Refroidissement IT Second Network Hub Prevessin ELTC + CV Technical Review P. Pepinster EN-CV EDMS XXXXXX

Situation et layout

Demande utilisateurs 1/2 Refroidissement des racks IT: – 50 racks - serveurs Dissipation thermique totale maxi: 120 kW Dissipation thermique totale mini: 10 kW Dissipation thermique moyenne: 2.44kW / rack Dissipation thermique maxi: 10 kW / rack – Si racks refroidis par eau: Débit constant (pas de réglages utilisateurs) = débit d’eau correspondant à une charge de 50 racks x 10 kW = 500 kW – Température entrée serveurs: °C °C pendant 30 min. en mode dégradé – Disponibilité 24/365 Redondance source de froid et pompes éventuelles Tableaux à double alimentation Système de contrôle avec automate secours EN-EL: – Refroidissement UPS 8 kW (EN-EL) + ventilation batteries (8 m3/h) – 16 racks fibres sans dissipation thermique

Conditions psychrométriques serveurs: classe A1

Demande utilisateurs 2/2 (IT Functional Specification rev ) Coûts d’installation optimisés PUE performant (Power Usage Effectiveness): – – Performant = aussi proche que possible de 1.0 – PUE usuels: 1.8…1.7 – Meilleurs PUE atteints: 1.22…1.21 (Microsoft, Google) – Yahoo vise 1.08…? Consommations d’énergie et d’eau optimisées

Configuration bâtiments

Implications pour CV Coût d’installation faible = simplifier le concept Minimiser consommation d’énergie : – Maximiser le free-cooling: utiliser au max. capacité de refroidissement de l’air extérieur température entrée serveurs la plus haute possible éviter si possible machines frigorifiques et pompes – Minimiser pertes de charge: Simplifier réseaux de gaines et diffusion (grilles, diffuseurs): étude CFD en cours Optimiser filtration – Moteurs à vitesse variable (en fonction des besoins) – Moteurs à haute efficacité

Comment fait-on ailleurs? (Yahoo, Google, Facebook…)

Filtration grossière: – G4 (au CERN = préfiltres) – Empousièrement: serveurs remplacés tous les 2 ans Au CERN: tous les 4-5 ans Ventilateurs axiaux: – moteurs EC + IE4 – Faible pression disponible (compatible avec filtration G4) Free-cooling + refroidissement adiabatique: – Pas de machine frigorifique, pas de pompes – Uniquement écrêtage d’été – Consommation d’eau (pluviale) Comment fait-on ailleurs? (Yahoo, Google, Facebook…)

Adoption du principe pour le hub CERN Après étude comparative: – différents principes refroidissement racks (air, eau, cons. Énergie) – différents systèmes refroidissement air ou par eau pour les conditions requises (max. 32C entrée serveurs) Principe du confinement d’allée chaude retenu (HAC) Avantage vs allée froide (CAC): – pas nécessité faux plancher – ni gaines pulsion Free-cooling: – T ext > 30C / 1% de l’année à Genève.

Adaptations pour le Hub Filtration + efficace: – après étude comparative: efficacité, durée de vie, coût de remplacement – classe de filtration F7 retenue (= recommandation ASHRAE) Garder possibilité de pré-filtrer (si nécessaire) Ventilateurs centrifuges: – pression disponible plus élevée (cf. filtration F7) – meilleur rendement – moteurs EC + IE4 Conditions d’opération: – air régulé à 25°C – Si temp. ext. > 28°C: refroidissement adiabatique 120 kW à refroidir: – Considéré ∆T = 10 K = sécuritaire (vs ∆T = 13) – Débit total ventilation installé: 36’000 m 3 /h

Principe ventilation New Hub

Traitement d’air Hub Eté: – Refroidissement adiabatique 86h / an (T ext > 28°C) – Eau adoucie – Consomation env. 10m3 / an (hors régénérations et purges) Hiver: – mélange air neuf / air recyclé Redondance sur chaque CTA: – Ventilateur – échangeur

Conditions de soufflage extrêmes hiver

Conditions de soufflage extrêmes été

Chauffage local stockage En cours d’étude: récupération de chaleur depuis plénum chaud salle serveurs Régulation de température en fonction de l’occupation (détection présence)

Principe ventilation bât.924 (UPS) Redondance sur chaque CTA: – Ventilateur Pas de refroidissement Filtration commune Caisson de mélange commun 2 climatiseurs SPLIT redondants: – Consignes décalées 1 extracteur 150m3/h

Principe ventilation bât.924 (UPS) Conditions UPS: – Régulé à 25°C – Si Text > 26°C, dérive dans la limite de 35°C / 2 heures.

Désenfumage Bât. 773: 3 zones distinctes Bât. 924: pas requis Porte secours + air neuf désenfumage Désenfumage allées chaudes Coffret pompiers Désenfumage allées froides Désenfumage local stockage

Alimentations électriques pour CV (Hub) Tableaux de puissance CV redondants, alimentations électriques redondantes

Alimentations électriques pour CV (Hub) Sur chaque CTA, les deux ventilateurs ont une source d’alimentation différente

Alimentations électriques pour CV (Hub) Tableaux de contrôle redondants, alimentations électriques redondantes PLC redondant / fonctions simplifiées (mode dégradé): En cas de panne PLC principal Caisson de mélange 100% air neuf 1 sonde d’ambiance UBTR dédiée Régulation température par contrôle de vitesse des ventilateurs (idem UPS bât.513 )

Alimentations électriques pour CV (Hub) Désenfumage sur ESD

Alimentations électriques pour CV (924) Tableaux de puissance CV redondants, alimentations électriques redondantes

Alimentations électriques pour CV (924) Sur chaque CTA, les deux ventilateurs ont une source d’alimentation différente

Alimentations électriques pour CV (924) Redondance contrôle par thermostats sur commande moteurs CTA

Planning EDMS XXXXXX

Solutions racks (eau) Racks passifs: – Pas efficaces si pas remplis – Problème de zone chaude vécu au 513 (racks critiques) – Eau à 14°C: chillers sans free- cooling – Eau à 26°C: refroidisseur adiabatique (= free cooling) Problème débit constant requis par IT > température >> 29.7°C incompatible avec air 32°C. – 250 kCHF / 50 racks

New IT Hub

Solutions racks (eau) Racks actifs: – Plus fabriqués (Rittal) – Plus de demande? – Consommateurs d’énergie?

Solutions racks (eau) In Row coolers: – Eau à 14°C: chillers sans free-cooling – Eau à 26°C: refroidisseur adiabatique (= free cooling) Problème débit constant requis par IT > température >> 29.7°C incompatible avec air 32°C. – 198 kCHF / 50 racks

Solutions racks (air) Confinement allée froide: – Idem confinement allée chaude – Nécessite aux plancher

Options de refroidissement des racks / eau 1.Eau mixte / groupe frigorifiques à compresseurs: – 3 groupes de 80 kW, eau mixte 14°C – P min = 80 kW – charge mini à vérifier – Local technique +/- 25m2 + dalle ext. 2.Eau à 26°C par refroidisseur adiabatique: – Pas de compresseurs – eau produite à 26°C (160kW) – Débit d’eau racks pour 600 kW = + 4°C -> eau à 30°C – air à 32°C pas possible avec eau à 30°C. – Local technique +/- 25m2 + dalle ext. 3.Eau à 24°C par tours hybrides: – air à 30-32°C à partir d’eau à 28°C? – Dépend du rack, voir Knurr – Local technique +/- 25m2 + dalle ext.

Problème du débit constant maximum

Options de refroidissement des racks / air 1.Centrales de traitement d’air à refroidissement adiabatique indirect: – Pas de compresseurs – 2 centrales m3/h – Air pulsé à 28-30°C – Local technique +/- 150m2 2.Centrales de traitement d’air + production eau mixte: – Idem bât.513 UPS critique – 2 groupes frigo à compresseurs: 2 x 40kW (écrétage) – 2 centrales m3/h free cooling (vérifier delta-T et débit air serveurs) – Local technique +/ m2 + dalle ext.