WO2025012338A1 - Climate-control ceiling for a data centre - Google Patents
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Classifications
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- H—ELECTRICITY
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- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
- H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
- H05K7/20709—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating for server racks or cabinets; for data centers, e.g. 19-inch computer racks
- H05K7/20718—Forced ventilation of a gaseous coolant
- H05K7/20745—Forced ventilation of a gaseous coolant within rooms for removing heat from cabinets, e.g. by air conditioning device
Definitions
- the invention relates to the field of technical ceilings, in particular that of ceilings comprising a stretched canvas and more particularly technical ceilings dedicated to the air treatment of spaces with significant thermal loads such as data centers.
- a data center also called a data center or data center, is a physical facility that houses a large number of servers, data storage systems, and networking equipment. It is a centralized environment designed to collect, process, store, and distribute data, as well as host computing applications and services.
- Data centers are typically equipped with sophisticated IT infrastructure, including servers, network switches, routers, storage systems, backup and recovery devices, and cooling, power, and security equipment. They are designed to provide high availability, redundancy, and scalability to ensure the smooth operation of hosted applications and services.
- Data centers are used by organizations of all sizes, including enterprises, government institutions, cloud service providers, and internet service providers. They play a critical role in securely storing data, running complex computations, hosting websites and applications, delivering online content, and many other applications that require significant computing resources.
- a technical ceiling is a structure that can take the form of a false ceiling, a box or an island, and which, in addition to a cladding role, has a technical role related to the purpose of the premises.
- the technical ceiling according to the invention has the role, in particular, but not exclusively, of ensuring the diffusion of treated air necessary to cover the cooling needs of data centers.
- the energy requirement for cooling a data center is particularly significant and represents 49% of the total expenditure of the Data Center, the average consumption of a Data Center for example in France is 5.15 MWh / m2 / year.
- the technical ceiling according to the invention aims to increase the efficiency of cooling diffusion and therefore to reduce energy consumption in this regard.
- Heat generated by equipment Servers, storage systems, and other IT equipment in a data center generate a significant amount of heat. This heat must be dissipated efficiently to prevent overheating, as it can damage electronic components and lead to failures.
- Cooling data centers requires a considerable amount of energy. Air conditioning systems, fans and cooling equipment consume a large amount of electricity, leading to high costs and environmental concerns related to energy consumption.
- Airflow Management Data centers require adequate airflow to maintain optimal temperatures. This can be challenging because it requires compensating for heat generated by equipment by blowing very high volumes of cold air from cooling systems. Poor airflow management can lead to areas of overheating or overcooling, compromising equipment performance and reliability.
- Hot and cold aisle containment cooling are physical arrangements in data centers to maximize cooling efficiency. Cold aisles supply cold air directly to equipment, while hot aisles recover hot air exhausted from equipment. This allows for better control of airflow and reduces mixing between hot and cold air streams. It is known for example from US patent 8,477,499 B2 (HILL RICHARD F et al.): which describes a hot and cold aisle containment cooling system that uses flexible containment panels to direct cold air to the cold aisles and hot air to the hot aisles.
- This system makes it possible to separate the hot and cold aisles, to direct fresh air from a fresh air supply source to the cold aisles, to channel hot air emanating from the equipment to the hot aisles, and to reject hot air from the hot aisles to a hot air return source.
- US Patent 8,605,713 B2 (KAMPMANN DIRK et al.) describes a cooling system for a data center that uses containment curtains to separate hot and cold aisles and direct airflow more efficiently.
- this claim describes a cooling system for a data center that includes equipment racks arranged in hot and cold aisles.
- the system also includes flexible containment panels that separate the hot and cold aisles, a fresh air supply source that provides fresh air at a temperature below a predefined threshold, and an air duct arrangement that routes fresh air to the cold aisles and hot air exhausted from the equipment racks to the hot aisles.
- the flexible containment panels direct airflow between the hot and cold aisles.
- An air conditioning machine (13) with a hot air intake and a cooled air blow is connected (at its blowing) to the technical floor (14) and (at its suction) to the technical ceiling (15).
- the computer servers (6) are arranged in a line, forming rows and thus delimiting corridors (16) between each row.
- Blowing grilles (17) for cooled air are installed on the upper face of the technical floor and in every other corridor (16), said corridor then being called a cold corridor (16a).
- Hot air suction grilles (18) are installed on the underside of the technical ceiling and in every other corridor (16), said corridor then being called a hot corridor (16b).
- Each computer server (6) is equipped with a fan for sucking in ambient air on its vertical face (then called the suction face (24)) and for discharging the air on its opposite vertical face (then called the blowing face (23)).
- the rows of computer servers are arranged so that their suction face (24) is located at a cold corridor (16a) and their blowing face (23) at a hot corridor (16b).
- the cold air produced by the air conditioning machine (13) is blown into the volume of the technical floor then injected into each cold corridor (16a) by means of the blowing grilles (17).
- the cold air is then drawn in by the computer servers (6) and heated by them before being released into the hot corridor (16b).
- the heated air is then sucked in through the grilles (18) installed at the level of the technical ceiling and then passes through the volume of the technical ceiling to reach the air conditioning unit.
- This system is complex to install and operates solely by thermal convection, i.e. 100% through the heat exchange carried out between the cooled treated air and the hot computer servers.
- the technical ceiling diffuses the heating and cooling, partly via thermal radiation from the canvas which cools or heats up on contact with the air pulsed into the plenum, but also by convection via the air flow, warmer or colder than the ambient air, blown around the edge of the room. It therefore operates on a mix of radiation and convection with a proportion of radiation generally less than 50%.
- the present invention aims to propose a technical ceiling allowing both the suction of hot air and the blowing of cooled treated air, thus requiring no technical floor.
- the present invention also aims to diffuse part of the cooling power by means of thermal radiation emitted by the technical ceiling allowing better homogeneity of cooling of the computer servers and therefore requiring a smaller quantity of cold energy generating a saving in consumption.
- Another object of the present invention is to provide an alternative, namely a technical ceiling intended to be hung by its horizontal upper face to partition drops installed on a ceiling slab of a data center premises to be processed, said technical ceiling comprising a stretched canvas, making it possible to ensure cooling by thermal convection and by thermal radiation as well as air circulation in data centers operating by confinement of hot and cold aisles, said aisles being air circulation corridors formed by computer servers arranged in lines placed on the floor of the data center to be processed, each computer server being provided or not with a fan making it possible to suck in ambient air on its vertical suction face and to reject the heated air on its opposite vertical blowing face, the space formed between each line or row of computer servers is used as a circulation corridor, said computer servers are arranged so that their blowing faces are face to face delimiting a hot corridor and that their suction faces are also face to face face to face respectively delimiting a cold corridor, the corridor overlooking the blowing faces of the rows of computer servers is called a "hot corridor" while the corridor overlooking the suction faces
- Another object of the invention is to provide an air circulation and cooling system by thermal convection and thermal radiation for a data center operating by confinement of hot and cold aisles, comprising the technical ceiling according to the invention connected to at least one air conditioning machine, where all of the air circulation in the data center comprising the blowing of hot air and the suction of cold air is treated directly by said technical ceiling.
- FIG 1 represents for example a diffusion profile according to a first implementation of the invention
- FIG 2 for example represents a section of a data center room equipped with a technical ceiling according to the invention
- FIG 3 for example represents a section of a data center room equipped with a technical ceiling provided with watertight separation partitions according to the invention
- FIG 4 for example represents a perspective of a data center room equipped with a conventional air treatment system.
- the invention proposes to treat all the flows (blowing of treated air and return of ambient air); for this purpose the invention comprises at least one diffusion profile (1) which can be attached to partition downspouts (19).
- the diffusion profile (1) comprises a face (4) provided with perforations allowing the passage of air and a sealed face (21).
- Each side has a hanging groove (2) for a stretched canvas (20).
- the diffusion profile (1) can include an air deflector (5) adopting a curvature to facilitate the passage of air.
- the diffusion profile (1) thus installed makes it possible to create different plenum zones: a plenum (7) with overpressure of cold air, a neutral plenum (8) and a plenum (9) with depression.
- the suction of the air conditioning machine (13) is connected to each plenum (9) in depression and its blowing of treated air to each cold plenum (7) in overpressure.
- the cold air, treated by the air conditioning machine (13) is injected into each cold plenum (7) then blown by means of the diffusion profile (1) towards each cold corridor (16a).
- the ambient air, heated by the computer servers (6) is sucked in by the diffusion profile (1) at the level of each hot corridor (16b) so as to reach the plenum in depression (9).
- the neutral plenum (8) installed at the level of the rows of computer servers (6) is filled with air, thus constituting a thermal insulator between each cold plenum (7) and each hot plenum (9).
- the cold plenums (7) are equipped with thermal insulation (10) installed on the underside of the ceiling slab (25).
- the stretched fabric (20) visible from each cold corridor (16) emits thermal radiation towards the front face of the server racks (6) and allows energy optimization as well as an improvement in the temperature homogeneity in these areas.
- the large section of the hot (9) and cold (7) plenum zones generates a very low air pressure loss (resistance to the passage of air) and therefore makes it possible to reduce the consumption of the fans of the air conditioning machines (13).
- the stretched canvases (20) respectively installed at the hot plenums (9) and cold plenums (7) can be perforated so that the diffusion of cold treated air towards the cold corridor (23) and the suction of hot air from the hot corridor (24) takes place, in addition to the passage through the perforated face (4) of the diffusion profile (1) also through the perforations of the stretched canvases (20).
- These said canvas perforations can adopt any possible geometric shape, for example circles or squares and the perforated part of the canvas (20) can represent a significant proportion of the surface of said stretched canvas (20). This thus makes it possible to significantly increase the passage sections of the air flows and therefore to increase the maximum admissible air flow rate of these air flows.
- the “thermal conductivity” of a material refers to its ability to let heat pass through or, on the contrary, to insulate it. The higher the conductivity, the more the material lets heat pass through. Conversely, the lower the conductivity, the more insulating the material is.
- Thermal conductivity noted ⁇ (lambda) expressed in W/m.K, is what will allow us to measure the quantity of energy, heat which propagates by conduction.
- Thermal conductivity or ⁇ is a constant, intrinsic characteristic specific to each material.
- Insulating materials typically have A values between 0.025 and 0.050 W/m.K.
- the thermal transmission coefficient of a material is the quantity of heat passing through this material in steady state, per unit of time, per unit of surface area and per unit of temperature difference between the environments located on either side of the wall.
- the thermal transmittance is the inverse of the total thermal resistance (RT) of the material. U is expressed in W/m 2 K.
- Error refers to the ability of a material or surface to absorb and then re-emit heat through thermal radiation.
- Emissivity is expressed by a unitless coefficient, between 0 and 1 and noted “e”. It is used to indicate the quantity of energy emitted and absorbed by the material and varies essentially according to the given wavelength.
- Emissivity is influenced by three elements:
- High-emissivity objects are mainly non-metallic and non-opaque objects, such as glass (0.92), plastic (0.84 to 0.94) or plexiglass (0.86) and quartz or vitreous china (0.92).
- Tile (0.97), polypropylene, plaster (0.86), rubber (0.95), brick (0.94) and paint are also among the most emissive materials.
- reflective materials such as aluminum (less than 0.10 most of the time), steel (from 0.16 to 0.70), silver (0.03), copper (between 0.006 and 0.88), zinc (from 0.04 to 0.20) or even lead (0.28) are among the least emissive objects.
- An object of the invention is to provide a technical ceiling intended to be hung by its horizontal upper face (3) to partition drops (19) installed on a ceiling slab (25) of a data center premises to be processed, said technical ceiling comprising a stretched canvas, making it possible to ensure cooling by thermal convection and by thermal radiation as well as air circulation in data centers operating by confinement of hot and cold aisles, said aisles being air circulation corridors (16) formed by computer servers (6) arranged in lines placed on the floor of the data center to be processed, each computer server (6) being equipped with a fan (22) making it possible to suck in ambient air on its vertical suction face (23) and to reject the heated air on its opposite vertical blowing face (24), the space formed between each line or row of computer servers (6) is used as an air circulation corridor (16), said computer servers (6) are arranged so that their blowing faces (24) are opposite each other, delimiting a hot corridor (16b) and their suction faces (23) are also opposite each other, delimiting respectively a cold corridor (16a), the cold corridors (16a) providing cold air
- the stretched canvases (20) respectively installed at the hot plenums (9) and the cold plenums (7) comprise perforations so that the diffusion of cold treated air towards the cold corridor (23) and the suction of hot air from the hot corridor (24) respectively take place through said perforations of the stretched canvases (20), in addition to the passage of air provided through the perforated face (4) of the diffusion profile (1).
- These perforations can adopt any geometric shape, for example circles or squares, and the perforated part of the stretched canvas (20) can represent a significant proportion of the surface area of said stretched canvas (20).
- This perforation or canvas opening can represent a few percent up to more than 50% of the surface area of said stretched canvas (20), such as for example 0.5m 2 for 1 m 2 of canvas.
- the cold plenums (7) are fitted with thermal insulation (10) installed on the underside of the ceiling slab (25).
- the stretched canvas (20) has a thermal transmission coefficient of at least 500 W/m 2 .K and a thermal emissivity coefficient of at least 0.9.
- each cold plenum (7) is placed under overpressure with cooled treated air via a blowing air duct (26) connected to said air conditioning machine (13).
- each hot plenum (9) is placed under vacuum with respect to the room to be treated by means of an air suction duct (27) connected to said air conditioning machine (13).
- the diffusion profile (1) comprises an air deflector (5) adopting a curvature to facilitate the passage of air.
- Another alternative object of the invention is to provide a technical ceiling intended to be hung by its horizontal upper face (3) to partition drops (19) installed on a ceiling slab (25) of a data center room to be processed, said technical ceiling comprising a stretched canvas, making it possible to ensure cooling by thermal convection and by thermal radiation as well as air circulation in data centers operating by confinement of hot and cold aisles, said aisles being air circulation corridors (16) formed by computer servers (6) arranged in lines placed on the floor of the data center to be processed, each computer server (6) being provided or not with a fan (22) making it possible to suck in ambient air on its vertical suction face (23) and to reject the heated air on its opposite vertical blowing face (24), the space formed between each line or row of computer servers (6) is used as a circulation corridor (16), said servers computer servers (6) are arranged so that their blowing faces (24) are opposite each other, delimiting a hot corridor (16b) and their suction faces (23) are also opposite each other, delimiting respectively a cold corridor (16a), the cold corridors (16a
- the stretched canvases (20) respectively installed at the hot plenums (9) and the cold plenums (7) comprise perforations so that the diffusion of cold treated air towards the cold corridor (23) and the suction of hot air from the hot corridor (24) respectively take place through said perforations of the stretched canvases (20), in addition to the passage of air provided through the perforated face (4) of the diffusion profile (1).
- These perforations can adopt any geometric shape, for example circles or squares, and the perforated part of the stretched canvas (20) can represent a significant proportion of the surface area of said stretched canvas (20).
- This perforation or canvas opening can represent a few percent up to more than 50% of the surface area of said stretched canvas (20), such as for example 0.5m 2 for 1 m 2 of canvas.
- the interior volume of the neutral plenum (8) is configured for insulation thermal as well as for airtightness to the passage of air in each cold corridor (16a) and in each hot corridor (16b) respectively.
- the sealed separation element (11) is a stretched separation fabric installed at each suction (23) and blowing (24) face of the rows of computer servers (6), each separation fabric (11) being fixed from a hanging profile (12) installed on each upper end of said computer servers (6) and extending vertically to the hanging groove (2) of the diffusion profile (1).
- the sealed separation element (11) is constituted by the assembly of partition downspouts (19) and diffusion profile (1) extending to the upper ends of said computer servers (6).
- the computer servers (6) are not equipped with or are devoid of fans (22).
- Another object of the invention is to provide an air circulation and cooling system by thermal convection and thermal radiation for a data center operating by confinement of hot and cold aisles, comprising the technical ceiling according to the invention or the alternative ceiling according to the invention connected to at least one air conditioning machine (13), where all of the air circulation in the data center including the blowing of cold air and the suction of hot air is handled directly by said technical ceiling.
- FIG 1 shows a perspective view of the diffusion profile (1) according to the invention.
- the diffusion profile (1) has 2 vertical wings, one of which is a wing (4) equipped with perforations allowing the passage of air.
- Each of the 2 wings is equipped at the bottom with a hanging groove (2) allowing the installation of a stretched ceiling (20).
- the horizontal upper face (3) allows the diffusion profile (1) to be fixed to a partition wall (19), made for example from plaster on a metal frame.
- the diffusion profile can comprise an air deflector (5) adopting a curvature to facilitate the passage of air.
- FIG 2 represents a cross-sectional view of a room to be treated, for example a data center according to a first embodiment.
- room to be treated we mean a room intended to be cooled according to the system implemented.
- the computer servers (6) are arranged in lines on the floor of the room to be processed.
- Each computer server (6) is equipped with a fan (22) for sucking in ambient air on its vertical face (then called the suction face (23)) and for discharging the air on its opposite vertical face (then called the blowing face (24)).
- the space formed between each line or row of computer servers (6) is used as a circulation corridor (16).
- the computer servers (6) are arranged so that their blowing face (24) are face to face at the same corridor (16) and therefore their suction face (23) is also face to face at the same corridor (16).
- the corridor (16) leading to the blowing faces of the rows of computer servers (6) is called the “hot corridor” (16b).
- the corridor (16) leading to the suction faces of the rows of computer servers (6) is called the “cold corridor” (16a).
- a diffusion profile (1) is installed on each partition wall (19) so that the perforated face (4) of the diffusion profile (1) is oriented towards the corridors (16).
- a stretched canvas (20), having a high thermal transmission and a high thermal emissivity coefficient, is installed from one diffusion profile (1) to the other, i.e. above each corridor (16) and above each row of computer servers (6).
- the stretched canvas (20) then describes false ceiling zones separated from each other by the interior space (between the perforated wing (4) and the non-perforated wing (21)) of the diffusion profiles (1).
- Plenums are formed by the space between two partition walls (19), the slab of the room to be treated and each portion of stretched canvas (20).
- the plenums located above the cold corridors are called “cold plenums” (7).
- the plenums located above the hot corridors are called “hot plenums” (9).
- the false ceiling describes a regular alternation of cold plenum (7), neutral plenum (8), hot plenum (9).
- the interior space of the room to be treated describes an alternation of cold corridor (16a), row of computer servers (6), hot corridor (16b).
- Each hot plenum (9) is placed under negative pressure relative to the room to be treated; to do this, the air conditioning machine suction (13) is connected via a suction air duct (27) to each hot plenum (9).
- an air conditioning machine (13) is installed for each alternation of cold corridor (16a), row of computer servers (6), hot corridor (16b).
- a single blowing air duct and a single suction air duct are necessary to connect the air conditioning machine (13) to each alternation.
- This hot air joins the suction of the air conditioning unit (13) by passing through the volume of the hot plenum (9) under vacuum.
- the treated air is injected into the interior volume of the cold plenum (7) thus pressurized, it escapes from the cold plenum (7) through the two perforated faces (4) of the two diffusion profiles (1) installed above each cold corridor (16a).
- the system according to the invention makes it possible to blow the cooled treated air vertically, at the level of each suction face (23) of the computer servers (6).
- the air injection can also be carried out through the perforations of said stretched canvas (20).
- the stretched canvas (20) acting as a false ceiling at the level of each cold plenum (7) is cooled by the circulation of treated air operating throughout the volume of each cold plenum (7). Equipped with a high thermal emissivity coefficient, the stretched canvas (20) then emits thermal radiation over its entire surface, in the direction of the cold corridors (16).
- This thermal radiation is an electromagnetic wave which travels in a straight line and uniformly cools all the solids visible from the surface of the stretched canvas (20), namely the suction face (23) of the computer servers (6).
- the cold plenums (7) inside which the cooled treated air circulates are thermally insulated by means of the thermal insulation (10) installed on the underside of the slab and by means of the 2 neutral plenums (8) located on either side of each cold plenum (8), in fact the neutral plenums (8) are filled with air constituting a highly effective natural insulator.
- FIG 3 shows a detailed view in longitudinal section of a room to be treated according to a second embodiment.
- This embodiment allows the establishment of a seal between each cold corridor (16a) and each hot corridor (16b).
- hanging profiles (12) are fixed to the upper horizontal face of each row of computer servers (6).
- the stretched fabric (20) installed in the configuration described in [Fig 2] at the level of each neutral plenum (8), i.e. above each row of computer servers (6) is removed.
- a stretched separation fabric (11) is installed at the right of each face (suction and blowing) of the rows of computer servers (6), each separation fabric (11) is fixed from the hanging profile (12) and extends vertically to the hanging groove (2) of the diffusion profile (1).
- the volume of the neutral plenum (8) is increased so as to extend from the slab (25) of the room to be treated up to the upper face of each row of computer servers (6).
- the interior volume of the neutral plenum (8) creates, in addition to thermal insulation, a separation creating an airtight seal (i.e. a seal against the passage of air) in each cold corridor (16a) and each hot corridor (16b).
- This sealing makes it possible to optimize thermal efficiency by preventing any “short-cycle” phenomenon between the blown air flows and the air flows drawn in by the technical ceiling.
- the sealing also makes it possible to eliminate the fans (22), conventionally installed on each computer server (6), in fact it makes it possible to put the volume of each cold corridor (16a) in overpressure of cooled treated air and the volume of each hot corridor (16b) in depression so that the cooled treated air naturally passes through each row of computer server (6) from its suction face (23) to its blowing face (24).
- FIG 4 shows a cross-section of a room to be treated, equipped with a traditional diffusion system.
- An air conditioning machine (13) with a hot air intake and a cooled air blow is connected (at its blowing) to the technical floor (14) and (at its suction) to the technical ceiling (15).
- the computer servers (6) are arranged in a line, forming rows and thus delimiting corridors (16) between each row.
- Blowing grilles (17) for cooled air are installed on the upper face of the technical floor of each cold corridor (16a).
- Hot air intake grilles (18) are installed on the lower face of the technical ceiling of each hot corridor (16b).
- Each computer server (6) is equipped with a fan (22) for sucking in ambient air on its vertical face (then called the suction face (23)) and for discharging the air on its opposite vertical face (then called the blowing face (24)).
- the rows of computer servers (6) are arranged so that their suction faces (23) are located at a cold corridor (16a) and their blowing faces (24) at a hot corridor (16b).
- the cold air produced by the air conditioning machine (13) is blown into the volume of the technical floor then injected into each cold corridor (16a) by means of the blowing grilles (17).
- the cold air is then drawn in by the computer servers (6) and heated by them before being released into the hot corridor (16b).
- the heated air is then sucked in through the grilles (18) installed at the level of the technical ceiling and then passes through the volume of the technical ceiling to reach the air conditioning unit (13).
- This system is complex to install and operates solely by thermal convection, i.e. 100% thanks to the heat exchange carried out between the cooled treated air and the hot computer servers (6).
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Abstract
Description
[DESCRIPTION] [DESCRIPTION]
Titre PLAFOND CLIMATIQUE POUR DATA CENTER Title CLIMATIC CEILING FOR DATA CENTER
DOMAINE TECHNIQUE DE L’INVENTION TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
L’invention concerne le domaine des plafonds techniques, notamment celui des plafonds comportant une toile tendue et plus particulièrement des plafonds techniques dédiés au traitement d’air des espaces dotés de charges thermiques importantes comme les data centers. The invention relates to the field of technical ceilings, in particular that of ceilings comprising a stretched canvas and more particularly technical ceilings dedicated to the air treatment of spaces with significant thermal loads such as data centers.
Un data center, également appelé centre de données ou centre informatique, est une installation physique qui abrite un grand nombre de serveurs, de systèmes de stockage de données et d'équipements de réseau. Il s'agit d'un environnement centralisé conçu pour collecter, traiter, stocker et distribuer des données, ainsi que pour héberger des applications et des services informatiques. A data center, also called a data center or data center, is a physical facility that houses a large number of servers, data storage systems, and networking equipment. It is a centralized environment designed to collect, process, store, and distribute data, as well as host computing applications and services.
Les data centers sont généralement équipés d'une infrastructure informatique sophistiquée, notamment des serveurs, des commutateurs réseau, des routeurs, des systèmes de stockage, des dispositifs de sauvegarde et de récupération, ainsi que des équipements de refroidissement, d'alimentation électrique et de sécurité. Ils sont conçus pour fournir une disponibilité élevée, une redondance et une capacité de montée en charge afin de garantir le bon fonctionnement des applications et des services hébergés. Data centers are typically equipped with sophisticated IT infrastructure, including servers, network switches, routers, storage systems, backup and recovery devices, and cooling, power, and security equipment. They are designed to provide high availability, redundancy, and scalability to ensure the smooth operation of hosted applications and services.
Les data centers sont utilisés par les organisations de toutes tailles, y compris les entreprises, les institutions gouvernementales, les fournisseurs de services cloud et les fournisseurs de services Internet. Ils jouent un rôle essentiel dans le stockage sécurisé des données, l'exécution de calculs complexes, l'hébergement de sites web et d'applications, la diffusion de contenus en ligne, et bien d'autres applications nécessitant des ressources informatiques importantes. Data centers are used by organizations of all sizes, including enterprises, government institutions, cloud service providers, and internet service providers. They play a critical role in securely storing data, running complex computations, hosting websites and applications, delivering online content, and many other applications that require significant computing resources.
On désigne par plafond technique, une structure pouvant revêtir la forme d’un faux plafond, d’un caisson ou d’un îlot, et ayant, en plus d’un rôle d’habillage, un rôle technique en rapport avec la destination des locaux. A technical ceiling is a structure that can take the form of a false ceiling, a box or an island, and which, in addition to a cladding role, has a technical role related to the purpose of the premises.
Le plafond technique selon l’invention a pour rôle notamment, mais non exclusivement, de permettre d’assurer la diffusion de l’air traité nécessaire à couvrir le besoin en refroidissement des datas centers. Le besoin énergétique pour le refroidissement d’un data center est particulièrement important et représente 49% des dépenses totales du Data Center, la consommation moyenne d’un Data Center par exemple en France est de 5,15 MWh / m2 / an. The technical ceiling according to the invention has the role, in particular, but not exclusively, of ensuring the diffusion of treated air necessary to cover the cooling needs of data centers. The energy requirement for cooling a data center is particularly significant and represents 49% of the total expenditure of the Data Center, the average consumption of a Data Center for example in France is 5.15 MWh / m2 / year.
Comme l’a publié l'ADEME (Agence de l'environnement et de la maîtrise de l'énergie) : l’envoi d’un e-mail intégrant une pièce jointe de 1 Mo génère un équivalent CO2 de 19 g. Ainsi, dans le cas d’une entreprise de 100 personnes envoyant en moyenne 33 e-mails par jour, l’équivalent carbone dégagé sur l’année est de 22 aller-retours en avion entre Paris et New York. As published by ADEME (French Environment and Energy Management Agency): sending an email with a 1 MB attachment generates a CO2 equivalent of 19 g. Thus, in the case of a company of 100 people sending an average of 33 emails per day, the carbon equivalent released over the year is 22 round trips by plane between Paris and New York.
En moyenne, un Data center de 10 000 m2 consomme autant qu’une ville de 50 000 habitants (Arrêté du 20 août 2013, Dalkia On average, a 10,000 m2 data center consumes as much as a city of 50,000 inhabitants (Order of August 20, 2013, Dalkia
De ce fait il est important que le secteur améliore son efficacité énergétique. It is therefore important that the sector improves its energy efficiency.
D’autant plus qu'à l'heure actuelle, le marché des Data Centers par exemple en France évolue très vite (de 15 à 25 % par an - selon l’institut d’études privé Xerfi prévisions économiques 2012). Et ce pour des raisons simples : All the more so since at present, the Data Center market for example in France is evolving very quickly (from 15 to 25% per year - according to the private research institute Xerfi economic forecasts 2012). And this for simple reasons:
- Foncier abordable - Affordable land
- Faible coût de l'électricité par rapport aux autres pays - Low cost of electricity compared to other countries
- Electricité fournie de qualité . - Quality electricity supplied.
La France est un pays encore bien centralisé et la Région Parisienne regroupe bon nombre de Data Centers. La plaine Saint-Denis accueille la première concentration de Data Centers en Europe. Et ce n'est qu'un début puisque 88 % des entreprises n'ont pas encore externalisé tout ou partie de leurs télécoms". France is still a very centralized country and the Paris Region brings together a good number of Data Centers. The Saint-Denis plain hosts the first concentration of Data Centers in Europe. And this is only the beginning since 88% of companies have not yet outsourced all or part of their telecoms."
Le plafond technique selon l’invention vise à augmenter l’efficacité de la diffusion de refroidissement et donc à diminuer la consommation énergétique en regard. The technical ceiling according to the invention aims to increase the efficiency of cooling diffusion and therefore to reduce energy consumption in this regard.
ETAT DE LA TECHNIQUE STATE OF THE ART
Les problèmes liés au refroidissement des data centers sont nombreux comme par exemple: There are many issues related to data center cooling, such as:
1 . Chaleur générée par les équipements : Les serveurs, les systèmes de stockage et les autres équipements informatiques dans un data center génèrent une quantité importante de chaleur. Cette chaleur doit être dissipée efficacement pour éviter toute surchauffe, car elle peut endommager les composants électroniques et entraîner des pannes.1. Heat generated by equipment: Servers, storage systems, and other IT equipment in a data center generate a significant amount of heat. This heat must be dissipated efficiently to prevent overheating, as it can damage electronic components and lead to failures.
2. Consommation énergétique élevée : Le refroidissement des data centers nécessite une quantité considérable d'énergie. Les systèmes de climatisation, les ventilateurs et les équipements de refroidissement consomment une grande quantité d'électricité, ce qui entraîne des coûts élevés et des préoccupations environnementales liées à la consommation d'énergie. 2. High energy consumption: Cooling data centers requires a considerable amount of energy. Air conditioning systems, fans and cooling equipment consume a large amount of electricity, leading to high costs and environmental concerns related to energy consumption.
3. Gestion de l'air : Les data centers nécessitent une circulation d'air adéquate pour maintenir une température optimale. Cela peut être un défi car il faut compenser la chaleur dégagée par les équipements via le soufflage de très importants débits d’air froids flux d’air froid provenant des systèmes de refroidissement. Une mauvaise gestion des flux d'air peut entraîner des zones de surchauffe ou de refroidissement excessif, ce qui compromet les performances et la fiabilité des équipements. 3. Airflow Management: Data centers require adequate airflow to maintain optimal temperatures. This can be challenging because it requires compensating for heat generated by equipment by blowing very high volumes of cold air from cooling systems. Poor airflow management can lead to areas of overheating or overcooling, compromising equipment performance and reliability.
4. Distribution inégale de la chaleur : La chaleur générée dans les data centers peut ne pas être uniformément répartie, ce qui peut entraîner des problèmes de refroidissement inégaux. Certains équipements peuvent être exposés à des températures plus élevées que d'autres, ce qui peut réduire leur durée de vie et augmenter les risques de défaillance. 4. Uneven heat distribution: Heat generated in data centers may not be evenly distributed, which can lead to uneven cooling issues. Some equipment may be exposed to higher temperatures than others, which can reduce its lifespan and increase the risk of failure.
5. Évolutivité et capacité de refroidissement : Les data centers doivent être capables de s'adapter à l'expansion future et d'augmenter leur capacité de refroidissement à mesure que de nouveaux équipements sont ajoutés. La mise à niveau des systèmes de refroidissement pour accompagner la croissance peut être complexe et coûteuse. 5. Scalability and cooling capacity: Data centers must be able to accommodate future expansion and increase their cooling capacity as new equipment is added. Upgrading cooling systems to accommodate growth can be complex and costly.
6. Impact environnemental : Les data centers consomment une quantité importante d'énergie et contribuent à l'empreinte carbone. La recherche de solutions de refroidissement plus économes en énergie et respectueuses de l'environnement est donc un défi majeur. 6. Environmental impact: Data centers consume a significant amount of energy and contribute to the carbon footprint. Finding more energy-efficient and environmentally friendly cooling solutions is therefore a major challenge.
Les gestionnaires de data centers travaillent constamment à résoudre ces problèmes en utilisant des techniques de refroidissement innovantes, telles que le refroidissement par liquide, la conception de l'infrastructure, l'optimisation des flux d'air et l'utilisation de technologies de refroidissement plus efficaces pour améliorer l'efficacité énergétique et la fiabilité des data centers. Data center managers are constantly working to address these issues by using innovative cooling techniques, such as liquid cooling, infrastructure design, airflow optimization, and the use of more efficient cooling technologies to improve data center energy efficiency and reliability.
Une des techniques de l’art antérieur les plus utilisées consiste dans le refroidissement par confinement d'allées chaudes et froides. Les allées chaudes et froides sont des agencements physiques dans les data centers pour maximiser l'efficacité du refroidissement. Les allées froides fournissent de l'air froid directement aux équipements, tandis que les allées chaudes récupèrent l'air chaud rejeté par les équipements. Cela permet de mieux contrôler la circulation de l'air et de réduire les mélanges entre les flux d'air chaud et froid. Il est connu par exemple du brevet US 8,477,499 B2 (HILL RICHARD F et al.) : qui décrit un système de refroidissement par confinement d'allées chaudes et froides qui utilise des panneaux de confinement flexibles pour diriger l'air froid vers les allées froides et l'air chaud vers les allées chaudes. Ce système permet de séparer les allées chaudes et froides, de diriger l'air frais provenant d'une source d'approvisionnement en air frais vers les allées froides, de canaliser l'air chaud émanant des équipements vers les allées chaudes, et de rejeter l'air chaud des allées chaudes vers une source de retour d'air chaud. One of the most widely used prior art techniques is hot and cold aisle containment cooling. Hot and cold aisles are physical arrangements in data centers to maximize cooling efficiency. Cold aisles supply cold air directly to equipment, while hot aisles recover hot air exhausted from equipment. This allows for better control of airflow and reduces mixing between hot and cold air streams. It is known for example from US patent 8,477,499 B2 (HILL RICHARD F et al.): which describes a hot and cold aisle containment cooling system that uses flexible containment panels to direct cold air to the cold aisles and hot air to the hot aisles. This system makes it possible to separate the hot and cold aisles, to direct fresh air from a fresh air supply source to the cold aisles, to channel hot air emanating from the equipment to the hot aisles, and to reject hot air from the hot aisles to a hot air return source.
Le brevet US 8,605,713 B2 (KAMPMANN DIRK et al.) décrit un système de refroidissement pour un data center qui utilise des rideaux de confinement pour séparer les allées chaudes et froides et diriger le flux d'air de manière plus efficace. En résumé, cette revendication décrit un système de refroidissement pour un centre de données qui comprend des racks d'équipements disposés dans des allées chaudes et froides. Le système comprend également des panneaux de confinement flexibles qui séparent les allées chaudes et froides, une source d'approvisionnement en air frais qui fournit de l'air frais à une température inférieure à un seuil prédéfini, et un agencement de conduits d'air qui achemine l'air frais vers les allées froides et l'air chaud évacué des racks d'équipements vers les allées chaudes. Les panneaux de confinement flexibles guident le flux d'air entre les allées chaudes et froides. US Patent 8,605,713 B2 (KAMPMANN DIRK et al.) describes a cooling system for a data center that uses containment curtains to separate hot and cold aisles and direct airflow more efficiently. In summary, this claim describes a cooling system for a data center that includes equipment racks arranged in hot and cold aisles. The system also includes flexible containment panels that separate the hot and cold aisles, a fresh air supply source that provides fresh air at a temperature below a predefined threshold, and an air duct arrangement that routes fresh air to the cold aisles and hot air exhausted from the equipment racks to the hot aisles. The flexible containment panels direct airflow between the hot and cold aisles.
Il est également connu du brevet US 8,547,473 B2 (RUNGENHAGEN MATTHIAS et al.) un agencement spécifique d'allées chaudes et froides dans un data center pour optimiser le flux d'air et améliorer l'efficacité du refroidissement. En résumé, ce document décrit un agencement de refroidissement efficace pour un centre de données qui comprend des racks d'équipements disposés dans des allées chaudes et froides. Le système comprend également des rideaux de confinement qui séparent spatialement les allées chaudes et froides. De plus, l'agencement comprend au moins un échangeur de chaleur disposé dans les allées chaudes, conçu pour extraire la chaleur de l'air chaud. Un système de distribution d'air est également présent, fournissant de l'air frais dans les allées froides. L'agencement de circulation d'air dirige l'air refroidi des allées froides vers l'échangeur de chaleur dans les allées chaudes pour refroidir l'air chaud, établissant ainsi une circulation d'air en boucle fermée. Also known from US Patent 8,547,473 B2 (RUNGENHAGEN MATTHIAS et al.) is a specific arrangement of hot and cold aisles in a data center to optimize airflow and improve cooling efficiency. In summary, this document describes an efficient cooling arrangement for a data center that includes equipment racks arranged in hot and cold aisles. The system also includes containment curtains that spatially separate the hot and cold aisles. In addition, the arrangement includes at least one heat exchanger arranged in the hot aisles, configured to extract heat from the hot air. An air distribution system is also present, providing cool air into the cold aisles. The air circulation arrangement directs cooled air from the cold aisles to the heat exchanger in the hot aisles to cool the hot air, thereby establishing a closed-loop air circulation.
Parmi les systèmes principaux de traitement pour les datas centers, on connaît aussi de l’état de la technique les procédés utilisant la combinaison d’un plafond technique avec un plancher technique. Among the main processing systems for data centers, the state of the art also includes processes using the combination of a technical ceiling with a technical floor.
Une machine de climatisation (13) dotée d’une aspiration d’air chaud et d’un soufflage d’air refroidi est connecté (au niveau de son soufflage) au plancher technique (14) et (au niveau de son aspiration) au plafond technique (15). Les serveurs informatiques (6) sont disposés en ligne, formant des rangées et délimitant ainsi des couloirs (16) entre chaque rangée. An air conditioning machine (13) with a hot air intake and a cooled air blow is connected (at its blowing) to the technical floor (14) and (at its suction) to the technical ceiling (15). The computer servers (6) are arranged in a line, forming rows and thus delimiting corridors (16) between each row.
Des grilles de soufflage (17) d’air refroidi sont installées sur la face supérieure du plancher technique et dans un couloir (16) sur deux, ledit couloir étant alors appelé couloir froid (16a).Blowing grilles (17) for cooled air are installed on the upper face of the technical floor and in every other corridor (16), said corridor then being called a cold corridor (16a).
Des grilles d’aspiration (18) d’air chaud sont installées sur la face inférieure du plafond technique et dans un couloir (16) sur deux, ledit couloir étant alors appelé couloir chaud (16b). Hot air suction grilles (18) are installed on the underside of the technical ceiling and in every other corridor (16), said corridor then being called a hot corridor (16b).
Chaque serveur informatique (6) est doté d’un ventilateur permettant d’aspirer l’air ambiant sur sa face verticale (alors nommée face d’aspiration (24)) et de rejeter l’air sur sa face verticale opposée (alors appelée face de soufflage (23)). Each computer server (6) is equipped with a fan for sucking in ambient air on its vertical face (then called the suction face (24)) and for discharging the air on its opposite vertical face (then called the blowing face (23)).
Les rangées de serveurs informatiques sont disposées de sorte à ce que leur face d’aspiration (24) se situe au niveau d’un couloir froid (16a) et leur face de soufflage (23) au niveau d’un couloir chaud (16b). The rows of computer servers are arranged so that their suction face (24) is located at a cold corridor (16a) and their blowing face (23) at a hot corridor (16b).
Ainsi configuré l’air froid produit par la machine de climatisation (13) est soufflé dans le volume du plancher technique puis injecté dans chaque couloir froid (16a) au moyen des grilles de soufflage (17). Thus configured, the cold air produced by the air conditioning machine (13) is blown into the volume of the technical floor then injected into each cold corridor (16a) by means of the blowing grilles (17).
L’air froid est alors aspiré par les serveurs informatiques (6) et réchauffé par ces derniers avant d’être rejeté au niveau du couloir chaud (16b). The cold air is then drawn in by the computer servers (6) and heated by them before being released into the hot corridor (16b).
L’air réchauffé est alors aspiré par les grilles (18) installées au niveau du plafond technique puis transite dans le volume du plafond technique pour rejoindre l’unité de climatisation. The heated air is then sucked in through the grilles (18) installed at the level of the technical ceiling and then passes through the volume of the technical ceiling to reach the air conditioning unit.
Ce système, est complexe à installer et fonctionne uniquement par convection thermique c’est- à-dire à 100% grâce à l’échange thermique réalisé entre l’air traité refroidi et les serveurs informatiques chauds. This system is complex to install and operates solely by thermal convection, i.e. 100% through the heat exchange carried out between the cooled treated air and the hot computer servers.
Il est connu également des plafonds techniques tendus associés à des équipements de ventilation ou de traitement d’ambiance (chauffage, climatisation, déshumidification) pour permettre la circulation d’air liée à la climatisation et/ou la ventilation du local concerné. Technical stretch ceilings are also known to be associated with ventilation or ambient treatment equipment (heating, air conditioning, dehumidification) to allow air circulation linked to the air conditioning and/or ventilation of the room concerned.
A titre d’exemple, il peut être cité la demande WO 2018/037184 A1 (SCHERRER JEAN MARC [FR]; LANG DAMIEN [FR] ). Le système décrit dans cette demande utilise un air pulsé, chaud ou froid, dans le plénum entre la dalle supérieure de la pièce et une toile tendue montée sur des profilés périphériques et qui comprennent une fente de passage arrangée pour permettre la diffusion d’air depuis le plénum vers l’intérieur du local. Le chauffage ainsi que le refroidissement se font par recyclage de l’air de la pièce via une unité de climatisation. L’air recyclé ainsi que l’air neuf de ventilation hygiénique sont donc soufflés dans le plénum. Le plafond technique diffuse le chauffage et le refroidissement, partiellement via un rayonnement thermique de la toile qui se refroidit ou se réchauffe au contact de l’air pulsé dans le plénum, mais également par convection via le flux aéraulique, plus chaud ou plus froid que l’ambiance, soufflé en périphérie de la pièce. Il fonctionne donc sur un mix de rayonnement et de convection avec une proportion de rayonnement généralement inférieure à 50%. As an example, the application WO 2018/037184 A1 (SCHERRER JEAN MARC [FR]; LANG DAMIEN [FR]) can be cited. The system described in this application uses hot or cold pulsed air in the plenum between the upper slab of the room and a stretched canvas mounted on peripheral profiles and which include a passage slot arranged to allow the diffusion of air from the plenum to the interior of the room. Heating and cooling are done by recycling the air from the room via an air conditioning unit. The recycled air as well as the new hygienic ventilation air are therefore blown into the plenum. The technical ceiling diffuses the heating and cooling, partly via thermal radiation from the canvas which cools or heats up on contact with the air pulsed into the plenum, but also by convection via the air flow, warmer or colder than the ambient air, blown around the edge of the room. It therefore operates on a mix of radiation and convection with a proportion of radiation generally less than 50%.
La présente invention vise à proposer un plafond technique permettant à la fois l’aspiration d’air chaud et le soufflage d’air traité refroidi, ne nécessitant ainsi aucun plancher technique. La présente invention vise également à diffuser une partie de la puissance de refroidissement au moyen d’un rayonnement thermique émis par le plafond technique permettant une meilleure homogénéité de refroidissement des serveurs informatiques et nécessitant donc une quantité d’énergie froide moins importante générant une économie de consommation. The present invention aims to propose a technical ceiling allowing both the suction of hot air and the blowing of cooled treated air, thus requiring no technical floor. The present invention also aims to diffuse part of the cooling power by means of thermal radiation emitted by the technical ceiling allowing better homogeneity of cooling of the computer servers and therefore requiring a smaller quantity of cold energy generating a saving in consumption.
BREVE DESCRIPTION DE L’INVENTION BRIEF DESCRIPTION OF THE INVENTION
L’invention propose de traiter la diffusion de l’ensemble des flux (soufflage d’air traité et reprise d’air ambiant réchauffé par les équipements), à cet effet l’invention comporte au moins un profilé de diffusion pouvant être accroché à des descentes de cloisons. The invention proposes to treat the diffusion of all the flows (blowing of treated air and return of ambient air heated by the equipment), to this end the invention comprises at least one diffusion profile which can be attached to partition downspouts.
En particulier, un des objets de la présente invention est de fournir un plafond technique destiné à être accroché par sa face supérieure horizontale à des descentes de cloisons installées sur une dalle du plafond d’un local de data center à traiter, ledit plafond technique comportant une toile tendue, permettant d’assurer le refroidissement par convection thermique et par rayonnement thermique ainsi que la circulation d'air dans les datas centers fonctionnant par confinement d'allées chaudes et froides, lesdites allées étant des couloirs de circulation d’air formées par des serveurs informatiques disposés en lignes posées sur le sol du data center à traiter, chaque serveur informatique étant doté d’un ventilateur permettant d’aspirer l’air ambiant sur sa face verticale d’aspiration et de rejeter l’air réchauffé sur sa face verticale de soufflage opposée, l’espace formé entre chaque ligne ou rangée de serveurs informatique est utilisé comme couloir de circulation d’air, lesdits serveurs informatiques sont disposés de façon à ce que leurs faces de soufflage se retrouvent face à face délimitant un couloir chaud et que leurs faces d’aspiration se retrouvent également face à face délimitant respectivement un couloir froid, le couloir donnant sur les faces de soufflages des rangées de serveurs informatiques est nommé « couloir chaud » alors que le couloir donnant sur les faces d’aspiration des rangées de serveurs informatiques est nommé « couloir froid », les couloirs froids fournissant de l'air froid dédié au refroidissement des serveurs informatique, tandis que les couloir chauds récupèrent l'air chaud rejeté par lesdits serveurs informatique, ledit plafond technique comporte : au moins un profilé de diffusion pouvant être accroché par sa face supérieure horizontale à des descentes de cloisons installées sur la dalle du plafond dans l’alignement de chaque face de soufflage et d’aspiration des serveurs informatiques et dont la hauteur de l’ensemble descentes de cloison et profilé de diffusion se prolongeant au maximum de sorte à permettre la circulation d’un usager dans lesdits couloirs de circulation d’air, ledit profilé de diffusion comprenant une face dotée de perforations permettant le passage de l’air et une face étanche non perforée, chaque face étant dotée d’une gorge d’accroche d’une toile tendue, ledit profilé de diffusion ainsi muni de ladite toile tendue créant différentes zones de plénum à savoir: un plénum froid en surpression d’air froid, un plénum neutre et un plénum chaud en dépression, une machine de climatisation aspirant l’air ambiant est connecté à chaque plénum chaud en dépression et son soufflage d’air traité est connecté à chaque plénum froid en surpression, ainsi l’air froid, traité par la machine de climatisation est injecté dans chaque plénum froid puis soufflé au moyen du profilé de diffusion vers chaque couloir froid, l’air ambiant, réchauffé par les serveurs informatiques est aspiré par le profilé de diffusion au niveau de chaque couloir chaud de sorte à rejoindre le plénum chaud en dépression, le plénum neutre installé au niveau des rangées de serveurs informatiques est rempli d’air constituant ainsi un isolant thermique entre chaque plénum froid et chaque plénum chaud, caractérisé en ce que l’ensemble de la circulation d’air dans le data center comprenant le soufflage d’air froid et l’aspiration d’air chaud est traité directement par ledit plafond technique. In particular, one of the objects of the present invention is to provide a technical ceiling intended to be hung by its horizontal upper face to partition downcomers installed on a ceiling slab of a data center premises to be processed, said technical ceiling comprising a stretched canvas, making it possible to ensure cooling by thermal convection and by thermal radiation as well as air circulation in data centers operating by confinement of hot and cold aisles, said aisles being air circulation corridors formed by computer servers arranged in lines placed on the floor of the data center to be processed, each computer server being equipped with a fan making it possible to suck in ambient air on its vertical suction face and to reject the heated air on its opposite vertical blowing face, the space formed between each line or row of computer servers is used as an air circulation corridor, said computer servers are arranged so that their blowing faces are face to face delimiting a hot corridor and that their suction faces are also face to face face to face respectively delimiting a cold corridor, the corridor overlooking the blowing faces of the rows of computer servers is called a "hot corridor" while the corridor overlooking the suction faces of the rows of computer servers is called a "cold corridor", the cold corridors supplying cold air dedicated to cooling the computer servers, while the hot corridors recover the hot air discharged by said computer servers, said technical ceiling comprises: at least one diffusion profile which can be hung by its horizontal upper face to partition downspouts installed on the ceiling slab in alignment with each blowing and suction face of the computer servers and the height of the entire partition downspout and diffusion profile extending to the maximum so as to allow a user to circulate in said air circulation corridors, said diffusion profile comprising a face provided with perforations allowing the passage of air and a non-perforated sealed face, each face being provided with a groove for attaching a stretched canvas, said diffusion profile thus provided with said stretched canvas creating different plenum zones, namely: a cold plenum with overpressure of cold air, a neutral plenum and a hot plenum with depression, an air conditioning machine sucking in ambient air is connected to each hot plenum with depression and its blowing of treated air is connected to each cold plenum with overpressure, thus the cold air, treated by the air conditioning machine is injected into each cold plenum then blown by means of the diffusion profile towards each cold corridor, the ambient air, heated by the computer servers is sucked in by the diffusion profile at the level of each hot corridor so as to join the hot plenum in depression, the neutral plenum installed at the level of the rows of computer servers is filled with air thus constituting a thermal insulator between each cold plenum and each hot plenum, characterized in that all of the air circulation in the data center including the blowing of cold air and the suction of hot air is treated directly by said technical ceiling.
Un autre objet de la présente invention est de fournir une alternative à savoir un plafond technique destiné à être accroché par sa face supérieure horizontale à des descentes de cloisons installées sur une dalle du plafond d’un local de data center à traiter, ledit plafond technique comportant une toile tendue, permettant d’assurer le refroidissement par convection thermique et par rayonnement thermique ainsi que la circulation d'air dans les datas centers fonctionnant par confinement d'allées chaudes et froides, lesdites allées étant des couloirs de circulation d’air formées par des serveurs informatiques disposés en lignes posées sur le sol du data center à traiter, chaque serveur informatique étant doté ou non d’un ventilateur permettant d’aspirer l’air ambiant sur sa face verticale d’aspiration et de rejeter l’air réchauffé sur sa face verticale de soufflage opposée, l’espace formé entre chaque ligne ou rangée de serveurs informatique est utilisé comme couloir de circulation, lesdits serveurs informatiques sont disposés de façon à ce que leurs faces de soufflage se retrouvent face à face délimitant un couloir chaud et que leurs faces d’aspiration se retrouvent également face à face délimitant respectivement un couloir froid, le couloir donnant sur les faces de soufflages des rangées de serveurs informatiques est nommé « couloir chaud » alors que le couloir donnant sur les faces d’aspiration des rangées de serveurs informatiques est nommé « couloir froid », les couloirs froids fournissant de l'air froid directement aux serveurs informatique, tandis que les couloir chauds récupèrent l'air chaud rejeté par lesdits serveurs informatique, ledit plafond technique comporte : au moins un profilé de diffusion pouvant être accroché par sa face supérieure horizontale à des descentes de cloisons installées sur la dalle du plafond dans l’alignement de chaque face de soufflage et d’aspiration des serveurs informatiques et dont la hauteur de l’ensemble descentes de cloison et profilé de diffusion se prolongeant au maximum de sorte à permettre la circulation d’un usager dans lesdits couloirs de circulation d’air, ledit profilé de diffusion comprenant une face dotée de perforations permettant le passage de l’air et une face étanche non perforée, chaque face étant dotée d’une gorge d’accroche d’une toile tendue, ledit profilé de diffusion ainsi muni de ladite toile tendue créant différentes zones de plénum à savoir: un plénum froid en surpression d’air froid et un plénum chaud en dépression, une machine de climatisation aspirant l’air est connecté à chaque plénum chaud en dépression et son soufflage d’air traité est connecté à chaque plénum froid en surpression, l’air froid, traité par la machine de climatisation est injecté dans chaque plénum froid puis soufflé au moyen du profilé de diffusion vers chaque couloir froid, l’air ambiant, réchauffé par les serveurs informatiques est aspiré par le profilé de diffusion au niveau de chaque couloir chaud de sorte à rejoindre le plénum chaud en dépression, caractérisé en ce que l’ensemble de la circulation d’air dans le data center comprenant le soufflage d’air chaud et l’aspiration d’air froid est traité directement par ledit plafond technique et en ce qu’un élément de séparation étanche est installé verticalement dans l’alignement de la face supérieure des serveurs informatiques de sorte à rejoindre chaque face étanche non perforée du profilé de diffusion formant ainsi un plénum neutre constitué au niveau des rangées de serveurs informatiques, ledit plénum neutre étant rempli d’air représentant ainsi un isolant thermique entre chaque plénum froid et chaque plénum chaud et dont le volume est augmenté de sorte à s’étendre depuis la dalle du data center à traiter jusqu’à la face supérieure des serveurs informatiques. Another object of the present invention is to provide an alternative, namely a technical ceiling intended to be hung by its horizontal upper face to partition drops installed on a ceiling slab of a data center premises to be processed, said technical ceiling comprising a stretched canvas, making it possible to ensure cooling by thermal convection and by thermal radiation as well as air circulation in data centers operating by confinement of hot and cold aisles, said aisles being air circulation corridors formed by computer servers arranged in lines placed on the floor of the data center to be processed, each computer server being provided or not with a fan making it possible to suck in ambient air on its vertical suction face and to reject the heated air on its opposite vertical blowing face, the space formed between each line or row of computer servers is used as a circulation corridor, said computer servers are arranged so that their blowing faces are face to face delimiting a hot corridor and that their suction faces are also face to face face to face respectively delimiting a cold corridor, the corridor overlooking the blowing faces of the rows of computer servers is called a "hot corridor" while the corridor overlooking the suction faces of the rows of computer servers is called a "cold corridor", the cold corridors supplying cold air directly to the computer servers, while the corridors hot recover the hot air discharged by said computer servers, said technical ceiling comprises: at least one diffusion profile that can be hung by its horizontal upper face to partition downspouts installed on the ceiling slab in alignment with each blowing and suction face of the computer servers and whose height of the set of partition downspouts and diffusion profile extends to the maximum so as to allow the circulation of a user in said air circulation corridors, said diffusion profile comprising a face provided with perforations allowing the passage of air and a non-perforated sealed face, each face being provided with a groove for attaching a stretched canvas, said diffusion profile thus provided with said stretched canvas creating different plenum zones, namely: a cold plenum with overpressure of cold air and a hot plenum with depression, an air conditioning machine sucking in the air is connected to each hot plenum with depression and its blowing of treated air is connected to each cold plenum with overpressure, the cold air, treated by the air conditioning machine is injected into each cold plenum and then blown by means of the diffusion profile towards each cold corridor, the ambient air, heated by the computer servers is sucked in by the diffusion profile at the level of each hot corridor so as to join the hot plenum in depression, characterized in that the entire circulation of air in the data center comprising the blowing of hot air and the suction of cold air is treated directly by said technical ceiling and in that a sealed separation element is installed vertically in alignment with the upper face of the computer servers so as to join each non-perforated sealed face of the diffusion profile thus forming a neutral plenum formed at the level of the rows of computer servers, said neutral plenum being filled with air thus representing a thermal insulator between each cold plenum and each hot plenum and the volume of which is increased so as to extend from the slab of the data center to be treated to the upper face of the computer servers.
Un autre objet de l'invention est de fournir un système de circulation d'air et de refroidissement par convection thermique et par rayonnement thermique pour data center fonctionnant par confinement d'allées chaudes et froides, comprenant le plafond technique selon l’invention connecté à au moins une machine de climatisation, où l’ensemble de la circulation d’air dans le data center comprenant le soufflage d’air chaud et l’aspiration d’air froid est traité directement par ledit plafond technique. Another object of the invention is to provide an air circulation and cooling system by thermal convection and thermal radiation for a data center operating by confinement of hot and cold aisles, comprising the technical ceiling according to the invention connected to at least one air conditioning machine, where all of the air circulation in the data center comprising the blowing of hot air and the suction of cold air is treated directly by said technical ceiling.
D'autres objets et avantages de l'invention apparaîtront à l'homme du métier à la lecture de la description détaillée faisant référence aux figures illustratives suivantes, et aux revendications associées. Other objects and advantages of the invention will become apparent to those skilled in the art upon reading the detailed description referring to the following illustrative figures, and to the claims associated.
BREVE DESCRIPTION DES FIGURES BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
La [Fig 1] représente par exemple un profilé de diffusion selon une première mise en œuvre de l’invention, la [Fig 2] par exemple représente une coupe d’un local de data centers équipé d’un plafond technique selon l’invention, la [Fig 3] par exemple représente une coupe d’un local de data centers équipé d’un plafond technique doté de cloisons étanches de séparation selon l’invention, la [Fig 4] par exemple représente une perspective d’un local de data centers équipé d’un système classique de traitement d’air. [Fig 1] represents for example a diffusion profile according to a first implementation of the invention, [Fig 2] for example represents a section of a data center room equipped with a technical ceiling according to the invention, [Fig 3] for example represents a section of a data center room equipped with a technical ceiling provided with watertight separation partitions according to the invention, [Fig 4] for example represents a perspective of a data center room equipped with a conventional air treatment system.
Pour plus de clarté, les éléments identiques ou similaires des différents modes de réalisation sont repérés par des signes de référence identiques sur l’ensemble des figures. For clarity, identical or similar elements of the different embodiments are identified by identical reference signs throughout the figures.
DESCRIPTION DETAILLEE DE L’INVENTION DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
L’invention propose de traiter l’ensemble des flux (soufflage d’air traité et reprise d’air ambiant) , à cet effet l’invention comporte au moins un profilé de diffusion (1) pouvant être accroché à des descentes de cloisons (19). The invention proposes to treat all the flows (blowing of treated air and return of ambient air); for this purpose the invention comprises at least one diffusion profile (1) which can be attached to partition downspouts (19).
Le profilé de diffusion (1) comprend une face (4) dotée de perforations permettant le passage de l’air et une face étanche (21). The diffusion profile (1) comprises a face (4) provided with perforations allowing the passage of air and a sealed face (21).
Chaque face est dotée d’une gorge d’accroche (2) d’une toile tendue (20). Each side has a hanging groove (2) for a stretched canvas (20).
Avantageusement le profilé de diffusion (1) peut comprendre un déflecteur aéraulique (5) adoptant une courbure pour faciliter le passage de l’air. Advantageously, the diffusion profile (1) can include an air deflector (5) adopting a curvature to facilitate the passage of air.
Le profilé de diffusion (1) ainsi installé permet de créer différentes zones de plénum : un plénum (7) en surpression d’air froid, un plénum neutre (8) et un plénum (9) en dépression. The diffusion profile (1) thus installed makes it possible to create different plenum zones: a plenum (7) with overpressure of cold air, a neutral plenum (8) and a plenum (9) with depression.
L’aspiration de la machine de climatisation (13) est connecté à chaque plénum (9) en dépression et son soufflage d’air traité à chaque plénum froid (7) en surpression. L’air froid, traité par la machine de climatisation (13) est injecté dans chaque plénum froid (7) puis soufflé au moyen du profilé de diffusion (1) vers chaque couloir froid (16a). L’air ambiant, réchauffé par les serveurs informatiques (6) est aspiré par le profilé de diffusion (1) au niveau de chaque couloir chaud (16b) de sorte à rejoindre le plénum en dépression (9). The suction of the air conditioning machine (13) is connected to each plenum (9) in depression and its blowing of treated air to each cold plenum (7) in overpressure. The cold air, treated by the air conditioning machine (13) is injected into each cold plenum (7) then blown by means of the diffusion profile (1) towards each cold corridor (16a). The ambient air, heated by the computer servers (6) is sucked in by the diffusion profile (1) at the level of each hot corridor (16b) so as to reach the plenum in depression (9).
Le plénum neutre (8) installé au niveau des rangées de serveurs informatiques (6) est rempli d’air constituant ainsi un isolant thermique entre chaque plénum froid (7) et chaque plénum chaud (9). The neutral plenum (8) installed at the level of the rows of computer servers (6) is filled with air, thus constituting a thermal insulator between each cold plenum (7) and each hot plenum (9).
Avantageusement les plénums froids (7) sont dotés d’un isolant thermique (10) installé en sous face de la dalle de plafond (25). Advantageously, the cold plenums (7) are equipped with thermal insulation (10) installed on the underside of the ceiling slab (25).
En plus du traitement thermique convectif par l’air pulsé, la toile tendue (20) visible depuis chaque couloir (16) froid émet un rayonnement thermique vers la face avant des baies de serveur (6) et permet une optimisation énergétique ainsi qu’une amélioration de l’homogénéité de la température dans ces zones. In addition to the convective heat treatment by pulsed air, the stretched fabric (20) visible from each cold corridor (16) emits thermal radiation towards the front face of the server racks (6) and allows energy optimization as well as an improvement in the temperature homogeneity in these areas.
La section importante des zones de plénums (9) chaudes et (7) froides génère une perte de charge aéraulique (résistance au passage de l’air) très faible et permet donc de diminuer les consommations des ventilateurs des machines de climatisation (13). The large section of the hot (9) and cold (7) plenum zones generates a very low air pressure loss (resistance to the passage of air) and therefore makes it possible to reduce the consumption of the fans of the air conditioning machines (13).
Par ailleurs, les toiles tendues (20) respectivement installées au niveau des plénums chaud (9) et plénums froids (7) peuvent être perforées de sorte à ce que la diffusion d’air traité froid vers le couloir froid (23) et l’aspiration d’air chaud depuis le couloir chaud (24) se fasse, en plus du passage à travers la face perforée (4) du profilé de diffusion (1) également à travers les perforations des toiles tendues (20). Ces dites perforations de toile peuvent adopter toute forme géométrique possible, par exemple des cercles ou des carrés et la partie perforée de la toile (20) peut représenter une proportion importante de la surface de la dite toile tendue (20). Ceci permet ainsi d’augmenter de manière non négligeable les sections de passage des flux d’air et donc d’augmenter le débit d’air maximal admissible de ces flux d’air. Furthermore, the stretched canvases (20) respectively installed at the hot plenums (9) and cold plenums (7) can be perforated so that the diffusion of cold treated air towards the cold corridor (23) and the suction of hot air from the hot corridor (24) takes place, in addition to the passage through the perforated face (4) of the diffusion profile (1) also through the perforations of the stretched canvases (20). These said canvas perforations can adopt any possible geometric shape, for example circles or squares and the perforated part of the canvas (20) can represent a significant proportion of the surface of said stretched canvas (20). This thus makes it possible to significantly increase the passage sections of the air flows and therefore to increase the maximum admissible air flow rate of these air flows.
La suppression du plancher technique (14) permet de fonctionner avec des locaux de hauteur plus réduite. The removal of the technical floor (14) makes it possible to operate with rooms of reduced height.
Bien que des méthodes et des matériaux similaires ou équivalents à ceux décrits ici puissent être utilisés dans la pratique, des méthodes et des matériaux appropriés sont décrits ci-dessous. Cependant, les matériaux, les méthodes et les modes de réalisations décrits sont uniquement illustratifs et ne sont pas destinés à être limitatifs. Although methods and materials similar or equivalent to those described herein may To be used in practice, suitable methods and materials are described below. However, the materials, methods and embodiments described are illustrative only and are not intended to be limiting.
En cas de conflit, la présente description, y compris les définitions, prévaudra. In the event of a conflict, this description, including definitions, shall prevail.
Sauf définition contraire, tous les termes techniques et scientifiques utilisés dans le présent document ont la même signification que celle généralement comprise par l'homme du métier auquel le sujet appartient. Telles qu'utilisées ici, les définitions suivantes sont fournies afin de faciliter la compréhension de la présente invention. Unless otherwise defined, all technical and scientific terms used herein have the same meaning as that generally understood by those skilled in the art to which the subject matter pertains. As used herein, the following definitions are provided to facilitate the understanding of the present invention.
Le terme « comprendre ou comprend » est généralement utilisé dans le sens d'inclure, c'est-à- dire de permettre la présence d'une ou plusieurs caractéristiques ou composants. The term "include or comprise" is generally used in the sense of including, that is, allowing for the presence of one or more features or components.
La présence de mots et d'expressions élargis tels que "un ou plusieurs", "au moins", "mais sans se limiter" ou d'autres expressions similaires ne doit pas être interprétée comme signifiant que l’interprétation la plus étroite est prévue ou requise dans les cas où de telles expressions élargies peuvent être absentes. The presence of broad words and expressions such as "one or more", "at least", "but not limited to" or other similar expressions shall not be construed to mean that the narrowest interpretation is intended or required in cases where such broad expressions may be absent.
« Réversible » signifie que le système peut fonctionner en chauffage ou en refroidissement. “Reversible” means that the system can operate in heating or cooling mode.
La « conductivité thermique » d’un matériau désigne son pouvoir à laisser passer la chaleur ou, au contraire, à l’isoler. Plus la conductivité est élevée, plus le matériau laisse passer la chaleur. A l’inverse, plus la conductivité est faible, plus le matériau est isolant. The “thermal conductivity” of a material refers to its ability to let heat pass through or, on the contrary, to insulate it. The higher the conductivity, the more the material lets heat pass through. Conversely, the lower the conductivity, the more insulating the material is.
La conductivité thermique, notée À (lambda) exprimée en W/m.K, est ce qui va permettre de mesurer la quantité d’énergie, de chaleur qui se propage par conduction. Thermal conductivity, noted λ (lambda) expressed in W/m.K, is what will allow us to measure the quantity of energy, heat which propagates by conduction.
La conductivité thermique ou À est une caractéristique constante, intrinsèque et propre à chaque matériau. Thermal conductivity or λ is a constant, intrinsic characteristic specific to each material.
Plus le À est élevé, plus le matériau est conducteur de chaleur et plus il est faible, plus il est isolant. Les matériaux isolants ont généralement des À compris entre 0,025 et 0,050 W/m.K. The higher the A, the more heat-conducting the material is, and the lower it is, the more insulating it is. Insulating materials typically have A values between 0.025 and 0.050 W/m.K.
Le coefficient de transmission thermique d’un matériau noté U est la quantité de chaleur traversant ce matériau en régime permanent, par unité de temps, par unité de surface et par unité de différence de température entre les ambiances situées de part et d’autre de la paroi.The thermal transmission coefficient of a material, denoted U, is the quantity of heat passing through this material in steady state, per unit of time, per unit of surface area and per unit of temperature difference between the environments located on either side of the wall.
Le coefficient de transmission thermique est l’inverse de la résistance thermique totale (RT) du matériau. U s’exprime en W/m2K. The thermal transmittance is the inverse of the total thermal resistance (RT) of the material. U is expressed in W/m 2 K.
L’«émissivité» traduit la capacité d’un matériau ou d’une surface à absorber puis à réémettre de la chaleur par rayonnement thermique. “Emissivity” refers to the ability of a material or surface to absorb and then re-emit heat through thermal radiation.
L’émissivité s’exprime par un coefficient sans unité, compris entre 0 et 1 et noté « e ». Il sert à indiquer la quantité d’énergie émise et absorbée par le matériau et varie essentiellement en fonction de la longueur d’onde donnée. Emissivity is expressed by a unitless coefficient, between 0 and 1 and noted "e". It is used to indicate the quantity of energy emitted and absorbed by the material and varies essentially according to the given wavelength.
L’émissivité est influencée par trois éléments : Emissivity is influenced by three elements:
• La nature du matériau concerné • The nature of the material concerned
• L’état de surface du matériau (lisse, rugueux, coloré, etc.) • The surface condition of the material (smooth, rough, colored, etc.)
• La température du matériau • The temperature of the material
Les objets à haute émissivité sont surtout les objets non métalliques et non opaques, comme le verre (0.92), le plastique (de 0,84 à 0.94) ou encore le plexiglas (0.86) et le quartz ou la porcelaine vitrifiée (0.92). La tuile (0,97), le polypropylène, le plâtre (0,86), le caoutchouc (0,95), la brique (0,94) et la peinture font aussi partie des matériaux les plus émissifs. High-emissivity objects are mainly non-metallic and non-opaque objects, such as glass (0.92), plastic (0.84 to 0.94) or plexiglass (0.86) and quartz or vitreous china (0.92). Tile (0.97), polypropylene, plaster (0.86), rubber (0.95), brick (0.94) and paint are also among the most emissive materials.
À l’inverse, les matériaux réfléchissants comme l’aluminium (moins de 0,10 la plupart du temps), l’acier (de 0,16 à 0.70), l’argent (0.03), le cuivre (entre 0,006 et 0,88), le zinc (de 0,04 à 0.20) ou encore le plomb (0,28) font partie des objets les moins émissifs. Conversely, reflective materials such as aluminum (less than 0.10 most of the time), steel (from 0.16 to 0.70), silver (0.03), copper (between 0.006 and 0.88), zinc (from 0.04 to 0.20) or even lead (0.28) are among the least emissive objects.
Un objet de l’invention est de fournir un plafond technique destiné à être accroché par sa face supérieure horizontale (3) à des descentes de cloisons (19) installées sur une dalle du plafond (25) d’un local de data center à traiter, ledit plafond technique comportant une toile tendue, permettant d’assurer le refroidissement par convection thermique et par rayonnement thermique ainsi que la circulation d'air dans les datas centers fonctionnant par confinement d'allées chaudes et froides, lesdites allées étant des couloirs de circulation d’air (16) formées par des serveurs informatiques (6) disposés en lignes posées sur le sol du data center à traiter, chaque serveur informatique (6) étant doté d’un ventilateur (22) permettant d’aspirer l’air ambiant sur sa face verticale d’aspiration (23) et de rejeter l’air réchauffé sur sa face verticale de soufflage opposée (24), l’espace formé entre chaque ligne ou rangée de serveurs informatique (6) est utilisé comme couloir de circulation d’air (16), lesdits serveurs informatiques (6) sont disposés de façon à ce que leurs faces de soufflage (24) se retrouvent face à face délimitant un couloir chaud (16b) et que leurs faces d’aspiration (23) se retrouvent également face à face délimitant respectivement un couloir froid (16a), les couloirs froids (16a) fournissant de l'air froid directement aux serveurs informatique (6), tandis que les couloir chauds (16b) récupèrent l'air chaud rejeté par lesdits serveurs informatique (6), ledit plafond technique comporte : au moins un profilé de diffusion (1) pouvant être accroché par sa face supérieure horizontale (3) à des descentes de cloisons (19) installées sur la dalle du plafond (25) dans l’alignement de chaque face de soufflage (24) et d’aspiration (23) des serveurs informatiques (6) et dont la hauteur de l’ensemble descentes de cloison (19) et profilé de diffusion (1) se prolongeant au maximum de sorte à permettre la circulation d’un usager dans lesdits couloirs de circulation d’air (16), ledit profilé de diffusion (1) comprenant une face (4) dotée de perforations permettant le passage de l’air et une face étanche non perforée (21), chaque face étant dotée d’une gorge d’accroche (2) d’une toile tendue (20), ledit profilé de diffusion (1) ainsi muni de ladite toile tendue (20) créant différentes zones de plénum à savoir: un plénum froid (7) en surpression d’air froid, un plénum neutre (8) et un plénum chaud (9) en dépression, une machine de climatisation (13) aspirant l’air ambiant est connecté à chaque plénum chaud (9) en dépression et son soufflage d’air traité est connecté à chaque plénum froid (7) en surpression, ainsi l’air froid, traité par la machine de climatisation (13) est injecté dans chaque plénum froid (7) puis soufflé au moyen du profilé de diffusion (1) vers chaque couloir (16a) froid, l’air ambiant, réchauffé par les serveurs informatiques (6) est aspiré par le profilé de diffusion (1) au niveau de chaque couloir chaud (16b) de sorte à rejoindre le plénum chaud en dépression (9), le plénum neutre (8) installé au niveau des rangées de serveurs informatiques (6) est rempli d’air constituant ainsi un isolant thermique entre chaque plénum froid (7) et chaque plénum chaud (9), caractérisé en ce que l’ensemble de la circulation d’air dans le data center comprenant le soufflage d’air froid et l’aspiration d’air chaud est traité directement par ledit plafond technique. An object of the invention is to provide a technical ceiling intended to be hung by its horizontal upper face (3) to partition drops (19) installed on a ceiling slab (25) of a data center premises to be processed, said technical ceiling comprising a stretched canvas, making it possible to ensure cooling by thermal convection and by thermal radiation as well as air circulation in data centers operating by confinement of hot and cold aisles, said aisles being air circulation corridors (16) formed by computer servers (6) arranged in lines placed on the floor of the data center to be processed, each computer server (6) being equipped with a fan (22) making it possible to suck in ambient air on its vertical suction face (23) and to reject the heated air on its opposite vertical blowing face (24), the space formed between each line or row of computer servers (6) is used as an air circulation corridor (16), said computer servers (6) are arranged so that their blowing faces (24) are opposite each other, delimiting a hot corridor (16b) and their suction faces (23) are also opposite each other, delimiting respectively a cold corridor (16a), the cold corridors (16a) providing cold air directly to the computer servers (6), while the hot corridors (16b) recover the hot air discharged by said computer servers (6), said technical ceiling comprises: at least one diffusion profile (1) which can be hung by its horizontal upper face (3) to partition downspouts (19) installed on the ceiling slab (25) in alignment with each blowing (24) and suction (23) face of the computer servers (6) and the height of the assembly of partition downspouts (19) and diffusion profile (1) extending to the maximum so as to allow the circulation of a user in said air circulation corridors (16), said diffusion profile (1) comprising a face (4) provided with perforations allowing the passage of air and a non-perforated sealed face (21), each face being provided with a hanging groove (2) of a stretched canvas (20), said diffusion profile (1) thus provided with said stretched canvas (20) creating different plenum zones, namely: a cold plenum (7) with overpressure of cold air, a neutral plenum (8) and a hot plenum (9) with depression, an air conditioning machine (13) sucking in ambient air is connected to each hot plenum (9) with depression and its blowing of treated air is connected to each cold plenum (7) with overpressure, thus the cold air, treated by the air conditioning machine (13) is injected into each cold plenum (7) then blown by means of the diffusion profile (1) towards each cold corridor (16a), the ambient air, heated by the computer servers (6) is sucked in by the diffusion profile (1) at the level of each hot corridor (16b) so as to join the hot plenum with depression (9), the neutral plenum (8) installed at the level of the rows of computer servers (6) is filled with air thus constituting a thermal insulator between each cold plenum (7) and each hot plenum (9), characterized in that all of the air circulation in the data center including the blowing of cold air and the suction of hot air is handled directly by said technical ceiling.
Selon un mode de réalisation préféré, les toiles tendues (20) respectivement installées au niveau des plénums chauds (9) et des plénums froids (7) comportent des perforations de sorte à ce que la diffusion d’air traité froid vers le couloir froid (23) et l’aspiration d’air chaud depuis le couloir chaud (24) respectivement se fassent à travers ces dites perforations des toiles tendues (20), en plus du passage d’air prévu à travers la face perforée (4) du profilé de diffusion (1). Ces perforations peuvent adopter toute forme géométrique par exemple des cercles ou des carrés et la partie perforée de la toile tendue (20) peut représenter une proportion importante de la surface de la dite toile tendue (20). Cette perforation ou ouverture de toile peut représenter quelques pourcents jusqu’à plus de 50% de la surface de la dite toile tendue (20), comme par exemple 0.5m2 pour 1 m2 de toile. De préférence, les plénums froids (7) sont dotés d’un isolant thermique (10) installés en sous face de la dalle du plafond (25). According to a preferred embodiment, the stretched canvases (20) respectively installed at the hot plenums (9) and the cold plenums (7) comprise perforations so that the diffusion of cold treated air towards the cold corridor (23) and the suction of hot air from the hot corridor (24) respectively take place through said perforations of the stretched canvases (20), in addition to the passage of air provided through the perforated face (4) of the diffusion profile (1). These perforations can adopt any geometric shape, for example circles or squares, and the perforated part of the stretched canvas (20) can represent a significant proportion of the surface area of said stretched canvas (20). This perforation or canvas opening can represent a few percent up to more than 50% of the surface area of said stretched canvas (20), such as for example 0.5m 2 for 1 m 2 of canvas. Preferably, the cold plenums (7) are fitted with thermal insulation (10) installed on the underside of the ceiling slab (25).
Avantageusement, la toile tendue (20), présente un coefficient de transmission thermique d’au moins 500 W/m2.K et un coefficient d’émissivité thermique d’au moins 0,9. Advantageously, the stretched canvas (20) has a thermal transmission coefficient of at least 500 W/m 2 .K and a thermal emissivity coefficient of at least 0.9.
Selon un mode de réalisation, chaque plénum froid (7) est mis en surpression d’air traité refroidi par l’intermédiaire d’un conduit aéraulique de soufflage (26) connecté à ladite machine de climatisation (13). According to one embodiment, each cold plenum (7) is placed under overpressure with cooled treated air via a blowing air duct (26) connected to said air conditioning machine (13).
Selon un autre mode de réalisation, chaque plénum chaud (9) est mis en dépression vis-à-vis du local à traiter par l’intermédiaire d’un conduit aéraulique d’aspiration (27) connecté à ladite machine de climatisation (13). According to another embodiment, each hot plenum (9) is placed under vacuum with respect to the room to be treated by means of an air suction duct (27) connected to said air conditioning machine (13).
De préférence, le profilé de diffusion (1) comprend un déflecteur aéraulique (5) adoptant une courbure pour faciliter le passage de l’air. Preferably, the diffusion profile (1) comprises an air deflector (5) adopting a curvature to facilitate the passage of air.
Un autre objet alternatif de l’invention est de fournir un plafond technique destiné à être accroché par sa face supérieure horizontale (3) à des descentes de cloisons (19) installées sur une dalle du plafond (25) d’un local de data center à traiter, ledit plafond technique comportant une toile tendue, permettant d’assurer le refroidissement par convection thermique et par rayonnement thermique ainsi que la circulation d'air dans les datas centers fonctionnant par confinement d'allées chaudes et froides, lesdites allées étant des couloirs de circulation d’air (16) formées par des serveurs informatiques (6) disposés en lignes posées sur le sol du data center à traiter, chaque serveur informatique (6) étant doté ou non d’un ventilateur (22) permettant d’aspirer l’air ambiant sur sa face verticale d’aspiration (23) et de rejeter l’air réchauffé sur sa face verticale de soufflage opposée (24), l’espace formé entre chaque ligne ou rangée de serveurs informatique (6) est utilisé comme couloir (16) de circulation, lesdits serveurs informatiques (6) sont disposés de façon à ce que leurs faces de soufflage (24) se retrouvent face à face délimitant un couloir chaud (16b) et que leurs faces d’aspiration (23) se retrouvent également face à face délimitant respectivement un couloir froid (16a), les couloirs froids (16a) fournissant de l'air froid directement aux serveurs informatique (6), tandis que les couloir chauds (16b) récupèrent l'air chaud rejeté par lesdits serveurs informatique (6), ledit plafond technique comporte : au moins un profilé de diffusion (1) pouvant être accroché par sa face supérieure horizontale (3) à des descentes de cloisons (19) installées sur la dalle du plafond (25) dans l’alignement de chaque face de soufflage (24) et d’aspiration (23) des serveurs informatiques (6) et dont la hauteur de l’ensemble descentes de cloison (19) et profilé de diffusion (1) se prolongeant au maximum de sorte à permettre la circulation d’un usager dans lesdits couloirs de circulation d’air (16), ledit profilé de diffusion (1) comprenant une face (4) dotée de perforations permettant le passage de l’air et une face étanche non perforée (21), chaque face étant dotée d’une gorge d’accroche (2) d’une toile tendue (20), ledit profilé de diffusion (1) ainsi muni de ladite toile tendue (20) créant différentes zones de plénum à savoir: un plénum froid (7) en surpression d’air froid et un plénum chaud (9) en dépression, une machine de climatisation (13) aspirant l’air est connecté à chaque plénum chaud (9) en dépression et son soufflage d’air traité est connecté à chaque plénum froid (7) en surpression, l’air froid, traité par la machine de climatisation (13) est injecté dans chaque plénum froid (7) puis soufflé au moyen du profilé de diffusion (1) vers chaque couloir (16a) froid, l’air ambiant, réchauffé par les serveurs informatiques (6) est aspiré par le profilé de diffusion (1) au niveau de chaque couloir chaud (16a) de sorte à rejoindre le plénum chaud en dépression (9), caractérisé en ce que l’ensemble de la circulation d’air dans le data center comprenant le soufflage d’air chaud et l’aspiration d’air froid est traité directement par ledit plafond technique et en ce qu’un élément de séparation étanche (11) est installé verticalement dans l’alignement de la face supérieure des serveurs informatiques (6) de sorte à rejoindre chaque face étanche non perforées (21) du profilé de diffusion (1) formant ainsi un plénum neutre (8) constitué au niveau des rangées de serveurs informatiques (6), ledit plénum neutre (8) étant rempli d’air représentant ainsi un isolant thermique entre chaque plénum froid (7) et chaque plénum chaud (9) et dont le volume est augmenté de sorte à s’étendre depuis la dalle (25) du data center à traiter jusqu’à la face supérieure des serveurs informatiques (6). Another alternative object of the invention is to provide a technical ceiling intended to be hung by its horizontal upper face (3) to partition drops (19) installed on a ceiling slab (25) of a data center room to be processed, said technical ceiling comprising a stretched canvas, making it possible to ensure cooling by thermal convection and by thermal radiation as well as air circulation in data centers operating by confinement of hot and cold aisles, said aisles being air circulation corridors (16) formed by computer servers (6) arranged in lines placed on the floor of the data center to be processed, each computer server (6) being provided or not with a fan (22) making it possible to suck in ambient air on its vertical suction face (23) and to reject the heated air on its opposite vertical blowing face (24), the space formed between each line or row of computer servers (6) is used as a circulation corridor (16), said servers computer servers (6) are arranged so that their blowing faces (24) are opposite each other, delimiting a hot corridor (16b) and their suction faces (23) are also opposite each other, delimiting respectively a cold corridor (16a), the cold corridors (16a) supplying cold air directly to the computer servers (6), while the hot corridors (16b) recover the hot air discharged by said computer servers (6), said technical ceiling comprises: at least one diffusion profile (1) which can be hung by its horizontal upper face (3) to partition downspouts (19) installed on the ceiling slab (25) in alignment with each blowing face (24) and suction face (23) of the servers computer (6) and the height of the set of partition downspouts (19) and diffusion profile (1) extending to the maximum so as to allow the circulation of a user in said air circulation corridors (16), said diffusion profile (1) comprising a face (4) provided with perforations allowing the passage of air and a non-perforated sealed face (21), each face being provided with a hanging groove (2) for a stretched canvas (20), said diffusion profile (1) thus provided with said stretched canvas (20) creating different plenum zones, namely: a cold plenum (7) with overpressure of cold air and a hot plenum (9) with depression, an air conditioning machine (13) sucking in the air is connected to each hot plenum (9) with depression and its blowing of treated air is connected to each cold plenum (7) with overpressure, the cold air, treated by the air conditioning machine (13) is injected in each cold plenum (7) then blown by means of the diffusion profile (1) towards each cold corridor (16a), the ambient air, heated by the computer servers (6) is sucked in by the diffusion profile (1) at the level of each hot corridor (16a) so as to join the hot plenum in depression (9), characterized in that the entire circulation of air in the data center comprising the blowing of hot air and the suction of cold air is treated directly by said technical ceiling and in that a sealed separation element (11) is installed vertically in alignment with the upper face of the computer servers (6) so as to join each non-perforated sealed face (21) of the diffusion profile (1) thus forming a neutral plenum (8) formed at the level of the rows of computer servers (6), said neutral plenum (8) being filled with air thus representing a thermal insulator between each cold plenum (7) and each hot plenum (9) and the volume of which is increased so as to extend from the slab (25) of the data center to be processed to the upper face of the computer servers (6).
Selon un mode de réalisation préféré, les toiles tendues (20) respectivement installées au niveau des plénums chauds (9) et des plénums froids (7) comportent des perforations de sorte à ce que la diffusion d’air traité froid vers le couloir froid (23) et l’aspiration d’air chaud depuis le couloir chaud (24) respectivement se fassent à travers ces dites perforations des toiles tendues (20), en plus du passage d’air prévu à travers la face perforée (4) du profilé de diffusion (1). Ces perforations peuvent adopter toute forme géométrique par exemple des cercles ou des carrés et la partie perforée de la toile tendue (20) peut représenter une proportion importante de la surface de la dite toile tendue (20). Cette perforation ou ouverture de toile peut représenter quelques pourcents jusqu’à plus de 50% de la surface de la dite toile tendue (20), comme par exemple 0.5m2 pour 1 m2 de toile. According to a preferred embodiment, the stretched canvases (20) respectively installed at the hot plenums (9) and the cold plenums (7) comprise perforations so that the diffusion of cold treated air towards the cold corridor (23) and the suction of hot air from the hot corridor (24) respectively take place through said perforations of the stretched canvases (20), in addition to the passage of air provided through the perforated face (4) of the diffusion profile (1). These perforations can adopt any geometric shape, for example circles or squares, and the perforated part of the stretched canvas (20) can represent a significant proportion of the surface area of said stretched canvas (20). This perforation or canvas opening can represent a few percent up to more than 50% of the surface area of said stretched canvas (20), such as for example 0.5m 2 for 1 m 2 of canvas.
Avantageusement, le volume intérieur du plénum neutre (8) est configuré pour l’isolation thermique ainsi que pour une étanchéité aéraulique au passage de l’air en chaque couloir (16a) froid et en chaque couloir (16b) chaud respectivement. Advantageously, the interior volume of the neutral plenum (8) is configured for insulation thermal as well as for airtightness to the passage of air in each cold corridor (16a) and in each hot corridor (16b) respectively.
Selon un mode de réalisation particulier, l’élément de séparation étanche (11) est une toile tendue de séparation installée au niveau de chaque face d’aspiration (23) et de soufflage (24) des rangées de serveurs informatiques (6), chaque toile de séparation (11) étant fixée depuis un profilé d’accroche (12) installé sur chaque extrémité supérieure desdits serveurs informatiques (6) et s’étendant verticalement jusqu’à la gorge d’accroche (2) du profilé de diffusion (1). According to a particular embodiment, the sealed separation element (11) is a stretched separation fabric installed at each suction (23) and blowing (24) face of the rows of computer servers (6), each separation fabric (11) being fixed from a hanging profile (12) installed on each upper end of said computer servers (6) and extending vertically to the hanging groove (2) of the diffusion profile (1).
Selon un autre mode de réalisation particulier, l’élément de séparation étanche (11 ) est constitué par l’ensemble descentes de cloison (19) et profilé de diffusion (1) se prolongeant jusqu’aux extrémités supérieures desdits serveurs informatiques (6). According to another particular embodiment, the sealed separation element (11) is constituted by the assembly of partition downspouts (19) and diffusion profile (1) extending to the upper ends of said computer servers (6).
Dans cet objet alternatif, les serveurs informatiques (6) ne sont pas équipés ou sont dépourvus de ventilateurs (22). In this alternative object, the computer servers (6) are not equipped with or are devoid of fans (22).
Un autre objet de l’invention est de fournir un système de circulation d'air et de refroidissement par convection thermique et par rayonnement thermique pour data center fonctionnant par confinement d'allées chaudes et froides, comprenant le plafond technique selon l’invention ou le plafond alternatif selon l’invention connecté à au moins une machine de climatisation (13), où l’ensemble de la circulation d’air dans le data center comprenant le soufflage d’air froid et l’aspiration d’air chaud est traité directement par ledit plafond technique. Another object of the invention is to provide an air circulation and cooling system by thermal convection and thermal radiation for a data center operating by confinement of hot and cold aisles, comprising the technical ceiling according to the invention or the alternative ceiling according to the invention connected to at least one air conditioning machine (13), where all of the air circulation in the data center including the blowing of cold air and the suction of hot air is handled directly by said technical ceiling.
DESCRIPTION DETAILLEE DES FIGURES DETAILED DESCRIPTION OF THE FIGURES
La [Fig 1] représente une vue en perspective du profilé de diffusion (1) selon l’invention. [Fig 1] shows a perspective view of the diffusion profile (1) according to the invention.
Le profilé de diffusion (1) est doté de 2 ailes verticales, l’une d’entre elle est une aile (4) équipée de perforations permettant le passage d’air. The diffusion profile (1) has 2 vertical wings, one of which is a wing (4) equipped with perforations allowing the passage of air.
Chacune des 2 ailes est équipée en partie inférieure d’une gorge d’accroche (2) permettant l’installation d’un plafond tendu (20). Each of the 2 wings is equipped at the bottom with a hanging groove (2) allowing the installation of a stretched ceiling (20).
La face supérieure (3) horizontale permet la fixation du profilé de diffusion (1) à une descente de cloison (19), réalisée par exemple en plâtre sur ossature métallique. The horizontal upper face (3) allows the diffusion profile (1) to be fixed to a partition wall (19), made for example from plaster on a metal frame.
Avantageusement le profilé de diffusion peut comprendre un déflecteur aéraulique (5) adoptant une courbure pour faciliter le passage de l’air. Advantageously, the diffusion profile can comprise an air deflector (5) adopting a curvature to facilitate the passage of air.
La [Fig 2] représente une vue en coupe d’un local à traiter par exemple un data center selon un premier mode de réalisation. [Fig 2] represents a cross-sectional view of a room to be treated, for example a data center according to a first embodiment.
Par local à traiter on entend un local destiné à être refroidi selon le système mis en œuvre. By room to be treated we mean a room intended to be cooled according to the system implemented.
Les serveurs informatiques (6) sont disposés en lignes posées sur le sol du local à traiter. The computer servers (6) are arranged in lines on the floor of the room to be processed.
Chaque serveur informatique (6) est doté d’un ventilateur (22) permettant d’aspirer l’air ambiant sur sa face verticale (alors nommée face d’aspiration (23)) et de rejeter l’air sur sa face verticale opposée (alors appelée face de soufflage (24)). Each computer server (6) is equipped with a fan (22) for sucking in ambient air on its vertical face (then called the suction face (23)) and for discharging the air on its opposite vertical face (then called the blowing face (24)).
L’espace formé entre chaque ligne ou rangée de serveurs informatique (6) est utilisé comme couloir (16) de circulation. The space formed between each line or row of computer servers (6) is used as a circulation corridor (16).
Les serveurs informatiques (6) sont disposés de façon à ce que leur face de soufflage (24) se retrouvent face à face au niveau d’un même couloir (16) et donc que leur face d’aspiration (23) se retrouve également face à face au niveau d’un même couloir (16). The computer servers (6) are arranged so that their blowing face (24) are face to face at the same corridor (16) and therefore their suction face (23) is also face to face at the same corridor (16).
Le couloir (16) donnant sur les faces de soufflages des rangées de serveurs informatiques (6) est nommé « couloir chaud » (16b). The corridor (16) leading to the blowing faces of the rows of computer servers (6) is called the “hot corridor” (16b).
Le couloir (16) donnant sur les faces d’aspiration des rangées de serveurs informatiques (6) est nommé « couloir froid » (16a). The corridor (16) leading to the suction faces of the rows of computer servers (6) is called the “cold corridor” (16a).
Au-dessus de chaque rangée de serveurs informatiques (6), deux descentes de cloisons (19) verticales sont fixées à la dalle du local à traiter dans l’alignement de la face de soufflage et de la face d’aspiration des serveurs informatiques (6). Above each row of computer servers (6), two vertical partition drops (19) are fixed to the slab of the room to be treated in alignment with the blowing face and the suction face of the computer servers (6).
Un profilé de diffusion (1) est installé sur chaque descente de cloison (19) de sorte à ce que la face perforée (4) du profilé de diffusion (1) soit orientée vers les couloirs (16). A diffusion profile (1) is installed on each partition wall (19) so that the perforated face (4) of the diffusion profile (1) is oriented towards the corridors (16).
Une toile tendue (20), présentant une forte transmission thermique et un coefficient d’émissivité thermique élevé, est installée d’un profilé de diffusion (1) à l’autre, c’est-à-dire au-dessus de chaque couloir (16) et au-dessus de chaque rangée de serveurs informatiques (6). La toile tendue (20) décrit alors des zones de faux plafond séparées entre elles par l’espace intérieur (compris entre l’aile perforée (4) et l’aile non perforée (21)) des profilés de diffusion (1). A stretched canvas (20), having a high thermal transmission and a high thermal emissivity coefficient, is installed from one diffusion profile (1) to the other, i.e. above each corridor (16) and above each row of computer servers (6). The stretched canvas (20) then describes false ceiling zones separated from each other by the interior space (between the perforated wing (4) and the non-perforated wing (21)) of the diffusion profiles (1).
Des volumes creux nommés « plénums » sont formés par l’espace compris entre 2 retombées de cloisons (19), la dalle du local à traiter et chaque portion de toile tendue (20). Hollow volumes called “plenums” are formed by the space between two partition walls (19), the slab of the room to be treated and each portion of stretched canvas (20).
Les plénums situés au-dessus des couloirs froids sont nommés « plénums froids » (7). The plenums located above the cold corridors are called “cold plenums” (7).
Les plénums situés au-dessus des couloirs chauds sont nommés « plénums chauds » (9).The plenums located above the hot corridors are called “hot plenums” (9).
Les plénums situés au-dessus des rangées de serveurs informatiques (6) sont nommés « plénums neutres » (8). The plenums located above the rows of computer servers (6) are called “neutral plenums” (8).
Ainsi arrangé le faux plafond décrit une alternance régulière plénum froid (7), plénum neutre (8), plénum chaud (9). Arranged in this way, the false ceiling describes a regular alternation of cold plenum (7), neutral plenum (8), hot plenum (9).
L’espace intérieur du local à traiter décrit quant à lui une alternance couloir froid (16a), rangée de serveurs informatiques (6), couloir chaud (16b). The interior space of the room to be treated describes an alternation of cold corridor (16a), row of computer servers (6), hot corridor (16b).
Avantageusement, un isolant thermique (10) est fixé à la dalle au sein de chaque plénum froid. Chaque plénum froid (7) est mis en surpression d’air traité refroidi, pour ce faire le soufflage de la machine de climatisation (13) est connecté par l’intermédiaire d’un conduit aéraulique de soufflage (26) à chaque plénum froid (7). Advantageously, a thermal insulator (10) is fixed to the slab within each cold plenum. Each cold plenum (7) is placed under overpressure with cooled treated air, to do this the blowing of the air conditioning machine (13) is connected via a blowing air duct (26) to each cold plenum (7).
Chaque plénum chaud (9) est mis en dépression vis-à-vis du local à traiter, pour ce faire l’aspiration de machine de climatisation (13) est connectée par l’intermédiaire d’un conduit aéraulique d’aspiration (27) à chaque plénum chaud (9). Each hot plenum (9) is placed under negative pressure relative to the room to be treated; to do this, the air conditioning machine suction (13) is connected via a suction air duct (27) to each hot plenum (9).
Avantageusement une machine de climatisation (13) est installée pour chaque alternance couloir froid (16a), rangée de serveurs informatiques (6), couloir chaud (16b). Dans ce cas un seul conduit aéraulique de soufflage et un seul conduit aéraulique d’aspiration est nécessaire pour connecter la machine de climatisation (13) à chaque alternance. On observe alors autant de machines de climatisation (6) que de rangées de serveurs informatiques (6). Advantageously, an air conditioning machine (13) is installed for each alternation of cold corridor (16a), row of computer servers (6), hot corridor (16b). In this case, a single blowing air duct and a single suction air duct are necessary to connect the air conditioning machine (13) to each alternation. We then observe as many air conditioning machines (6) as rows of computer servers (6).
L’air ambiant réchauffé par les serveurs informatiques (6) dégagé au niveau de chaque couloir chaud (16b) est aspiré à travers les deux faces perforées (4) des deux profilés de diffusion (1) installés au-dessus de chaque couloir chaud (16b). Dans le cas de la toile tendue (20) située au-dessus du couloir chaud (16b), l’aspiration d’air peut également être réalisée à travers les perforations de la dite toile tendues (20). The ambient air heated by the computer servers (6) released at each hot corridor (16b) is sucked through the two perforated faces (4) of the two diffusion profiles (1) installed above each hot corridor (16b). In the case of the stretched canvas (20) located above the hot corridor (16b), the air suction can also be carried out through the perforations of said stretched canvas (20).
Cet air chaud rejoint l’aspiration de l’unité de climatisation (13) en transitant par le volume du plénum chaud (9) en dépression. Une fois refroidi par la machine de climatisation (13) l’air traité est injecté dans le volume intérieur du plénum froid (7) ainsi mis en surpression, il s’échappe du plénum froid (7) à travers les deux faces perforées (4) des deux profilés de diffusion (1) installés au-dessus de chaque couloir froid (16a). Ainsi configuré le système selon l’invention permet de souffler l’air traité refroidi verticalement, au niveau de chaque face d’aspiration (23) des serveurs informatiques (6).This hot air joins the suction of the air conditioning unit (13) by passing through the volume of the hot plenum (9) under vacuum. Once cooled by the air conditioning machine (13), the treated air is injected into the interior volume of the cold plenum (7) thus pressurized, it escapes from the cold plenum (7) through the two perforated faces (4) of the two diffusion profiles (1) installed above each cold corridor (16a). Thus configured, the system according to the invention makes it possible to blow the cooled treated air vertically, at the level of each suction face (23) of the computer servers (6).
De la même façon, pour la toile tendue (20) située au-dessus du couloir froid (16a), l’injection d’air peut également être réalisée à travers les perforations de la dite toile tendue (20). Similarly, for the stretched canvas (20) located above the cold corridor (16a), the air injection can also be carried out through the perforations of said stretched canvas (20).
En plus de ce traitement thermique convectif, la toile tendue (20) faisant office de faux plafond au niveau de chaque plénum froid (7) est refroidie par la circulation d’air traité s’opérant dans l’ensemble du volume de chaque plénum froid (7). Dotée d’un coefficient d’émissivité thermique important, la toile tendue (20) émet alors un rayonnement thermique sur toute sa surface, en direction des couloirs (16) froids. Ce rayonnement thermique, est une onde électromagnétique qui se déplace en ligne droite et vient refroidir de façon uniforme l’ensemble des solides visibles depuis la surface de la toile tendue (20) à savoir la face d’aspiration (23) des serveurs informatiques (6). In addition to this convective heat treatment, the stretched canvas (20) acting as a false ceiling at the level of each cold plenum (7) is cooled by the circulation of treated air operating throughout the volume of each cold plenum (7). Equipped with a high thermal emissivity coefficient, the stretched canvas (20) then emits thermal radiation over its entire surface, in the direction of the cold corridors (16). This thermal radiation is an electromagnetic wave which travels in a straight line and uniformly cools all the solids visible from the surface of the stretched canvas (20), namely the suction face (23) of the computer servers (6).
Les plénums froids (7) à l’intérieur desquels circule l’air traité refroidi, sont isolés thermiquement au moyen de l’isolant thermique (10) installé en sous face de la dalle et au moyen des 2 plénums neutres (8) situés de part et d’autre de chaque plénum froid (8), en effet les plénums neutres (8) sont remplis d’air constituant un isolant naturel de grande efficacité. The cold plenums (7) inside which the cooled treated air circulates, are thermally insulated by means of the thermal insulation (10) installed on the underside of the slab and by means of the 2 neutral plenums (8) located on either side of each cold plenum (8), in fact the neutral plenums (8) are filled with air constituting a highly effective natural insulator.
La [Fig 3] représente une vue de détail en coupe longitudinale d’un local à traiter selon un second mode de réalisation. [Fig 3] shows a detailed view in longitudinal section of a room to be treated according to a second embodiment.
Ce mode de réalisation permet la mise en place d’une étanchéité entre chaque couloir froid (16a) et chaque couloir chaud (16b). This embodiment allows the establishment of a seal between each cold corridor (16a) and each hot corridor (16b).
Pour ce faire des profilés d’accroche (12) sont fixés à la face horizontale supérieure de chaque rangée de serveurs informatiques (6). La toile tendue (20) installée dans la configuration décrite par la [Fig 2] au niveau de chaque plénum neutre (8), c’est-à-dire au-dessus de chaque rangée de serveurs informatiques (6) est supprimée. Une toile tendue de séparation (11) est installée au droit de chaque face (aspiration et soufflage) des rangées de serveurs informatiques (6), chaque toile de séparation (11) est fixée depuis le profilé d’accroche (12) et s’étend verticalement jusqu’à la gorge d’accroche (2) du profilé de diffusion (1). To do this, hanging profiles (12) are fixed to the upper horizontal face of each row of computer servers (6). The stretched fabric (20) installed in the configuration described in [Fig 2] at the level of each neutral plenum (8), i.e. above each row of computer servers (6) is removed. A stretched separation fabric (11) is installed at the right of each face (suction and blowing) of the rows of computer servers (6), each separation fabric (11) is fixed from the hanging profile (12) and extends vertically to the hanging groove (2) of the diffusion profile (1).
Ainsi mis en œuvre le volume du plénum neutre (8) est augmenté de sorte à s’étendre depuis la dalle (25) du local à traiter jusqu’à la face supérieure de chaque rangée de serveurs informatiques (6). Thus implemented the volume of the neutral plenum (8) is increased so as to extend from the slab (25) of the room to be treated up to the upper face of each row of computer servers (6).
Le volume intérieur du plénum neutre (8) crée en plus de l’isolation thermique, une séparation créant une étanchéité aéraulique (c’est-à-dire une étanchéité au passage de l’air) en chaque couloir (16a) froid et chaque couloir (16b) chaud. The interior volume of the neutral plenum (8) creates, in addition to thermal insulation, a separation creating an airtight seal (i.e. a seal against the passage of air) in each cold corridor (16a) and each hot corridor (16b).
Cette étanchéité permet d’optimiser l’efficacité thermique en interdisant tout phénomène de « court-cycle » entre les flux d’airs soufflés et les flux d’air aspirés par le plafond technique.This sealing makes it possible to optimize thermal efficiency by preventing any “short-cycle” phenomenon between the blown air flows and the air flows drawn in by the technical ceiling.
L’étanchéité permet également de supprimer les ventilateurs (22), classiquement installés sur chaque serveur informatique (6), en effet elle permet de mettre le volume de chaque couloir (16a) froid en surpression d’air traité refroidi et le volume de chaque couloir (16b) chaud en dépression si bien que l’air traité refroidi traverse naturellement chaque rangée de serveur informatique (6) depuis sa face d’aspiration (23) vers sa face de soufflage (24). The sealing also makes it possible to eliminate the fans (22), conventionally installed on each computer server (6), in fact it makes it possible to put the volume of each cold corridor (16a) in overpressure of cooled treated air and the volume of each hot corridor (16b) in depression so that the cooled treated air naturally passes through each row of computer server (6) from its suction face (23) to its blowing face (24).
La [Fig 4] représente une vue en coupe d’un local à traiter, équipé d’un système traditionnel de diffusion. [Fig 4] shows a cross-section of a room to be treated, equipped with a traditional diffusion system.
Une machine de climatisation (13) dotée d’une aspiration d’air chaud et d’un soufflage d’air refroidi est connecté (au niveau de son soufflage) au plancher technique (14) et (au niveau de son aspiration) au plafond technique (15). An air conditioning machine (13) with a hot air intake and a cooled air blow is connected (at its blowing) to the technical floor (14) and (at its suction) to the technical ceiling (15).
Les serveurs informatiques (6) sont disposés en ligne, formant des rangées et délimitant ainsi des couloirs (16) entre chaque rangée. The computer servers (6) are arranged in a line, forming rows and thus delimiting corridors (16) between each row.
Des grilles de soufflage (17) d’air refroidi sont installées sur la face supérieure du plancher technique de chaque couloir (16a) froid. Blowing grilles (17) for cooled air are installed on the upper face of the technical floor of each cold corridor (16a).
Des grilles d’aspiration (18) d’air chaud sont installées sur la face inférieure du plafond technique de chaque couloir (16b) chaud. Hot air intake grilles (18) are installed on the lower face of the technical ceiling of each hot corridor (16b).
Chaque serveur informatique (6) est doté d’un ventilateur (22) permettant d’aspirer l’air ambiant sur sa face verticale (alors nommée face d’aspiration (23)) et de rejeter l’air sur sa face verticale opposée (alors appelée face de soufflage (24)). Each computer server (6) is equipped with a fan (22) for sucking in ambient air on its vertical face (then called the suction face (23)) and for discharging the air on its opposite vertical face (then called the blowing face (24)).
Les rangées de serveurs informatiques (6) sont disposées de sorte à ce que leurs faces d’aspiration (23) se situent au niveau d’un couloir froid (16a) et leurs faces de soufflage (24) au niveau d’un couloir chaud (16b). Ainsi configuré l’air froid produit par la machine de climatisation (13) est soufflé dans le volume du plancher technique puis injecté dans chaque couloir froid (16a) au moyen des grilles de soufflage (17). The rows of computer servers (6) are arranged so that their suction faces (23) are located at a cold corridor (16a) and their blowing faces (24) at a hot corridor (16b). Thus configured, the cold air produced by the air conditioning machine (13) is blown into the volume of the technical floor then injected into each cold corridor (16a) by means of the blowing grilles (17).
L’air froid est alors aspiré par les serveurs informatiques (6) et réchauffé par ces derniers avant d’être rejeté au niveau du couloir chaud (16b). The cold air is then drawn in by the computer servers (6) and heated by them before being released into the hot corridor (16b).
L’air réchauffé est alors aspiré par les grilles (18) installées au niveau du plafond technique puis transite dans le volume du plafond technique pour rejoindre l’unité de climatisation (13). The heated air is then sucked in through the grilles (18) installed at the level of the technical ceiling and then passes through the volume of the technical ceiling to reach the air conditioning unit (13).
Ce système, est complexe à installer et fonctionne uniquement par convection thermique c’est- à-dire à 100% grâce à l’échange thermique réalisé entre l’air traité refroidi et les serveurs informatiques (6) chauds. This system is complex to install and operates solely by thermal convection, i.e. 100% thanks to the heat exchange carried out between the cooled treated air and the hot computer servers (6).
Numéros de références employés dans les figures : Reference numbers used in the figures:
1 profilé de diffusion 1 diffusion profile
2 gorge d’accroche 2 hanging grooves
3 face de fixation du profilé de diffusion 3 face of fixing of the diffusion profile
4 face perforée du profilé de diffusion 4 perforated face of the diffusion profile
5 déflecteur aéraulique 5 air deflector
6 serveur informatique 6 computer server
7 plénum froid en surpression 7 cold plenum in overpressure
8 plénum neutre 8 neutral plenum
9 plénum chaud en dépression 9 hot plenum in depression
10 isolant thermique 10 thermal insulation
11 élément ou toile de séparation étanche 11 waterproof separation element or canvas
12 profilé d’accroche de la toile de séparation 12 separation canvas hanging profile
13 machine de climatisation 13 air conditioning machine
14 plancher technique traditionnel 14 traditional technical floor
15 plafond technique traditionnel 15 traditional technical ceiling
16 couloir de circulation d’air ; 16a couloir froid ; 16b couloir chaud 16 air circulation corridor; 16a cold corridor; 16b hot corridor
17 grille de soufflage 17 blowing grid
18 grille d’aspiration 18 suction grid
19 descente de cloison 19 partition descent
20 toile tendue formant faux plafond 20 stretched canvas forming false ceiling
21 face non perforée du profilé de diffusion 22 ventilateur du serveur informatique 21 non-perforated face of the diffusion profile 22 computer server fan
23 face d’aspiration du serveur informatique 23 computer server suction face
24 face de soufflage du serveur informatique 24 face blowing computer server
25 dalle du plafond de la pièce desservie (ou local à traiter) 26 conduit aéraulique de soufflage 25 ceiling slab of the room served (or room to be treated) 26 blowing air duct
27 conduit aéraulique d’aspiration 27 suction air duct
Claims
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US10900229B2 (en) * | 2016-08-24 | 2021-01-26 | Jean-Marc Scherrer | Hanger profile and ceiling assembly |
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