Valorisation de la chaleur rejetée par un centre de données à l’aide d’une boucle énergétique

Résumé

Les centres de données sont nécessaires pour traiter l’information des activités numériques qui sont en croissance. Une hausse importante de la consommation électrique des centres de données est donc prévue. Étant donné que la majorité de l’électricité est convertie en chaleur, la valorisation de cette énergie est importante pour réduire l’impact environnemental et est très intéressante en climat froid comme au Québec. Cependant, la valorisation est complexe puisque cette chaleur fatale est de basse température. L’objectif principal est de valoriser la chaleur dégagée par les serveurs de haute puissance appartenant à Calcul Québec afin de réduire l’impact environnemental des systèmes de chauffage, ventilation et de conditionnement de l’air (CVCA) de l’École de Technologie Supérieure (ÉTS). L’ÉTS est raccordée à un réseau de refroidissement urbain transportant non seulement la chaleur fatale mais aussi d’autres rejets de chaleur du campus. À l’aide de pompes à chaleur, l’énergie peut être extraite du retour de ce réseau de refroidissement. Le réseau de refroidissement est ainsi qualifié de boucle énergétique puisqu’elle permet de partager la chaleur entre bâtiments. Les bâtiments impliqués dans la boucle énergétique ont été sélectionnés afin de favoriser les synergies. Cette sélection est effectuée à partir d’une cartographie des systèmes énergétiques du parc immobilier du campus. Les bâtiments existants A, B et D ainsi que les bâtiments futurs F et le Complexe Dow ont été sélectionnés. Le potentiel de valorisation des systèmes CVCA des bâtiments sélectionnés a ensuite été déterminé. L’évolution des puissances thermiques en fonction du temps (profils énergétiques) est effectuée à partir de données enregistrées pour les bâtiments existants, et à partir de données de simulation pour les bâtiments futurs. À l’exception du pavillon D hébergeant le centre de données, le Complexe Dow est le bâtiment qui transfère et extrait le plus d’énergie de la boucle énergétique. La faisabilité énergétique de la boucle énergétique a été démontrée. Pour les bâtiments futurs, les coûts électriques des pompes à chaleur raccordés à la boucle énergétique et leur coût en carbone opérationnel ont été comparés aux coûts d’une conception conventionnelle de chauffage. Selon cet analyse, la boucle énergétique possèderait des coûts opérationnels cinq fois moins élevés que le chauffage conventionnel. Compte tenu de ces résultats, il serait intéressant de poursuivre l’étude de la boucle énergétique en considérant, par exemple, l’inertie thermique et les coûts d’installation des pompes à chaleur.

Date	17 déc. 2024
langue originale	Français
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Didier Haillot (Directeur(-trice)) & Stanislaw Kajl (Codirecteur(-trice))