Analiza zjawisk termiczno-przepływowych związanych z wyrzutem ciepła z agregatów prądotwórczych data center we Francji, metodą symulacji CFD.
EOLIOS Ingénierie wniosło swoje doświadczenie techniczne w zrozumienie i odwzorowanie wymiany ciepła i powietrza na zewnątrz data center w Paryżu, w powiązaniu z wydzielaniem ciepła przez Agregaty prądotwórcze, przez wykonanie analiz CFD.
Najważniejsze. Zewnętrzna analiza CFD paryskiego data center z 7 agregatami prądotwórczymi w kontenerach (4 na gruncie, 3 na dachu). Symulacja wiatru ujawnia efekt Venturiego z tyłu budynku, wykorzystany do zwiększenia potencjału przepływowego. Wskazuje także lekki obieg zamknięty: przy przeważającym wietrze północno-wschodnim ciepłe powietrze wyrzucane poniżej jest ponownie zasysane przez chłodnice powietrzne, co jest ryzykiem wymagającym nadzoru, gdy powietrze otoczenia przekracza 40 °C.
Potrzebne są układy chłodzenia odpowiadające zmieniającym się potrzebom IT, ze względu na rosnącą gęstość mocy urządzeń (ponad 10 kW / szafę). Ciepło to odprowadza szereg urządzeń rozmieszczonych w dużym zagęszczeniu na dachu.
Analiza bada plumę wyrzutową szeregu agregatów prądotwórczych. Cel: ustalić, czy wyrzut ciepła z tych urządzeń może zanieczyścić powietrze nawiewane w obiegu zamkniętym. Nasi inżynierowie zasymulowali metodą obliczeń CFD zachowanie termiczno-przepływowe zjawisk zewnętrznych: temperatury przegród promieniujących, ciąg termiczny, ciśnienie wiatru, otwory w obudowie, ukształtowanie terenu i wpływ zabudowy.
Objętość ciepłego powietrza wyrzucona przez źródło (agregat prądotwórczy, chłodnica powietrzna), która unosi się i odkształca pod działaniem wyporu i wiatru. Jej tor decyduje o ryzyku ponownego zassania przez układy sąsiednie.
Zainstalowane agregaty to agregaty w kontenerach, niewymagające żadnych robót budowlanych, o montażu prostszym niż w przypadku konwencjonalnych generatorów. Projekt obejmuje łącznie 7 agregatów prądotwórczych: 4 ustawione przed budynkiem i 3 na dachu.
Pierwsze symulacje przepływów zewnętrznych ujawniły ciekawe zjawiska pozwalające zwiększyć potencjał wiatru. Zwężenie przekroju przepływu wiatru z tyłu budynku tworzy efekt Venturiego, a więc miejscowy wzrost prędkości.
Po tej analizie EOLIOS zaproponowało różne rozwiązania zgodne z wymaganiami architektonicznymi. Wnioski te dały początek pogłębionej pracy z zespołami projektowymi, aby wzmocnić i jak najlepiej wykorzystać ten miejscowy wzrost prędkości.
Przyspieszenie przepływu powietrza przy przejściu przez zwężenie przekroju. Z tyłu budynku miejscowo zwiększa prędkość wiatru, co można wykorzystać do lepszego omywania chłodnic powietrznych.
Przegrzanie to stan, w którym układ nagrzewa się do poziomu, przy którym pracuje mniej skutecznie, a nawet ulega uszkodzeniu. Może je powodować zła wentylacja, nadmierne obciążenie albo niewłaściwa konserwacja.
Tutaj obserwuje się pętlę powietrzną: powietrze jest ogrzewane wyrzutem z agregatów prądotwórczych ustawionych poniżej i, za sprawą przeważającego wiatru północno-wschodniego, jest zasysane przez chłodnice powietrzne, które mają chłodzić urządzenia. Zjawisko to pozostaje minimalne i powoduje lekkie przegrzanie.
Ponowne zassanie przez chłodnice powietrzne części ciepłego powietrza wyrzuconego w pobliżu. Podnosi temperaturę na ssaniu i może pogorszyć chłodzenie; panowanie nad nim decyduje o niezawodności obiektu.
Do zapamiętania. Gdyby powtórzyło się na kilku urządzeniach, ten obieg zamknięty poważnie uszkodziłby obiekt. Warto pamiętać: we Francji przy dużym upale powietrze otoczenia może przekroczyć 40 °C.
Nasi inżynierowie wskazują możliwe komplikacje i wady projektu oraz proponują rozwiązania właściwe, aby zapewnić niezawodną pracę obiektu nawet w warunkach najbardziej skrajnych.
Doświadczenie: zewnętrzna symulacja CFD dla centrów danychPanowanie nad wyrzutami ciepła data center nie kończy się na jego dachu. W skali dzielnicy skumulowane ciepło tych obiektów, dziś rozległych i zagęszczonych, zmienia mikroklimat miejski: podnosi temperaturę powietrza, tworzy plumy konwekcyjne oddziałujące z zabudową, pogarsza komfort i zwiększa zużycie energii na klimatyzację w budynkach sąsiednich.
Tego właśnie dotyczy nasza analiza wpływu centrów danych na miejską wyspę ciepła: przedłużenie symulacji przepływowej obiektu, aby zmierzyć ten wzrost temperatury w skali miasta, dobrać strategię wyrzutu ciepła i wyprzedzić wymagania przepisów związane z zagęszczaniem centrów danych.
Agregaty w kontenerach, efekt Venturiego i obieg zamknięty: odpowiedzi na pytania operatorów i zespołów projektowych.
Zbadanie plumy wyrzutowej szeregu agregatów prądotwórczych i ustalenie, czy ich wyrzut ciepła może zanieczyścić powietrze nawiewane w obiegu zamkniętym, metodą symulacji numerycznej CFD zjawisk zewnętrznych, jak w naszym projekcie siostrzanym data center PA 22.
Siedem agregatów prądotwórczych w kontenerach: cztery ustawione przed budynkiem i trzy na dachu. Agregaty w kontenerach nie wymagają żadnych robót budowlanych i upraszczają montaż w porównaniu z generatorami konwencjonalnymi.
Zwężenie przekroju przepływu wiatru z tyłu budynku tworzy efekt Venturiego, czyli miejscowy wzrost prędkości wiatru. Analiza pozwoliła zaproponować rozwiązania jak najlepiej wykorzystujące ten przyrost prędkości.
Obieg zamknięty pozostaje minimalny i powoduje jedynie lekkie przegrzanie. Gdyby jednak powtórzył się na kilku urządzeniach, poważnie uszkodziłby obiekt, tym bardziej że we Francji powietrze otoczenia może przy dużym upale przekroczyć 40 °C.
To stan, w którym układ nagrzewa się do poziomu, przy którym pracuje mniej skutecznie, a nawet ulega uszkodzeniu. Może wynikać ze złej wentylacji albo z obiegu zamkniętego ciepłego powietrza ponownie zasysanego przez chłodnice powietrzne.
Poznaj nasze specjalizacje, projekty i opracowania techniczne, aby wyjść poza FAQ.
Zewnętrzna analiza termiczno-przepływowa paryskiego data center: modelowanie agregatów w kontenerach, symulacja wiatru (efekt Venturiego) i analiza obiegu zamkniętego ciepła.
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
PożarData center — gaz NOVEC
WewnętrzneData center — DC17 — wewnętrzne
ZewnętrzneData center — D14 — zewnętrzne
ZewnętrzneData center — DC25 i DC26 — zewnętrzne
WewnętrzneData center — DC10 — wewnętrzne
WewnętrzneData center — DC25 — wewnętrzne
ZewnętrzneDC23 — zewnętrzne
Specjalizacje CFD, zrealizowane projekty i opracowania techniczne: cała dziedzina centrów danych w jednym miejscu.