Principal facteur de transformation bas carbone des centres de données

Traditionnel centres de données refroidis par air Ils s'appuient sur des ventilateurs puissants et des climatiseurs de précision, avec un PUE généralement supérieur à 1,2 et même à 1,5 dans les scénarios à forte densité. En revanche, technologie de refroidissement liquide pour centres de données a formé des avantages clés dans utilisation du refroidissement gratuit et réduction des émissions de carbone tout au long du cycle de vie Grâce à la « transfert de chaleur liquide + optimisation du système », cette solution devient essentielle pour un fonctionnement à faible émission de carbone.

Réduction significative de la consommation d'énergie frigorifique – Utilisation élevée du refroidissement gratuit

Le principal atout du refroidissement liquide réside dans ses propriétés physiques avantageuses : la conductivité thermique des fluides de refroidissement est 20 à 40 fois supérieure à celle de l’air, et leur capacité thermique massique est plus de 4 000 fois plus élevée. La température de sortie peut être maintenue de façon stable entre 35 et 45 °C, dépassant largement les 20 °C requis pour le refroidissement par air, ce qui permet une utilisation optimale du refroidissement naturel.

La température de sortie élevée des systèmes de refroidissement liquide prolonge considérablement la période d'adaptation annuelle des sources de refroidissement gratuites. Dans les régions froides, ces sources, telles que l'eau froide extérieure et les tours de refroidissement, permettent de refroidir directement le fluide caloporteur sans avoir recours à des compresseurs énergivores. système de refroidissement liquide à plaque froide À titre d'exemple, le centre de données de Soeteck en Russie utilise une solution combinée de refroidissement liquide par plaques froides et de refroidissement naturel par tours de refroidissement, avec une durée d'utilisation annuelle du refroidissement naturel supérieure à 300 jours (soit 821 Tb/s). Durant la période hivernale, le fluide frigorigène est refroidi directement par des tours de refroidissement, avec un PUE de seulement 1,02, proche du « zéro énergie frigorifique ». Même en été, malgré les fortes chaleurs, le taux de contribution du refroidissement naturel atteint 401 Tb/s grâce à des dispositifs de régulation de la température de l'eau. Le PUE annuel reste stablement inférieur à 1,05, ce qui permet de réduire la consommation d'énergie frigorifique de 651 Tb/s par rapport aux centres de données de même taille refroidis par air.

De la conception à l'exploitation et à la maintenance – Réduction des émissions de carbone tout au long du cycle de vie

Mature solutions de refroidissement liquide pour centres de données ont étendu leur valeur bas carbone à l'ensemble du cycle de vie, y compris la conception, la construction, l'exploitation et la maintenance, formant un système multidimensionnel de réduction des émissions de carbone, ce qui constitue leur principal avantage concurrentiel par rapport au refroidissement par air.

Lors de la conception et de la construction, le refroidissement liquide par immersion à changement de phase permet de réduire les émissions de carbone grâce à sa haute densité : l’efficacité du transfert thermique du refroidissement liquide diphasique est 3 à 5 fois supérieure à celle du refroidissement liquide monophasique, supportant une densité de puissance des baies de 100 kW à plus de 500 kW. À puissance de calcul égale, la surface du centre de données est réduite d’un tiers par rapport à celle d’un centre refroidi par air, la consommation de matériaux de construction est réduite de 601 TP3T et les émissions de carbone liées à la construction de 451 TP3T ; un centre de données de 100 000 serveurs peut ainsi réduire ses émissions de carbone de plus de 80 000 tonnes.

Dans le phase d'exploitation et de maintenance, la conception fermée des systèmes de refroidissement liquide amplifie encore les avantages en matière de réduction des émissions de carbone. Les canalisations fermées de refroidissement liquide par plaque froide peut réduire l'accumulation de poussière de plus de 90%, réduisant la fréquence de nettoyage des équipements d'une fois par mois (refroidissement par air) à une fois par trimestre. Pour 10 000 armoires, cela permet d'économiser environ $20000 par an en consommation d'énergie de nettoyage et en pertes de consommables, ce qui correspond à une réduction des émissions de carbone de plus de 120 tonnes ; refroidissement par liquide d'immersion Ce système ne comporte ni ventilateurs ni filtres, ce qui réduit le taux de panne des équipements de 601 TP3T et la charge de travail du personnel d'exploitation et de maintenance de 401 TP3T, diminuant ainsi les émissions de carbone liées aux ressources humaines et à la gestion de 351 TP3T. Les données de test d'un fournisseur de services cloud montrent que les émissions de carbone en phase d'exploitation et de maintenance de son centre de données à refroidissement liquide par immersion sont inférieures de 281 TP3T à celles des centres de données à refroidissement par air.

Effets de la mise en œuvre des deux principaux avantages

Des projets de référence vérifient les effets : un projet de centre de données de refroidissement liquide à plaques froides d'une grande entreprise (100 000 serveurs) a une durée d'utilisation annuelle du refroidissement gratuit de plus de 320 jours, avec un PUE de 1,03 et une réduction annuelle des émissions de carbone de 120 000 tonnes tout au long du cycle de vie.

Il convient de noter que les avantages des deux principaux atouts sont positivement corrélés à la densité de calcul. Les calculs industriels montrent que lorsque la densité de puissance de l'armoire dépasse 50 kW, le taux d'utilisation du refroidissement naturel des systèmes de refroidissement liquide est supérieur de 50 % à celui du refroidissement par air, et les émissions de carbone sur l'ensemble du cycle de vie sont réduites de plus de 30 %. Lorsque la densité de puissance atteint 200 kW, le taux de contribution du refroidissement naturel dépasse 70 % et la réduction des émissions de carbone sur l'ensemble du cycle de vie atteint 50 % – ce qui correspond parfaitement aux exigences de réduction des émissions de carbone des environnements de calcul haute performance tels que les centres de données d'IA.