nVent SCHROFF protège et refroidit avec succès les équipements de l’accélérateur de l’European Spallation Source, la plus puissante source de neutrons au monde.
En résumé :
Lieu : Lund, Suède
Contexte : L’infrastructure de recherche pluridisciplinaire European Spallation Source (ESS) qui exploite l’accélérateur linéaire à protons le plus puissant du monde, recherchait une solution de pointe en matière de confinement et de refroidissement pour protéger le système de commande de l’accélérateur.
Solution : Solutions de baies pour les équipements électriques/électroniques de commande de l’accélérateur
Résultats : La solution complète a répondu à toutes les spécifications et exigences en matière de confinement. Elle a été réalisée dans les délais et le budget impartis.
CONTEXTE
L’European Spallation Source (ESS) a pour objectif de construire une infrastructure de recherche multidisciplinaire de classe mondiale. Une fois pleinement opérationnelle, cette infrastructure qui repose sur la source de neutrons la plus brillante du monde, une machine extrêmement sophistiquée et complexe, permettra de réaliser des avancées scientifiques dans le domaine de la recherche sur les matériaux, l’énergie, la santé et l’environnement.
La conception de l’infrastructure comprend l’accélérateur linéaire à protons le plus puissant jamais construit, où débute le processus de spallation permettant de générer des neutrons pour la recherche. Les exigences élevées de l’accélérateur ESS consistent à fournir une impulsion de proton de 2 GeV sur une durée de 2,86 ms et à la fréquence de 14 Hz. Cela représente une puissance moyenne du faisceau de 5 MW avec un rapport cyclique de 4 % sur la cible. L’ESS est doté d’une cible ronde de tungstène refroidie à l’hélium, de 15 instruments neutroniques de pointe, d’une série de laboratoires de haute technologie, ainsi que de logiciels et de systèmes de gestion des données pour le calcul haute performance. Des systèmes de régulation complexes surveillent et gèrent des dizaines de milliers de dispositifs et intègrent les opérations de toutes les infrastructures de l’installation par le biais d’un réseau constitué de matériel, de logiciels et de bases de données de configuration.
Pour cet incroyable exploit scientifique et technique, le centre de recherche s’est mis en quête d’une solution de pointe en matière de confinement et de refroidissement pour connecter et protéger les équipements électriques et électroniques complexes qui gèrent l’accélérateur. L’équipe de nVent SCHROFF s’est empressée de répondre à l’appel d’offres très compétitif lancé en 2017.
« Pour beaucoup d’entre nous, ce projet ambitieux est une occasion unique », a déclaré Ulf Broome, directeur régional des comptes pour nVent SCHROFF. « De plus, l’expérience acquise dans le cadre d’autres projets de physique fondamentale et de grands centres de recherche nous a convaincus que notre équipe et nos ressources étendues pouvaient répondre aux besoins de l’ESS en matière de conception, d’installation et de livraison. Nous étions ravis de savoir que nous avions remporté le contrat ! »
SOLUTION
Dans le cadre de la procédure d’appel d’offres, ESS a fourni à l’équipe d’ingénieurs de nVent SCHROFF les spécifications des racks 19", des unités de refroidissement et de distribution d’alimentation (PDU) utilisés dans le bâtiment abritant la galerie, d’une longueur de 500 mètres. La galerie devait présenter 20 solutions de baies pour allées chaudes, dont 900 racks 19", 200 refroidisseurs en ligne et environ 900 PDU. Les équipements devaient être logés et maintenus au frais de manière efficace. La prévention des fluctuations de température dans les armoires électroniques est une exigence fondamentale pour les applications physiques très complexes. Autre défi, la dissipation thermique varie en fonction des modules assemblés, certaines zones spécifiques nécessitant des plages de température particulièrement étroites. (image 1)
À partir des spécifications, l’équipe d’ingénieurs de SCHROFF a calculé la performance de refroidissement sur la base de la charge thermique fournie par l’ESS pour chaque enceinte de confinement ou rangée de racks, et a également pris en compte les scénarios les plus défavorables. Après avoir élaboré des stratégies de conception innovantes, ils ont procédé à une validation détaillée de la solution proposée, notamment de sa capacité à gérer le refroidissement, par le biais de tests de simulation. (image 2)
L’application repose sur des configurations de confinement des allées chaudes des racks qui contiennent les équipements électroniques et électriques. Les refroidisseurs en ligne sont placés de manière à maintenir un flux d’air constant devant chaque bâti. Des redondances sont également prévues pour les refroidisseurs en ligne. L’application permet également de faire varier la vitesse des ventilateurs en fonction de la charge thermique des différents secteurs et de réaliser des économies d’énergie. Tous les éléments choisis provenaient de la vaste gamme de produits standard nVent SCHROFF, spécialement conçus pour permettre aux ingénieurs de configurer des systèmes uniques, hautement disponibles et rentables.
Disposant d’une solution complète qui répondait à toutes les exigences de l’appel d’offres, nVent SCHROFF a fourni à l’ESS pour approbation, des plans avec les spécifications des produits proposés et des simulations.
Au cours de cette procédure, les spécifications initiales de l’appel d’offres ont été modifiées plusieurs fois, car les détails de conception des différents systèmes de l’accélérateur ont évolué tout au long de la construction, qui a duré plusieurs années. À chaque évolution, l’équipe agile de nVent SCHROFF a été attentive à la nouvelle orientation, a adopté des configurations de produits en conséquence et a effectué de nouveaux calculs et nouvelles simulations afin d’adapter et de livrer la solution modifiée.
La solution finale comprend des configurations symétriques de racks pour chaque rangée, avec des refroidisseurs et des redondances pour maintenir un flux d’air homogène. Elle permet également de faire varier la vitesse des ventilateurs pour s’adapter aux charges thermiques des différents secteurs et permettre des économies d’énergie. (image 3)
RÉSULTATS
La solution finale comprend maintenant 20 enceintes de confinement d’allées chaudes comprenant plus de 900 racks 19" Schroff Varistar, environ 200 unités de refroidissement Varistar SHX et près de 900 unités de distribution d’alimentation (PDU). L’équipe SCHROFF a mené à bien chacune de ses missions, de la conception à la livraison, l’installation et la mise en service, en respectant les délais et le budget convenus.
« Il s’agit d’un projet dynamique aux multiples facettes. Nous nous sommes montrés souples et agiles dans notre accompagnement, notamment lorsque des modifications ont été apportées pour répondre aux besoins de la communauté scientifique », a déclaré Carsten Müller, ingénieur principal de projet chez nVent. « Nous sommes fiers de la qualité, de la conception et de l’installation offertes à l’ESS, ainsi que de la richesse fonctionnelle de la solution. Nous sommes extrêmement heureux de contribuer à ce projet scientifique. »
Pour l’avenir, l’équipe SCHROFF est déjà prête à poursuivre sa collaboration avec l’ESS dans différents domaines.
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Contact médias chez nVent :
Jasmin Goelzenleuchter
Responsable marketing
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