Studio del centro dati – Sala dati e locali UPS
Studio del centro dati - Sala dati e locali UPS
Anno
2025
Cliente
NC
Posizione
Italia
Tipologia
Centro dati
Hai bisogno del parere di un esperto?
La missione svolta da EOLIOS ingénierie: simulazione CFD e competenza in materia di raffreddamento
Gli ingegneri di Eolios sono esperti nella dissipazione del calore per i data center
Gli ingegneri diEolios sono esperti nella dissipazione del calore per i data center.
L’esperienza di EOLIOS nella simulazione CFD(Computational Fluid Dynamics) e nell’ottimizzazione dei sistemi di raffreddamento ha avuto un ruolo cruciale nel risolvere la sfida termo-aerodinamica esterna dei data center PAR5 e PAR6.
La nostra esperienza ci ha permesso di anticipare i fenomeni di looping termico sui tetti e di convalidare l’impatto dei gruppi elettrogeni, garantendo prestazioni ottimali e una gestione termica efficiente e sostenibile per queste infrastrutture complesse.
EOLIOS è leader nella simulazione CFD esterna per i Data Center. I nostri studi si basano sul feedback di campagne di misurazione in condizioni reali e su un centinaio di siti simulati in tutto il mondo.
I data center PAR5 e PAR6: una rivoluzione nell'hosting e nella gestione dei dati
L'obiettivo dei data center: ottimizzazione termica e resilienza
L’impatto dei pennacchi termici all’esterno dell’edificio è difficile da prevedere a causa delle diverse variabili che i progettisti e gli architetti non possono controllare. Queste variabili includono la velocità del vento, la temperatura dell’aria, la direzione del vento (analizzata tramite la rosa dei venti locale) e la topologia delle strutture circostanti.
Tuttavia, questi fenomeni di ricircolo (o looping termico) hanno un impatto diretto sulle prestazioni delle apparecchiature di raffreddamento su tetto.
EOLIOS ti aiuterà a studiare l’impatto di questi problemi aeraulici per garantire un funzionamento ottimale in tutte le circostanze, anche le più estreme(scenari di vento avverso o guasti).
Proprietà chiave di PAR5 e PAR6: alta densità, resilienza ed efficienza energetica
In questo sito, ciò include l’uso di grandi schiere diraffreddatori ad aria e un’ingegneria idraulica ottimizzata(serbatoi tampone) per garantire unarimozione sostenibile del calore e ottimizzare i costi operativi. La flessibilità e la sicurezza sono al centro del design dei PAR5 e PAR6.
In questo sito, ciò include l’uso di grandi schiere diraffreddatori ad aria e un’ingegneria idraulica ottimizzata(serbatoi tampone) per garantire unarimozione sostenibile del calore e ottimizzare i costi operativi. La flessibilità e la sicurezza sono al centro del design dei PAR5 e PAR6.
Questi data center sono progettati con un’infrastruttura ridondante(modalità N+1 e N) per mantenere il raffreddamento in caso diimprevisti. Questa struttura altamente sicura non solo semplifica la manutenzione, ma garantisce anche un funzionamento continuo, anche in caso di interruzione di corrente(blackout), grazie all’attivazione dei generatori di emergenza e degli impianti UPS.
L‘anticipazione digitale gioca un ruolo fondamentale nell’efficienza operativa di questi data center. Il gemello digitale ultra dettagliato modella i flussi e gestisce virtualmente le operazioni critiche, riducendo il rischio di malfunzionamenti termici legati all’ambiente esterno. Questa modellazione include l’analisi delle ciminiere di scarico, la dispersione dei fumi e l’impatto degli edifici.
In breve, grazie alla loro grande capacità, all’efficiente raffreddamento sul tetto, alla ridondanza elettrica e all’ampio uso della simulazione CFD, i data center PAR5 e PAR6 offrono soluzioni estremamente robuste. Impedendo il surriscaldamento localizzato, queste strutture diventano essenziali per le aziende che vogliono supportare servizi digitali globali continui e affidabili.
La sfida degli studi CFD sull'ottimizzazione dei centri dati PAR 5&6
Uno studio CFD(Computational Fluid Dynamics) è fondamentale per i data center PAR5 e PAR6 al fine di ottimizzare l’aeraulica esterna e il raffreddamento, riducendo al minimo il rischio di ricircolo dell’aria calda e massimizzando l’efficienza termica.
- Raffreddamento: Le simulazioni CFD vengono utilizzate per modellare i flussi termici e i flussi d’aria esterni intorno al data center. Questo aiuta a convalidare l’ubicazione dei sistemi sul tetto, la disposizione dei camini di scarico e dei raffreddatori d’aria per garantire un raffreddamento efficiente ed evitare il looping termico.
- Consumo energetico: analizzando i venti e la dispersione termica esterna, gli studi CFD possono identificare i punti da tenere sotto controllo per preservare l’efficienza energetica. Ciò include l’analisi della dissipazione del calore di fronte agli ostacoli dell’edificio e la prevenzione del surriscaldamento localizzato sui tetti.
- Gestione della resilienza: i modelli CFD aiutano a convalidare il comportamento degli impianti durante le fasi critiche, come l’ottimizzazione dei serbatoi tampone e l’analisi dei transitori durante un blackout, facilitando così la continuità del servizio delle risorse di raffreddamento.
- Sicurezza e back-up: la CFD viene utilizzata per simulare la modalità degradata in caso di guasto alla rete elettrica, verificando la robustezza dei sistemi di back-up(modalità N+1 e N). In particolare, viene verificata la corretta dispersione dei fumi dai generatori.
Integrando queste analisi CFD in fase di progettazione, i data center PAR5 e PAR6 possono migliorare la loro efficienza operativa, anticipare l’impatto dell’ambiente meteorologico diretto e migliorare la loro sicurezza, affidandosi a un preciso gemello digitale per consolidare le decisioni di pianificazione.
Noi di EOLIOS Ingénierie abbiamo compreso appieno l’importanza di queste simulazioni esterne per garantire sistemi di raffreddamento massicci. Grazie alla nostra esperienza in CFD, possiamo convalidare il funzionamento complessivo del sito, riducendo i rischi a lungo termine e contribuendo alla sostenibilità dei data center.
Studio interno: la CFD aiuta a ridurre il rischio di surriscaldamento
La CFD, una risorsa per l'efficienza energetica dei data hall
L‘ottimizzazione dei data hall nei data center è essenziale e la simulazione digitale CFD(Computational Fluid Dynamics) svolge un ruolo fondamentale in questo senso. Modellando i flussi d’aria, la distribuzione della temperatura e l’interazione tra le apparecchiature, la CFD permette di progettare sistemi di raffreddamento più efficienti. Identifica i punti caldi, migliora la circolazione dell’aria e riduce i costi energetici regolando la climatizzazione e ladisposizione dei rack. L’uso strategico della CFD non solo garantisce migliori prestazioni operative e una maggiore affidabilità delle apparecchiature, ma aiuta anche a ridurre l’impronta di carbonio dei data center, in linea con i crescenti requisiti ambientali.
Composizione e funzionamento di una sala dati: rack, sistemi di raffreddamento e distribuzione dell'energia.
Una sala dati è un’area dedicata adospitare le apparecchiature informatiche essenziali per l’elaborazione e l’archiviazione dei dati. È costituita principalmente da rack contenenti server, unità di archiviazione e switch di rete.
Per ottimizzare il raffreddamento, i rack sono spesso disposti in corridoi caldi e freddi, separando l’aria calda espulsa dall ‘aria fredda utilizzata per raffreddare le apparecchiature.
I sistemi di raffreddamento includono condizionatori di precisione o refrigeratori d’acqua, progettati per mantenere temperature stabili nonostante il calore generato dai server.
La distribuzione elettrica si basa su sistemi ridondanti, supportati da UPS (gruppi di continuità) e generatori di riserva, che garantiscono un’alimentazione ininterrotta in caso di interruzione.
Infine, i sensori intelligenti monitorano costantemente la temperatura, l’umidità e le prestazioni delle apparecchiature, consentendo agli amministratori di anticipare le anomalie e mantenere un funzionamento ottimale.
Ottimizzazione termica interna dei data center: sfide e soluzioni di EOLIOS Ingénierie
In questo studio è stato individuato un problema di surriscaldamento nella parte sinistra della sala dati, un’area cruciale per il buon funzionamento del data center. Il surriscaldamento si verifica quando due sistemi di raffreddamento si guastano contemporaneamente e i rack interessati possono raggiungere i 35°C, ben al di sopra del limite massimo di 28°C. Queste condizioni compromettono le prestazioni e l’affidabilità delle apparecchiature, aumentando il rischio di guasti che possonoinfluire sull’integrità dei dati e sulla continuità del servizio.
La configurazione della stanza e l’installazione di griglie anti-intrusione accentuano il problema creando una distribuzione non uniforme della pressione. La sovrappressione si accumula nei corridoi caldi sul lato sinistro, impedendo un’efficiente evacuazione dell’aria calda e causando un fenomeno di ricircolo, in cui l’aria calda ritorna nel sistema, accelerando l’aumento della temperatura.
Anche la distribuzione disomogenea dei rack contribuisce al problema, poiché i sistemi di raffreddamento guasti devonogestire il carico termico di un’isola remota di rack, rendendo questo settore particolarmente vulnerabile.
Per risolvere questa complessa sfida, gli ingegneri di EOLIOS hanno ideato diverse soluzioni innovative. Attraverso un dialogo approfondito con il cliente, hanno valutato le opzioni e selezionato la strategia più efficace. La soluzione scelta è stata implementata in collaborazione con tutte le parti interessate, garantendo una risposta sostenibile e ottimizzata alle sfide identificate nella sala dati.
Studio esterno: CFD per ridurre il rischio di surriscaldamento
Ottimizzare i sistemi di raffreddamento: aumentare l'efficienza e la sostenibilità dei data center
L‘ottimizzazione dei sistemi di raffreddamento, come i refrigeratori e i generatori, è essenziale per garantire le prestazioni e l’affidabilità dei data center. Con alte densità di server, che possono superare i 10 kW per rack, la gestione termica diventa una sfida importante. Un surriscaldamento incontrollato può causare guasti all’hardware, ridurre la disponibilità del servizio e accelerare l’usura delle apparecchiature.
L‘ottimizzazione termica non comporta solo il mantenimento di una temperatura stabile, ma aiuta anche a ridurre i costi energetici, che rappresentano una parte significativa delle spese operative. Riducendo al minimo il consumo di energia, questa ottimizzazione contribuisce anche a ridurre l’impronta di carbonio delle strutture, in linea con i requisiti di sostenibilità ambientale. Le simulazioni numeriche forniscono una visione dettagliata delle temperature e dei flussi di calore per diversi scenari operativi.
Modellazione 3D e gestione termica dei data center
La modellazione 3D precisa delle infrastrutture, come il tetto di un data center iperspecializzato dotato di cofani di ventilazione, consente di visualizzare tutti i sistemi critici e la loro interazione. La struttura modellata comprende i moduli di copertura, le reti di ventilazione, le passerelle di accesso e la disposizione ottimizzata delle unità di raffreddamento.
Questi modelli costituiscono la base per le simulazioni CFD, essenziali per analizzare e ottimizzare le prestazioni termiche.
Funzionamento dei sistemi critici: refrigeratori d'aria e generatori
I raffreddatori ad aria svolgono un ruolo centrale nella dissipazione del calore generato dai server. Gli scambiatori di calore ARIA-ACQUA utilizzano l’aria esterna per estrarre il calore dai sistemi di raffreddamento e assicurare un flusso costante di aria fresca, garantendo la stabilità termica degli impianti e riducendo al contempo i costi energetici associati alla climatizzazione.
La loro posizione sul tetto e il loro dimensionamento devono essere studiati attentamente per evitare qualsiasi ricircolo di aria calda, che potrebbe degradare le prestazioni termiche. Le simulazioni CFD possono quindi essere utilizzate per verificare che i raffreddatori d’aria funzionino in modo ottimale a prescindere dalle condizioni esterne e dalle configurazioni del vento.
I generatori forniscono energia di riserva in caso di guasto alla rete principale. Grazie alla loro accensione automatica, si fanno carico del carico elettrico delle apparecchiature e dei sistemi di raffreddamento, garantendo la continuità dei servizi e la protezione dei dati. Il loro funzionamento coordinato con i sistemi UPS garantisce un’alimentazione stabile e un’elevata disponibilità per il data center.
Creazione del gemello digitale e accuratezza delle simulazioni
Per ogni progetto, EOLIOS Ingénierie sviluppa un modello 3D dettagliato che incorpora tutti i sistemi che influenzano il flusso d’aria, come i raffreddatori d’aria e i generatori. Le planimetrie del sito, i modelli 3D e le schede tecniche delle apparecchiature vengono utilizzati per determinare le caratteristiche essenziali come la portata d’aria e la potenza dissipata.
Questo gemello digitale permette di analizzare con precisione il funzionamento dei sistemi di raffreddamento e di identificare le aree potenzialmente migliorabili. Grazie alla loro esperienza in materia di mesh e convergenza, gli ingegneri di EOLIOS garantiscono simulazioni CFD affidabili e robuste.
Una maglia fine e strutturata cattura con precisione le variazioni del flusso d’aria e della temperatura, garantendo risultati stabili e rappresentativi delle condizioni reali, essenziali per ottimizzare il raffreddamento dei data center.
Analisi CFD e integrazione delle condizioni meteorologiche
Per simulare condizioni realistiche, nelle simulazioni è stata inserita un’analisi meteorologica basata sulle registrazioni della stazione più vicina. La temperatura esterna, la velocità e ladirezione del vento sono variabili critiche che influenzano il comportamento termico degli impianti.
Gli scenari studiati comprendevano diverse direzioni principali del vento e l’impatto sui generatori. Sono stati confrontati due modelli di estrazione:
- Scarico a livello del gruppo elettrogeno.
Scarico tramite un camino di 3 metri per limitare la circolazione dell’aria calda e migliorare l’efficienza di raffreddamento.
Questo approccio permette di progettare soluzioni su misura per le condizioni specifiche del sito, garantendo le prestazioni, la sicurezza e la sostenibilità dei data center.
Risultati degli studi CFD: convalida e raccomandazioni per ottimizzare l'aeraulica esterna dei data center PAR5 e PAR6
Studio dei venti prevalenti: strategia per controllare il looping tra i raffreddatori d'aria
L’analisi meteorologica integrata con il modello numerico ha permesso di studiare la dispersione termica in base alle varie direzioni del vento. Lo studio si basa su una rosa dei venti annuale per identificare le configurazioni più rappresentative e vincolanti. I risultati di queste simulazioni mostrano che la dispersione termicaè soddisfacente nella maggior parte delle situazioni studiate, permettendo ai sistemi di funzionare in condizioni adeguate.
Tuttavia, l’analisi ha evidenziato aree localizzate in cui possono verificarsi looping termici. Queste situazioni sono principalmente legate all’alta densità di apparecchiature tecniche sul tetto. In determinate configurazioni, il vento favorisce il ritorno dell’aria calda alle prese d’aria dei sistemi di raffreddamento. L’aria calda respinta viene risucchiata, creando un aumento della temperatura locale. Il vento gioca un ruolo decisivo nel modo in cui questi pennacchi termici si sviluppano e si spostano all’interno dell’edificio.
Sebbene questi aumenti di temperatura siano limitati e localizzati e non abbiano un impatto critico sul funzionamento generale del sito, sono punti importanti da considerare in termini di ottimizzazione.
Analisi della modalità declassata: impatto controllato dei generatori
Lostudio ha analizzato anche l’impatto dei gruppi elettrogeni, dei camini di scarico e degli impianti elettrici associati durante gli scenari critici. È fondamentale verificare la robustezza degli impianti in modalità degradata (N+1 e N), in particolare durante un Blackout o un’analisi transitoria Ride-Through.
A differenza dei siti che richiedono modifiche fisiche importanti, le simulazioni 3D di PAR5 e PAR6 mostranoche i pennacchi termici dei generatori non disturbano in modo significativo il funzionamento dei sistemi di raffreddamento sul tetto. Ladisposizione delle ciminiere e il design complessivo consentono di evacuare in modo efficiente i flussi caldi.
I risultati confermano che non c’è una contaminazione significativa dell’aria aspirata dalle apparecchiature sensibili. Questa analisi convalida la coerenza generale delle scelte di ubicazione di questi impianti critici.
Analisi della capacità di raffreddamento disponibile e raccomandazioni operative
Nei moderni data center, i sistemi di raffreddamento svolgono un ruolo centrale e l’aria aspirata deve rimanere sufficientemente fredda per garantirne l’efficienza. Per ottimizzare le prestazioni complessive, lostudio termo-aerodinamico esterno ha preso in considerazione anche l’ingegneria idraulica, in particolare l’ottimizzazione dei serbatoi tampone e dei fenomeni di stratificazione.
L’analisi conferma che il comportamento termico generale del sito è sotto controllo. Tuttavia, a causa dei fenomeni di ricircolo individuati sul tetto, gli ingegneri di EOLIOS raccomandano di prestare particolare attenzione a determinate configurazioni di vento. Questo approccio garantisce che le condizioni operative rimangano ottimali in ogni circostanza.
Grazie alla mappatura dei punti caldi e al Cloud Viewer, il progetto beneficia di un approccio preventivo. L’integrazione della CFD rende il progetto più sicuro e garantisce l’affidabilità, le prestazioni e la durata degli impianti.
L'esperienza di EOLIOS Ingénierie nel risolvere le sfide termo-aerodinamiche esterne dei data center PAR5 e PAR6
Raccomandazioni strategiche personalizzate in base alla densità del progetto
Avvalendosi della sua esperienza nella simulazione numerica e, più in particolare, nell’aeraulica esterna dei data center, EOLIOS è stata in grado di convalidare le scelte progettuali e proporre raccomandazioni adatte al progetto PAR5 e PAR6 per monitorare i fenomeni di looping termico sul tetto. Invece di imporre costose modifiche strutturali, lostudio ha confermato la pertinenza e la coerenza complessiva dellayout attuale, anche per quanto riguarda i generatori.
L‘analisi delle diverse configurazioni del vento ci ha permesso di individuare le condizioni specifiche che favoriscono l’attrazione dell’aria calda verso le prese d’aria. Le soluzioni adottate sono orientate a una maggiore vigilanza durante questi scenari meteorologici, rigorosamente simulati nel modello 3D. Queste osservazioni hanno confermato che gli aumenti di temperatura rimangono limitati e localizzati e non hanno un impatto critico sul funzionamento del sistema.
L’analisi dettagliata della dispersione di calore e dei regimi degradati (come gli scarichi dei generatori) ha permesso anche di quantificare con precisione le interazioni esterne, fornendo una chiara valutazionedel fatto che i pennacchi non disturbano l’efficienza dei sistemi di raffreddamento sui tetti.
Grazie a questo studio, EOLIOS è stata in grado di garantire la progettazione di sistemi di ventilazione per tetti fin dalla fase di progettazione. Questa ottimizzazione anticipata ridurrà il rischio di malfunzionamenti termici e perdite di prestazioni dovute a condizioni esterne sfavorevoli.
Inoltre, la convalida del funzionamento complessivo del sito garantisce la durata degli impianti e la sostenibilità della dissipazione del calore. L‘uso continuo del Digital Twin, in particolare attraverso il Cloud Viewer, consentirà airesponsabili delle decisioni di essere supportati per tutto il ciclo di vita del sito.
Scopri di più su questo argomento:
Video riassuntivo dello studio
Sintesi dello studio
Lo studio condotto da EOLIOS ingénierie si concentra sull’ottimizzazione termica dei data center hyperscale, utilizzando simulazioni CFD (Computational Fluid Dynamics). Questo approccio permette di migliorare la circolazione dell’aria e l’efficienza dei sistemi di raffreddamento, riducendo così il consumo energetico e l’impronta di carbonio. I data center su larga scala, utilizzati da giganti della tecnologia come Amazon e Google, richiedono soluzioni modulari, automatizzate e sostenibili. EOLIOS ha individuato problemi come il surriscaldamento e il looping e ha proposto soluzioni come l’installazione di cofani per mitigare questi fenomeni. L’integrazione di gemelli digitali per simulazioni accurate ha permesso di prevedere miglioramenti significativi. Lavorando a stretto contatto con i clienti, EOLIOS ha ottimizzato la configurazione dei sistemi di raffreddamento, aumentandone l’efficienza e riducendo i costi energetici. Questo studio dimostra l’impatto cruciale delle simulazioni CFD sulle prestazioni e sulla sostenibilità dei moderni data center.
Video riassuntivo della missione
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