Projekt instalacji klimatyzacyjnych data center: zabudowa korytarzy, sufit podwieszany nawiewny i odporność na zanik zasilania.
EOLIOS Ingénierie wykonało dobór instalacji klimatyzacyjnych data center we współpracy z IMOGIS. Przeanalizowano kilka scenariuszy kryzysowych, aby sprawdzić odporność układów klimatyzacji.
Najważniejsze. Projektowa analiza CFD data center w Paryżu (partner IMOGIS). Symulacje wykazują skuteczność zabudowy korytarzy ciepłych i zimnych: bez zabudowy liczne recyrkulacje powodują powszechne przegrzanie sięgające +20 °C względem przyjętych kryteriów ASHRAE. Analiza potwierdza sufit podwieszany nawiewny oraz dodanie regulowanych kratek, a następnie sprawdza salę w warunkach zaniku zasilania elektrycznego.
W ramach projektu data center we współpracy z IMOGIS, EOLIOS wykonało dobór instalacji klimatyzacyjnych. Pierwsze analizy skupiły się na projekcie korytarzy ciepłych i korytarzy zimnych: choć ten typ rozwiązania jest już znany i opanowany, skuteczność takiej zabudowy została ponownie wykazana.
Bez zabudowy wykazano liczne recyrkulacje, powodujące powszechne przegrzanie (do +20 °C względem przyjętych kryteriów projektowych ASHRAE). Równolegle przeanalizowano zasadę nawiewu w korytarzach zimnych.
Fizyczne zamknięcie korytarzy ciepłych albo zimnych, które uniemożliwia mieszanie powietrza wyrzucanego przez serwery z zimnym powietrzem nawiewanym. Usuwa recyrkulacje, obniża temperatury zasysania i poprawia efektywność energetyczną chłodzenia.
Stawką była analiza ryzyka pojawienia się punktów przegrzewania przy różnych krytycznych wariantach zabudowy sali. Analiza wykazała, jak skuteczny jest sufit podwieszany nawiewny, którego układy regulacji dają dużą elastyczność w rozkładzie mocy serwerów w sali. Kilka scenariuszy pozwoliło poznać różne niekorzystne tryby pracy.
Globalne ruchy powietrza zaobserwowano; potrafią one skupiać wyrzuty ciepła układów, szaf i oświetlenia w kilku niekorzystnych punktach. Zjawiska te zoptymalizowano przez dodanie regulowanych kratek w wybranych strefach hali serwerowej.
Sufit techniczny wyposażony w regulowane kratki, przez które zimne powietrze jest nawiewane do sali. Regulacja strefa po strefie daje dużą elastyczność w dopasowaniu rozkładu chłodu do mocy rzeczywiście zainstalowanych.
Do zapamiętania. Zabudowa korytarzy i sufit podwieszany nawiewny z regulowanymi kratkami często wystarczają, aby usunąć recyrkulacje i przyjąć bardzo niejednorodną zabudowę sali bez przewymiarowania produkcji chłodu.
Sufit podwieszany nawiewny zamienia plenum górne w sterowalną powierzchnię nawiewu: zamiast jednolitego strumienia każda strefa otrzymuje zimne powietrze przez regulowane kratki, których stopień otwarcia się dobiera. Ta ziarnistość jest decydująca w sali, w której moce na szafę są niejednorodne i zmieniają się wraz z kolejnymi etapami eksploatacji. CFD służy tu do powiązania, strefa po strefie, strumienia nawiewanego z obciążeniem cieplnym faktycznie oddawanym pod kratką.
Mapowanie obciążeń: przeniesienie mocy serwerów szafa po szafie na rzut sufitu.
Regulacja otwarć: zmiana stopnia otwarcia kratek, aby dopasować strumień do obciążenia miejscowego.
Kontrola ruchów globalnych: wskazanie pętli przepływowych, które skupiają wyrzuty ciepła w kilku punktach.
Opanowany wywiew: sprawdzenie, że ciepłe powietrze trafia do wywiewu bez zwarcia obiegu z korytarzami zimnymi.
Objętość buforowa, tutaj w części górnej, utrzymywana w lekkim nadciśnieniu, z której zimne powietrze jest rozprowadzane do sali przez kratki. Jej ciśnienie i stopień otwarcia kratek wyznaczają strumień dostarczany w każdym punkcie.
Zdolność instalacji do przekierowania dostępnego chłodu do stref, które go potrzebują, bez przewymiarowania całości. Sufit podwieszany z regulowanymi kratkami osiąga to regulacją miejscową, a nie dodawaniem mocy.
Do zapamiętania. Wartość sufitu podwieszanego nawiewnego tkwi w sterowaniu: to dokładna regulacja kratek, potwierdzona w CFD, przyjmuje niejednorodną zabudowę sali bez przewymiarowania produkcji chłodu.
Projektowanie instalacji klimatyzacyjnych data center metodą symulacji wymaga rygorystycznego łańcucha obliczeniowego, w którym każde założenie jest udokumentowane przed wykorzystaniem wyników. Model numeryczny ma wartość tylko wtedy, gdy wiernie odtwarza fizykę sali: konwekcję wymuszoną klimatyzatorów, konwekcję naturalną ciepłych plum, przewodzenie w przegrodach i promieniowanie między powierzchniami. Siłą tego podejścia jest to, że czyni wymiernym, już na etapie projektu, to, co inaczej pozostałoby intuicją inżyniera.
Modelowanie geometryczne: odwzorowanie objętości sali, szaf, klimatyzatorów i sufitu podwieszanego nawiewnego w skali rzeczywistej.
Siatka: podział objętości powietrza na komórki obliczeniowe, zagęszczony przy kratkach, korytarzach i wlotach szaf, gdzie gradienty są największe.
Warunki brzegowe: strumienie i temperatury nawiewu, moce oddawane przez szafy, właściwości przegród i nastawy regulacji.
Model turbulencji: domknięcie uśrednionych równań Naviera-Stokesa, aby odtworzyć rzeczywiste mieszanie powietrza.
Zbieżność i wykorzystanie wyników: sprawdzenie stabilności residuów, a następnie mapy temperatury, prędkości i ciśnienia możliwe do wykorzystania szafa po szafie.
Podział objętości powietrza na komórki elementarne, w których rozwiązywane są równania przepływu i wymiany ciepła. Gęsta siatka lepiej odtwarza gradienty przy kratkach i szafach, kosztem dłuższego czasu obliczeń; cała sztuka polega na zagęszczaniu jej tam, gdzie jest to potrzebne.
Zestaw równań uzupełniających, które przedstawiają wpływ wirów na przepływ średni bez rozwiązywania ich po kolei. Decyduje o poprawności odwzorowania mieszania powietrza w korytarzach i wokół szaf.
Do zapamiętania. Wiarygodność analizy projektowej zależy tak samo od jakości siatki i warunków brzegowych, jak od mocy obliczeniowej: dobrze postawiony model zamienia dobór instalacji klimatyzacyjnych w decyzję mierzalną, a nie w narzucony zapas bezpieczeństwa.
Po zoptymalizowaniu projektu analizy zaniku zasilania z sieci operatora pozwoliły oszacować skrajne temperatury maksymalne oraz czas przekroczenia progów dla serwerów najbardziej niekorzystnych.
Zalecenia dotyczyły zastosowania zasilaczy UPS dla części układów regulacji, aby przyspieszyć ponowny rozruch układów rezerwowych i ograniczyć wzrost temperatury pomieszczenia.
Zasilanie bezprzerwowe, które podtrzymuje energię elektryczną podczas przełączenia na agregaty rezerwowe. Zasilenie układów regulacji przez UPS przyspiesza powrót wentylacji i ogranicza wzrost temperatury przy zaniku zasilania.
Zabudowa korytarzy, sufit podwieszany nawiewny i zanik zasilania: odpowiedzi na pytania projektantów i operatorów przed analizą CFD.
Bez zabudowy pojawiają się liczne recyrkulacje i powodują powszechne przegrzanie, do +20 °C względem kryteriów ASHRAE. Zabudowa usuwa mieszanie strumieni i uwiarygodnia chłodzenie, co pokazuje także nasza analiza wewnętrzna data center DC28.
Jego regulowane kratki dają dużą elastyczność w rozdziale chłodu według mocy serwerów rzeczywiście zainstalowanych, strefa po strefie, i pozwalają przyjąć niejednorodną zabudowę sali.
Analiza symuluje różne krytyczne warianty zabudowy sali, aby zlokalizować skupienia wyrzutów ciepła, a następnie dodaje regulowane kratki w wybranych strefach, aby wyrównać nawiew.
Analizy przerwy w zasilaniu z sieci operatora szacują skrajne temperatury maksymalne i czas przekroczenia progów dla serwerów najbardziej niekorzystnych, aż do ponownego rozruchu układów rezerwowych.
Zasilenie części układów regulacji przez UPS przyspiesza rozruch rezerwy i ogranicza wzrost temperatury pomieszczenia podczas przełączania.
Poznaj nasze specjalizacje, projekty i opracowania techniczne, aby wyjść poza FAQ.
Wizualizacja recyrkulacji w data center i efektu zabudowy korytarzy.
Cyfrowy bliźniakAnaliza data center — data hall i pomieszczenia UPS
OddymianieInżynieria oddymiania w data center
HyperscaleCFD zewnętrzne i wewnętrzne — data center hyperscale
OptymalizacjaOptymalizacja CFD — data center
WewnętrzneData center — DC28 — wewnętrzne
Pomieszczenia technicznePomieszczenia techniczne — data center
ChłodzenieOptymalizacja chłodzenia — data center
ZewnętrzneData center — DC15.1 i DC15.2 — zewnętrzne
ZewnętrzneData center — PA 22 — zewnętrzne
Agregat prądotwórczyAnaliza strat ciśnienia — agregat prądotwórczy — data center
ZewnętrzneData center — Paryż
PożarData center — gaz NOVEC
WewnętrzneData center — DC17 — wewnętrzne
ZewnętrzneData center — D14 — zewnętrzne
ZewnętrzneData center — DC25 i DC26 — zewnętrzne
WewnętrzneData center — DC10 — wewnętrzne
ZewnętrzneDC23 — zewnętrzne
Specjalizacje CFD, zrealizowane projekty i opracowania techniczne: cała dziedzina centrów danych w jednym miejscu.