Calculatrice de refroidissement
BTU à évacuer pour un datacenter ou un rack basé sur la consommation d'énergie.
Charge thermique (consommation d'énergie)
Sommaire
Guide complet de refroidissement du centre de données
Qu'est-ce que le refroidissement datacenter?
Le refroidissement datacenter est l'ensemble de systèmes et de pratiques utilisés pour éliminer la chaleur des équipements informatiques (serveurs, stockage, matériel réseau) et maintenir des niveaux de température et d'humidité sécuritaires. Sans refroidissement adéquat, l'équipement surchauffe, les performances se dégradent et les taux de défaillance augmentent. Tailler correctement la capacité de refroidissement est essentiel pour la fiabilité, l'efficacité et la croissance future.
Pourquoi la charge thermique est-elle importante
Pratiquement toute l'énergie électrique consommée par les systèmes informatiques et de soutien est convertie en chaleur dans la pièce ou le rack. L'éclairage, les personnes et le gain solaire ajoutent une petite fraction par rapport à la charge informatique. Le système de refroidissement doit enlever cette chaleur en continu, sinon la température ambiante augmente. La charge calorifique à évacuer est donc directement liée à la consommation d'énergie totale, d'où la règle: la puissance en watts (après application d'une marge de sécurité) équivaut à la charge calorifique au refroidissement de taille.
- Charge thermique: Chaleur totale à retirer, en watts ou en BTU/h. Pour les espaces informatiques, il est essentiellement égal à la puissance électrique totale.
- BTU/h: Unités thermiques britanniques par heure; unité commune pour la capacité de refroidissement en Amérique du Nord.
- Tonnes de réfrigération: 1 tonne = 12 000 BTU/h. Les unités CVC et CRAC/CRAH sont souvent spécifiées en tonnes.
- Marge de sécurité: Capacité supplémentaire (par exemple 10-20%%) pour les pics, la croissance future et la redondance.
Avantages d'un calibrage approprié
- Fiabilité: L'équipement reste dans les limites de température du fabricant; moins de défaillances et une durée de vie plus longue.
- Efficacité: Un refroidissement de bonne taille évite la suralimentation (déchets) et la sous-alimentation (points chauds et risques).
- Planification : Connaître BTU/h ou tonnes aide à comparer les unités CRAC, plan redondance (N+1), et budget.
- Conformité: De nombreuses normes (p. ex. ASHRAE) recommandent des plages de température et d'humidité; un refroidissement adéquat favorise la conformité.
Limites et considérations
- Cette calculatrice suppose que toute l'énergie électrique devient chaleur dans l'espace. Pour les salles informatiques dédiées c'est exact; ajouter l'éclairage et l'occupation si dans la même zone.
- Les pertes de PDU et d'UPS (habituellement quelques pour cent) produisent également de la chaleur à l'intérieur de la pièce.
- Le contrôle de l'humidité (humidification/déshumidification) peut nécessiter une capacité supplémentaire; consulter les spécifications du CVC.
- La conception du débit d'air (au niveau des allées chaudes/froides, du confinement) affecte l'efficacité; une bonne disposition améliore l'efficacité du refroidissement.
Le refroidissement sous-dimensionné conduit à des points chauds, à un étranglement thermique et à une panne d'équipement. Toujours utiliser des valeurs de puissance mesurées ou prudentes et inclure une marge de sécurité. Pour les installations critiques, considérer la redondance N+1 ou 2N de sorte que le refroidissement continue si une unité échoue.
Le calibrage par puissance (watts) converti en BTU/h ou tonnes est l'approche standard pour les datacenters et les salles de serveurs. Utilisez cette calculatrice pour obtenir la capacité requise, ajouter une marge de sécurité et planifier la redondance lorsque le temps de disponibilité est critique. Combiner avec une bonne conception du flux d'air et la surveillance pour une stratégie de refroidissement complète.
Pourquoi la puissance égale la chaleur pour évacuer
Par la première loi de la thermodynamique, l'énergie est conservée. L'énergie électrique fournie aux serveurs, aux commutateurs, au stockage et aux PDU est presque entièrement convertie en chaleur: une petite partie devient légère ou sonore, mais dans un datacenter, la grande majorité se retrouve sous forme de chaleur dans la pièce. Les ventilateurs à l'intérieur de l'équipement déplacent cette chaleur dans l'air de la pièce; le système de refroidissement de la pièce (CRAC/CRAH, dans la rangée ou similaire) doit ensuite l'enlever.
Ainsi, pour un seul rack, une rangée de racks, ou un datacenter entier: additionner la consommation d'énergie de tous les équipements IT (et support) dans la zone refroidie, appliquer votre marge de sécurité, et convertir en BTU/h ou tonnes. C'est la capacité de refroidissement dont vous avez besoin pour évacuer. Les unités CVC et CRAC/CRAH sont souvent spécifiées en tonnes ou BTU/h, c'est pourquoi cette conversion est essentielle pour l'approvisionnement et la conception.
BTU et tonnes de réfrigération
La British Thermal Unit (BTU) est l'énergie nécessaire pour augmenter la température d'une livre d'eau d'un degré Fahrenheit. La capacité de refroidissement est généralement exprimée en BTU par heure (BTU/h): le taux d'élimination de la chaleur. En Amérique du Nord, la climatisation et le refroidissement des datacenters sont également spécifiés dans des tonnes de réfrigération.
1 tonne de réfrigération = 12 000 BTU/h. Historiquement, cela représentait l'effet de refroidissement de la fonte d'une tonne de glace sur 24 heures. Une unité CRAC de 10 tonnes enlève 120 000 BTU/h.
Formules et conversions
BTU/h = Puissance (watts) × 3,412
1 watt = 3,412 BTU/h (unités thermiques britanniques par heure). La calculatrice applique votre marge de sécurité à la puissance avant la conversion.
Tonnes de réfrigération: 1 tonne = 12 000 BTU/h. La climatisation et le refroidissement des datacenters sont souvent notés en tonnes (par exemple, une unité de 10 tonnes enlève 120 000 BTU/h).
Référence rapide:
- 1 kW = 3,412 BTU/h ≈ 0.284 tons
- 1 ton ≈ 3.517 kW (heat removal equivalent)
Types de systèmes de refroidissement
Datacenter et le refroidissement de la salle du serveur peuvent être fournis de plusieurs façons. La capacité est toujours exprimée en BTU/h ou en tonnes; la calculatrice s'applique à tous.
Salle (CRAC/CRAH)
Les unités de climatisation des salles d'ordinateurs (CRAC) ou de traitement de l'air (CRAH) refroidissent toute la pièce. Capacité en tonnes ou BTU/h. Fréquent dans les datacenters moyens à grands.
Dans la rangée / rapproché
Unités placées dans ou à côté des rangées de rack pour un refroidissement ciblé. Bon pour les zones à forte densité. Toujours calibrée par la charge thermique totale (BTU/h ou tonnes) pour la zone qu'elle dessert.
Refroidissement liquide
Refroidissement liquide direct ou indirect (par exemple échangeurs de chaleur à l'arrière de la porte, puce directe). Enlève la chaleur plus efficacement; la charge thermique totale en watts/BTU/h entraîne encore le calibrage du refroidisseur ou du refroidisseur sec.
Niveau d'appui (ACU)
Petites unités de climatisation par rack ou paire de racks, souvent utilisés dans les salles de petits serveurs ou les sites bord. Évalué en BTU/h; somme de la charge à la taille.
Valeurs typiques et tableau de référence
Utilisez ce tableau pour recouper la calculatrice ou estimer la capacité pour des scénarios communs. Les valeurs utilisent la formule BTU/h = watts × 3,412 et tonnes = BTU/h ÷ 12 000.
| Charger | Puissance (W) | BTU/h | Tonnes |
|---|---|---|---|
| 1 rack (3 kW) | 3,000 | ~10,236 | ~0.85 |
| 1 rack (6 kW) | 6,000 | ~20,472 | ~1.7 |
| 10 kW pièce | 10,000 | ~34,120 | ~2.84 |
| 50 kW pièce | 50,000 | ~170,600 | ~14.2 |
| Centre de données de 100 kW | 100,000 | ~341,200 | ~28.4 |
Marges de redondance et de sécurité
Pour les installations critiques, le refroidissement est souvent redondant. N+1 signifie une unité supplémentaire: si vous avez besoin d'unités N pour répondre à la charge, vous installez N+1 pour qu'on puisse échouer ou être maintenu sans perte de capacité. 2N signifie double emploi complet. En N+1, chaque unité doit pouvoir supporter la pleine charge (ou au moins la charge avec une unité vers le bas), de sorte que chaque CRAC pour le total BTU/h, pas le total divisé par le nombre d'unités.
Ajouter 10-20% à la charge calorifique calculée pour les pics, la croissance future et l'incertitude de mesure. Si la pièce a un éclairage ou des personnes dans le même espace, ajoutez quelques pour cent de plus. La calculatrice vous permet d'entrer une marge (par exemple 110 pour 10%%, 120 pour 20%%).
Meilleures pratiques
- Utilisez la puissance mesurée ou la plaque nominative pour obtenir la précision; additionnez toute la charge informatique dans la zone (rack ou pièce).
- Ajouter 10-20% la marge pour les pics, la croissance future ou l'éclairage/humain si dans le même espace.
- Pour le refroidissement redondant (N+1), taillez chaque unité pour la pleine charge de sorte qu'on puisse descendre.
- Compte pour les pertes de PDU et UPS: quelques pour cent de la puissance totale devient également la chaleur dans la pièce.
- Préférez la disposition et le confinement des allées chaudes et froides pour améliorer l'efficacité et l'efficience du refroidissement.
- Surveiller les températures et l'humidité de l'admission; mettre en garde contre la sous-capacité ou les défaillances précoces.