Zewnętrzna symulacja CFD centrum danych — smugi z chłodnic wentylatorowych

DC23 — zewnętrzne.

Zewnętrzna analiza strumieni termiczno-przepływowych data center i wpływu agregatów prądotwórczych: obraz plumy termicznej i jej oddziaływania na chłodnice powietrzne.

Projekt
Analiza plum termicznych
Rok
2022
Klient
nd.
Lokalizacja
Francja
Typologia
Centra danych
Omów projekt

Zewnętrzna analiza strumieni termiczno-przepływowych data center i wpływu agregatów prądotwórczych

EOLIOS Ingénierie przedstawiło obraz warunków termiczno-przepływowych plumy termicznej data center oraz jego agregatu prądotwórczego na chłodnice powietrzne.

Najważniejsze. Zewnętrzna analiza CFD data center: pluma termiczna rezerwowego agregatu prądotwórczego i jej wpływ na chłodnice powietrzne na dachu. Symulacja, prowadzona na otoczeniu o promieniu 500 m z profilem wiatru typu tunel aerodynamiczny, ujawniła obieg zamknięty (gorące gazy agregatu ponownie zasysane przez chłodnice powietrzne) oraz punkty przegrzewania; zaproponowano rozwiązania usuwające go przed robotami.

Wskazany obieg zamknięty
agregat → chłodnice powietrzne
500 m
zamodelowane otoczenie
Punkty przegrzewania
wady poprawione
Francja · data center 2022 Zewnętrzne CFD Pluma termiczna Obieg zamknięty 500 m

Analiza plum termicznych

Ten projekt postawił kilka wyzwań technicznych na etapie projektowania i budowy. Jednym z nich był wyrzut ciepłego powietrza i spalin pochodzących z urządzeń chłodniczych i z rezerwowych agregatów prądotwórczych. Stosunkowo mała dostępna przestrzeń sprawia, że nie jest oczywiste, iż strumień chłodnego powietrza, powietrze odprowadzane i spaliny centrum danych pozostaną zawsze rozdzielone.

Definicja · pluma termiczna

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.

Przy modelowaniu CFD pionowy profil prędkości wiatru ma więc ogromne znaczenie. Zależy on przede wszystkim od stopnia szorstkości otoczenia, czyli od skłonności budynków, drzew i przeszkód do hamowania wiatru. W całej grubości atmosferycznej warstwy granicznej prędkość wiatru rośnie wraz z oddalaniem się od gruntu. Aby uwzględnić ścinanie wiatru, stosujemy metodykę zbliżoną do fizycznego tunelu aerodynamicznego, ujmując otoczenie miejskie w promieniu 500 m wokół obiektu i przyjmując profil prędkości zależny od obiektu. Pozwala to ocenić wpływ plum termicznych przy różnych układach wiatru.

Plumy termiczne budynków data center
Plumy termiczne budynków data center

Projektowanie metodą symulacji CFD

Wskazanie recyrkulacji cieplnych

Symulacja CFD pozwoliła stwierdzić obecność obieg zamknięty między agregatem prądotwórczym a chłodnicami powietrznymi: gorące gazy wydzielane przez agregat prądotwórczy są ponownie pochłaniane przez chłodnice powietrzne. To utrudnia pracę tych wymienników ciepła, ponieważ zasysane powietrze musi stale mieścić się we właściwym zakresie temperatury. Zaproponowano rozwiązania poprawiające, aby uniemożliwić jakikolwiek obieg zamknięty, a przez to jakiekolwiek zaburzenie pracy.

Definicja · obieg zamknięty (recyrkulacja)

Ponowne zassanie przez chłodnicę powietrzną części ciepłego powietrza wyrzuconego w pobliżu (tutaj gazów agregatu prądotwórczego). Podnosi temperaturę na ssaniu i wyprowadza wymiennik poza jego zakres pracy.

Wskazanie zjawisk obiegu zamkniętego
Wskazanie zjawisk obiegu zamkniętego

Wskazanie punktów przegrzewania

Jaka jest przyczyna punktów przegrzewania na dachach centrów danych?

Symulacje numeryczne dają lepsze zrozumienie zjawisk termiczno-przepływowych. Główną zaletą CFD jest przewidzenie i sprawdzenie wszystkich możliwości, aby opracować trafne rozwiązania techniczne. Dzięki serwerom obliczeniowym, jakimi dysponuje EOLIOS, modele można symulować w całości z dużą dokładnością. Pozwala to analizować jednocześnie wpływ wielu zjawisk na zewnętrzny przebieg termiczno-przepływowy data center, a w szczególności pozwoliło ujawnić wady projektu, które udało się poprawić.

Definicja · punkt przegrzewania

Miejscowa strefa nienormalnie wysokiej temperatury na dachu data center, wywołana złym odprowadzeniem albo ponownym zassaniem ciepłego powietrza. Zagraża zakresowi pracy chłodnic powietrznych.

Do zapamiętania. CFD pozwala analizować, przewidywać, sprawdzać i poprawiać każdy błąd projektu. Metoda szybka i dokładna, która oszczędza czas i koszty, dając wyniki konkretne i wiarygodne.

Mapa temperatury na poziomie chłodnicy powietrznej
Mapa temperatury na poziomie chłodnic powietrznych

Dzięki wnioskom z analizy mogliśmy zaproponować zespołom projektowym rozwiązania właściwe, aby rozwiązać te zagadnienia. Wprowadzenie CFD już w fazie projektu to sięgnięcie po specjalistów, aby upewnić się, że w przyszłości nie pojawi się żaden problem.

Doświadczenie: zewnętrzna symulacja CFD dla centrów danych
FAQ

DC23 — Twoje pytania

Pluma termiczna, obieg zamknięty i punkty przegrzewania: odpowiedzi na pytania operatorów i zespołów projektowych.

Co było przedmiotem analizy DC23?

Analiza, metodą zewnętrznej symulacji CFD, plumy termicznej data center i wpływu wyrzutu z jego agregatu prądotwórczego na chłodnice powietrzne na dachu, jak w naszym projekcie DC25 i DC26.

Czym jest zaobserwowany obieg zamknięty?

To ponowne zassanie przez chłodnice powietrzne gorących gazów wyrzucanych przez sąsiedni agregat prądotwórczy. Zasysane powietrze wychodzi wtedy poza właściwy zakres temperatury, co pogarsza chłodzenie.

Dlaczego modeluje się 500 m wokół obiektu?

Aby odtworzyć ścinanie wiatru i atmosferyczną warstwę graniczną metodą zbliżoną do fizycznego tunelu aerodynamicznego oraz ocenić wpływ plum przy różnych kierunkach wiatru.

Jak rozwiązano ten problem?

CFD ujawniła wady projektu leżące u źródła obiegu zamkniętego i punktów przegrzewania; zespołom zaproponowano rozwiązania poprawiające, aby usunąć je przed robotami.

Po co wprowadzać CFD już na etapie projektu?

Pozwala analizować, przewidywać, sprawdzać i poprawiać błędy przed budową. Metoda szybka i dokładna, która oszczędza czas i koszty, dając wiarygodne wyniki.

Zobacz inne projekty

Nasze pozostałe projekty data center.

Wszystkie projekty
Poznaj dziedzinę

Centra danych: zwiedzaj dalej.

Specjalizacje CFD, zrealizowane projekty i opracowania techniczne: cała dziedzina centrów danych w jednym miejscu.

CFDInżynierowie eksperci
20+Kraje działalności
B+RBadania i innowacje