le 26 Janvier 2024
Par Yann Marquer, Responsable des Ventes France EVAPCO Europe BV
La problématique
L'énergie et l'eau sont désormais des ressources cruciales à préserver et à exploiter de manière optimale, surtout dans les domaines du refroidissement tertiaire, industriel et des datacenters. C'est dans cette optique qu'Evapco a développé dès 2017 son outil d'analyse de la consommation d'eau et d'énergie, baptisé "Water & Energy Analysis".
Cet outil novateur offre la possibilité de comparer différentes technologies d'échange de chaleur et de transfert thermique, permettant ainsi de choisir LA solution optimale parmi toutes les alternatives disponibles en matière de technologies de refroidissement.
Son utilisation s'avère particulièrement pertinente dès la phase de conception d'un projet, lors des études préliminaires. En adoptant cette approche, nous contribuons à une utilisation plus efficace et responsable des ressources, tout en assurant la performance et la durabilité des systèmes de refroidissement.
"Water & Energy Analysis" permet donc de :
- Comparer différentes technologies de transfert de chaleur.
- D'opter pour LA solution parmi toutes les solutions de technologies de refroidissement et ceci dès la conception d'un projet, en phase d'études.
Analyse et savoir-faire de l’industriel
Grâce aux données spécifiques du projet telles que :
L’emplacement du chantier :
Les données météo annuelle :
Le type d'application :
Cela nous permet de déterminer le profil de charge (Data center, Centre commercial etc…).
Les hypothèses de profil :
Et les taux de consommation :
Nous sommes en mesure de sortir une estimation de la consommation annuelle d'eau et d'électricité :
Ainsi que les pics de consommation mensuels :
En résumé, l'outil d'analyse de l'eau et de l'énergie fournit les données spécifiques des produits afin que les ingénieurs concepteurs puissent comparer la consommation d'eau et d'énergie de plusieurs unités envisagées dans le cadre d'un projet. Il s'agit d’informations extrêmement précieuses qui sont souvent recherchées.
Cas des data centers et installations de process :
Néanmoins pour certains projets, les ingénieurs ne se concentrent pas uniquement sur la tour ou le refroidisseur adiabatique, mais sur la consommation d'eau et d'énergie de l'ensemble du système de refroidissement, incluant le chiller. Dans le cas de projets tels que les data centers et les installations de process, ils ont besoin de savoir comment fonctionne l'ensemble du système pour différentes températures saisonnières.
Un système HVAC/processus traditionnel se concentrera principalement sur la température de l'eau voulue suivant les conditions extérieures les plus défavorables (PIC). Cela détermine les critères de sélection de la solution de refroidissement, par exemple, eau glacée 6-12°C pour 30°C/50%HR extérieure.
Dans ce cas, l'EER du refroidisseur est environ 20 fois plus important que celui du chiller.
Le tout étant dimensionné pour un PIC ne correspond qu'à quelques heures dans l'année.
Le but est donc de pouvoir dimensionner et réguler le système complet en se basant sur le ESEER (European Seasonal Energy Efficiency Ratio), i-e, en combinant le fonctionnement à pleine charge et à charge partielle, pour différentes températures saisonnières de l'air :
Comment le mettre en application, spécialement dans les cas critiques comme des Datas Centers et des installations de process ?
Le fonctionnement du système dépendra de la charge et de la température d'eau souhaitée. Par exemple pour régime d'eau 20°C-30°C, voici les différentes possibilités de refroidissement en fonction de la charge et des conditions extérieures :
1. Le Free-cooling :
2. Le Free-cooling partiel :
3. Le mode froid avec le chiller :
Cette approche va permettre de réduire considérablement l'utilisation de la machine de froid et donc du compresseur. La consommation énergétique sera donc grandement optimisée.
Dans le cas des Data Centers, l'efficacité de la consommation d'énergie et d'eau est au cœur des processus d'évaluation des solutions.
La consommation d'énergie et d'eau de l'équipement de réjection de chaleur est un facteur significatif dans le calcul des valeurs P-U-E et W-U-E. Pour cette raison, l'équipement de réjection de chaleur est analysé indépendamment et est désigné par p-P-U-E et p-W-U-E, c'est-à-dire l'efficacité partielle de la consommation d'énergie et l'efficacité partielle de la consommation d'eau.
Si l'on regarde de plus près la formule de p-P-U-E, la valeur peut être égale ou supérieure à 1, 1 étant la valeur la plus efficace possible. Une valeur proche de 1 signifie que la consommation électrique de l'équipement de refroidissement est négligeable par rapport à la charge informatique.
Si l'on reprend la formule p-W-U-E, la valeur peut être égale ou supérieure à 0. Un p-W-U-E de 0 signifie que l'équipement de refroidissement n'utilise pas d'eau. C'est le cas d'un dry cooler.
Il existe généralement une corrélation entre l'efficacité partielle de l'utilisation de l'énergie et l'efficacité partielle de l'utilisation de l'eau. Plus la consommation partielle d'électricité est efficace pPUE, moins la consommation partielle d'eau pWUE l’est. Et vice versa. Plus pWUE est efficace, moins pPUE l'est.
Ce sont ces valeurs qui permettent de déterminer et comparer la meilleure solution, néanmoins ces valeurs sont en générales estimées, par les ingénieurs d'études, suite à de nombreuses hypothèses fautes de données précises suffisantes.
Chez Evapco, nous nous sommes donc interrogés sur la manière dont nous pourrions simplifier ce processus pour les ingénieurs d'études. Après de nombreuses discussions avec des ingénieurs concepteurs travaillant sur des projets impliquant l'efficacité partielle de l'utilisation de l'énergie et de l'eau, EVAPCO a pris la décision de développer un nouvel outil d'analyse de la consommation d'eau et d'énergie : "Advanced Water and Energy Analysis".
Solution produit : "ADVANCED Water & Energy Analysis"
Cet outil d'analyse avancée de l'eau et de l'énergie est unique en son genre.
AUCUN AUTRE FABRICANT NE POSSÈDE CET OUTIL !
Il calcule les données de performance annualisées (sur la base des 8 760 heures que compte une année) en fonction de l'emplacement et des exigences spécifiques du site pour aider à choisir la meilleure solution pour n'importe quel projet.
En plus des données de performance annualisées, il fournit :
- Les données sonores correspondantes
- Le potentiel de refroidissement libre
- La consommation d'eau
- Besoins en stockage d'eau pour la résilience du site (pour gérer les 24 heures de pointe de consommation d’eau)
- Fonctionnement du groupe froid
- Consommation électrique de l'unité et du groupe froid
- Le nombre d’heures en mode Free-cooling, Partial Free-cooling et Chiller
- Fonctionnement du système dans des conditions de conception extrêmes ou spécifiques
- Et bien sûr, pPUE et pWUE
Ces données précises et importantes sont celles que les ingénieurs d'études VEULENT et ont BESOIN lors de la conception de leur projet. Elles constituent une ressource inestimable pour garantir des choix éclairés, favoriser l'efficacité énergétique et répondre aux exigences de conception les plus rigoureuses.
En plus de l’immense quantité de données que cet outil permet de fournir, Evapco met à votre disposition un document de synthèse, facile à comprendre, où vous pouvez trouver toutes ces analyses résumées.
Ci-dessous un aperçu de ce document :
En conclusion, les outils uniques apportés par Evapco vous permettent de dimensionner vos projets en tenant compte de tous les paramètres extérieurs pouvant influencer l'efficacité du système et ainsi vous permettent de choisir la meilleure solution possible !
N’hésitez pas à contacter votre partenaire Evapco pour de plus amples informations.
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