacenter. Pour la plupart des utilisateurs, le réchauffement de l’espace opérateur non
confiné est une condition inacceptable qui élimine l’option des systèmes de confinement de l’allée froide.
Pour les raisons ci-dessus, la plupart des projets de datacenter haute densité et haute performance, que ce
soit pour les nouvelles conceptions ou les mises à niveau, intègrent une forme ou une autre de confinement
de l'allée chaude.
©2008 APC by Schneider Electric. Tous droits réservés. Aucune partie de ce document ne peut être utilisée, reproduite, photocopiée,
transmise ou stockée dans quel que système de recherche documentaire que ce soit, sans l'autorisation écrite du détenteur des droits de
propriété. www.apc.com/fr
WP135 Rev 0
14
A propos de l’auteur
John Niemann est le Responsable de la ligne des « Produits de refroidissement au niveau de la rangée et
pour les petits systèmes » chez APC by Schneider Electric, et il est chargé de la planification, de
l’assistance et du marketing pour ces lignes de produits. John dirige la gestion de produit pour tous les
produits de refroidissement InRow d’APC depuis 2004. Il a 12 ans d’expérience dans les systèmes de CVC.
Sa carrière a démarré dans le marché commercial et industriel de la CVC, où il s’est spécialisé dans les
systèmes personnalisés de climatisation et de traitement de l’air, avec une expertise plus particulièrement
dans le domaine de la récupération de l'énergie et de la filtration pour les environnements stratégiques. Son
expérience du secteur de la CVC porte sur l’ingénierie des applications, le développement, la gestion de
produit et les ventes techniques. John est membre de l’ASHRAE et du Green Grid, et est titulaire d'un
diplôme de Génie mécanique de l'Université de Washington de St Louis, Missouri USA.
©2008 APC by Schneider Electric. Tous droits réservés. Aucune partie de ce document ne peut être utilisée, reproduite, photocopiée,
transmise ou stockée dans quel que système de recherche documentaire que ce soit, sans l'autorisation écrite du détenteur des droits de
propriété. www.apc.com/fr
WP135 Rev 0
15