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Nous comptons constamment sur les services de centre de données pour nous garder au travail, connectés et divertis. Cependant, ces installations utilisent d’importantes quantités d’énergie et d’eau, ce qui a été souligné par le laboratoire national Lawrence Berkley et l’EPA comme un problème environnemental.
Les entreprises de centres de données se sont engagées à améliorer les pratiques durables, mais en matière de conservation de l’eau et de l’énergie, elles doivent travailler en étroite collaboration avec leur fournisseur de traitement de l’eau pour atteindre leurs objectifs ambitieux.
Il est important que le fournisseur de traitement de l’eau ait l’expertise nécessaire pour approcher les systèmes de manière holistique et déterminer le meilleur programme pour équilibrer la protection de l’équipement tout en réalisant des économies d’eau et d’énergie.
La partie 1 de cette série en trois parties sur l’efficacité des centres de données se concentre sur la prévention de l’utilisation excessive de l’eau.
Les centres de données soucieux de l’eau ont adopté la mesure de l’efficacité de l’utilisation de l’eau (WUE) pour surveiller et gérer leur consommation d’eau. L’une des façons dont les centres de données peuvent améliorer le WUE est de garder une longueur d’avance sur la consommation excessive d’eau, en surveillant les paramètres de contrôle critiques dans leur programme de traitement de l’eau.
Une consommation excessive d’eau peut provenir de plusieurs domaines clés :
Un débordement non contrôlé ou l’exécution constante d’un programme de tour de refroidissement à des cycles de concentration inutilement bas peuvent coûter des millions de gallons d’eau par an à un centre de données.
Envisager un seul système de 500 tonnes fonctionnant à une charge annuelle moyenne de 65 %. L’utilisation du système à 2 cycles de concentration au lieu de 3 cycles de concentration plus élevés consomme 1,94 million de gallons d’eau supplémentaires par année*.
Un élément clé du traitement de l’eau du centre de données est d’analyser régulièrement l’eau d’appoint entrante et de définir des plages de contrôle du programme de tour de refroidissement qui minimisent la consommation d’eau sans mettre le système à risque de détartrage.
Les centres de données ont besoin de programmes de traitement de l’eau conçus en pensant à la conservation de l’eau, et il est important de communiquer régulièrement les paramètres de contrôle critiques avec les partenaires de traitement de l’eau pour atténuer l’utilisation excessive de l’eau.
Les plages de contrôle pour les mesures d’économie d’eau telles que la conductivité et les cycles cibles de concentration peuvent être communiquées aux opérateurs de centre de données par le biais de rapports d’entretien réguliers. De plus, les contrôleurs de tour de refroidissement et les systèmes de gestion du bâtiment peuvent être programmés avec des alarmes pour aviser les opérateurs si les paramètres de contrôle clés comme la conductivité diffèrent de la plage de contrôle étroite.
Bien sûr, tous les systèmes sont différents, et une diligence raisonnable est nécessaire pour déterminer la faisabilité de l’utilisation de ces méthodes. Consultez toujours les manuels et guides de votre équipement.
*Selon les calculs effectués dans le configurateur et le calculateur de refroidissement CTVista®+ de ChemTreat
La partie 1 de cette série a discuté des facteurs clés pour atténuer la consommation excessive d’eau dans les centres de données. La gestion de l’énergie est un autre domaine d’intérêt pour ces installations, en particulier en ce qui concerne l’échange thermique.
Les centres de données utilisent environ 2 % de l’énergie aux États-Unis, mais il n’existe pas de modèle idéal pour évaluer l’efficacité énergétique en raison de l’évolution rapide des conceptions de centres de données. Les densités de bâti dans les installations de données modernes peuvent varier de 40 à 500 W/pi2 et entraîner une charge thermique inégale, ce qui rend la modélisation énergétique typique du bâtiment commercial médiocre. De plus, les équipements informatiques, de refroidissement et de CVC ne évoluent pas toujours au même rythme.
Les opérateurs mesurent l’efficacité de la consommation d’énergie (PUE) comme un moyen de contrôler la consommation d’énergie dans leurs installations.
Les opérateurs peuvent parfois négliger l’impact qu’un mauvais traitement de l’eau peut avoir sur la consommation d’énergie. L’encrassement microbiologique dans les systèmes d’échange thermique côté eau et d’eau réfrigérée peut être la cause qui atteint ou brise les objectifs de durabilité et d’UEP d’un site.
Sur les surfaces d’échange thermique côté eau, l’encrassement entraînera non seulement une consommation d’énergie beaucoup plus élevée en raison d’une faible efficacité d’échange thermique, mais réduira souvent la durée de vie de l’équipement d’échange thermique lui-même.
L’encrassement microbiologique peut également être un problème énorme dans les systèmes d’eau réfrigérée, surtout lorsque de grands réservoirs de stockage thermique sont utilisés. Un contrôle microbiologique approprié est souvent négligé dans cette zone, car l'eau réfrigérée est considérée comme un système « fermé ». Cependant, le faible débit dans le réservoir crée une zone mûre pour que les sédiments se déposent, favorisant la croissance des bactéries et du biofilm.
Lorsque le biofilm se propage et s’installe sur les surfaces d’échange thermique, il inhibe considérablement l’efficacité de l’échange thermique. Alors que la conductivité thermique du cuivre, de l’aluminium et de l’acier inoxydable est de 384,0, 138,5 et 16,3 W/mK respectivement, la conductivité thermique du biofilm est en moyenne de 0,65 W/mK1. Une couche de biofilm réduisant le diamètre du tube de 10 % réduirait l’échange de chaleur de 55 %.
En termes de coûts d'exploitation, une couche de biofilm de 0,6 mm d'épaisseur sur les surfaces d'échange de chaleur d'un refroidisseur de 500 tonnes coûterait 15 000 $ supplémentaires par an pour fonctionner.
Une défaillance prématurée et inattendue de l’équipement peut être une menace pour le temps de disponibilité et la fiabilité du centre de données. La durée de vie du tube de refroidissement est considérablement réduite par des problèmes microbiologiques persistants. Le fait de mettre l’équipement hors ligne pour le retubage ou le remplacement n’est ni bon marché ni idéal pour préserver la redondance. Le même refroidisseur de 500 tonnes coûterait près de 125 000 $ pour le retube ou 350 000 $ pour le remplacement complet.
Les centres de données de génération 5 s'éloignent constamment des systèmes de refroidissement traditionnels des centrales de refroidissement, optant plutôt pour des solutions plus modulaires conçues pour être plus économes en eau et en énergie.
Ces stratégies de refroidissement de nouvelle génération dépendent toujours fortement de l’eau pour le refroidissement et ne sont pas sans leurs défis de traitement. Les microbes prolifèrent toujours dans ces systèmes, et un prétraitement de l’eau ou des programmes préventifs appropriés sont nécessaires pour préserver la durée de vie de l’équipement. Ne pas mettre en œuvre une stratégie de traitement appropriée peut entraîner des risques pour la santé par l’intermédiaire d’agents pathogènes à base d’eau et un remplacement précoce inutile des milieux de refroidissement. Un peu d’entretien préventif peut faire beaucoup dans les systèmes de refroidissement de nouvelle génération.
Communiquez avec ChemTreat dès aujourd’hui pour une consultation sur l’entretien préventif de vos systèmes de refroidissement. Notre équipe a de l’expérience pour aider les clients des centres de données à résoudre leurs défis en matière de traitement de l’eau.
Rappelez-vous toujours que tous les systèmes sont différents et qu’il est nécessaire de faire preuve de diligence pour déterminer la faisabilité de l’utilisation de ces méthodes. Consultez les manuels et guides de votre équipement.
Dans les parties 1 et 2, nous avons discuté de l’importance du traitement de l’eau pour maintenir l’efficacité du centre de données.
Cependant, il ne suffit pas d’ajouter de la chimie aux systèmes d’eau de refroidissement. La création d’un programme de traitement de l’eau qui protège l’efficacité de l’échange thermique et minimise l’utilisation de l’eau nécessite une approche holistique.
Les centres de données comptent sur un personnel allégé, il est donc essentiel d’avoir un partenaire de traitement de l’eau pour agir au sein de votre équipe et gérer des programmes pour atteindre vos objectifs en matière de PUE, de WUE et de durabilité.
Les responsables du traitement de l’eau doivent communiquer régulièrement avec les opérateurs de centres de données pour s’assurer que les programmes d’alimentation en produits chimiques sont conformes aux calendriers de circulation d’entretien préventif.
Les analyses régulières de l’eau peuvent comprendre des éléments comme l’équilibre minéral et l’analyse des bactéries en laboratoire pour rechercher des indicateurs de tartre et de formation de biofilm savant qu’ils ne deviennent des défis insurmontables.
Un programme de traitement de l’eau qui utilise une stratégie réactionnelle finira par coûter plus cher en main-d’œuvre, en chimie, en années d’équipement et en temps d’arrêt par rapport à un programme qui utilise une approche cohérente et proactive.
ChemTreat est là pour vous aider à gérer efficacement votre programme de traitement de l’eau. Nous avons réuni une équipe hautement expérimentée prête à vous aider à mettre en œuvre un programme de traitement de l’eau adapté aux besoins uniques de votre système.
L’équipe de ChemTreat peut aider votre établissement à développer une stratégie gagnante de traitement de l’eau.
Nos programmes peuvent comprendre :
Citations :
Estimation des coûts basée sur un refroidisseur de 500 tonnes avec 3 000 heures de fonctionnement annuelles et un coût d'électricité de 0,09 $/kWhr.
Sources supplémentaires
Vous voulez savoir où vous pouvez avoir le plus d’impact dans l’amélioration de l’UEP? ChemTreat offre une évaluation et un rapport gratuits sur la durabilité pour vous aider à identifier où et comment vous utilisez l’eau et l’électricité. Nous pouvons également vous offrir des recommandations clés pour vous aider à atteindre vos objectifs d’économies d’eau et d’énergie. Demandez votre évaluation gratuite dès aujourd’hui!
Conseiller technique de l’industrie
Valerie Richter est diplômée de l’Université Rutgers et a commencé sa carrière en recherche médicale. En 2012, elle s’est tournée vers le traitement de l’eau et a participé activement à de nouvelles constructions et au démarrage de systèmes dans plusieurs secteurs. Maintenant consultante dans les applications de traitement des matières premières et des eaux usées, ainsi que dans les domaines du refroidissement et de la chaudière, elle maintient une approche de dépannage fondée sur la recherche et participe à de multiples projets de R et D et efforts de développement de la formation. Elle est passionnée par la durabilité et la recherche de solutions écologiques
