Simulazione CFD esterna per i data center
Hai bisogno del parere di un esperto?
Simulazione CFD esterna per centri dati
EOLIOS è un esperto nella dissipazione del calore per i data center
- Studio dei pennacchi termici
- Convalida della temperatura massima dell'aria all'ingresso dell'apparecchiatura
- Selezione di attrezzature adatte alle condizioni climatiche
- Studio di scenari critici di guasto
- Identificazione dei flussi d'aria di bypass e ricircolo
- Studio sull'impatto dei generatori
- Ottimizzazione dell'energia
- Convalida del layout dell'installazione
- Ottimizzare il posizionamento e il controllo dei sistemi di trattamento dell'aria
- Soluzioni su misura
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.
Perché effettuare una simulazione CFD esterna di un data center?
Un modello dettagliato che si adatta a diversi scenari
Creiamo un modello dettagliato al computer che include gli edifici circostanti, tutti i dispositivi di raffreddamento sui tetti dei data center, tutti gli scarichi, le prese d’aria fresca e i dettagli come parabrezza, griglie e tetti…
Utilizziamo quindi questo modello per studiare la distribuzione del flusso d’aria, della temperatura e del vapore acqueo (umidità relativa) in diversi scenari. Questi scenari variano in base alla modalità operativa (normale, manutenzione, emergenza) e alle condizioni meteorologiche (alta o bassa temperatura, velocità e direzione del vento).
Studio della dissipazione del calore dai tetti dei data center
Nel cortile o sul tetto, i sistemi meccanici di smaltimento del calore, come le torri di raffreddamento e gli essiccatori, condividono lo spazio con i generatori di emergenza. Una disposizione compatta e ad alta densità dei rack di server all’interno dell’edificio si traduce in una disposizione compatta delle apparecchiature esterne. Questo pone delle sfide importanti in termini di gestione dei flussi d’aria all’esterno dell’edificio.
Gli studi CFD esterni vengono utilizzati per completare la valutazione dei rischi, ottimizzare il progetto e ridurre il consumo energetico del data center.
Schema del funzionamento di un raffreddatore d'aria adiabatico
Esempio di identificazione di punti caldi legati al ricircolo termico tra i raffreddatori d'aria
L'influenza del vento e delle condizioni atmosferiche sulle prestazioni dei data center
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 e l’umidità dell’aria, la direzione del vento e altre attività che circondano l’edificio. Tuttavia, questi fenomeni hanno un impatto sulle prestazioni delle apparecchiature esterne.
EOLIOS può aiutarti a studiare l’impatto di questi problemi per garantire un funzionamento ottimale in tutte le circostanze, anche le più estreme.
Studio dei centri dati in condizioni estreme
Convalida del progetto in condizioni estreme
Queste simulazioni forniscono risultati che aiutano i proprietari di data center e i progettisti nel processo decisionale determinando layout e prestazioni convenienti. L’analisi CFD, se effettuata prima che il progetto venga finalizzato e implementato, aiuta amitigare i rischi associati agli errori di progettazione, che possono comportare la necessità di modifiche importanti e costose, ritardi nella costruzione e persino la perdita di capacità di calcolo in caso di guasti critici durante un’ondata di calore.
"Il tuo data center è protetto contro il malfunzionamento dei sistemi climatici durante un'ondata di calore? "
Definire le perdite di potenza in condizioni estreme
Il raggruppamento dei sistemi, la sovrapposizione di sale server e il continuo aumento della potenza dei rack di server portano a una dissipazione estremamente elevata del calore sul tetto. Poiché la superficie di dissipazione è limitata dalle dimensioni dell’edificio, il risultato è un’altissima concentrazione di sistemi di condizionamento dell’aria sul tetto, che comporta un rischio significativo di perdita di potenza e persino di guasti a cascata dei sistemi durante eventi meteorologici estremi.
In caso di temperature molto elevate o di interruzione dell’ energia elettrica nel sito, i pennacchi di aria surriscaldata generati dai sistemi di raffreddamento possono causare un brusco calo della potenza di raffreddamento o addirittura un arresto a cascata dei sistemi sul tetto, con conseguente guasto dell’intero sito.
Gli studi CFD in esterno per i data center ci permettono distudiare i rischi di perdita di potenza e diottimizzare la disposizione dei sistemi di raffreddamento sul tetto.
Sistemi adattati fino a un certo livello di temperatura
La maggior parte delle documentazioni dei produttori indica i requisiti minimi di distanza per le apparecchiature di condizionamento dell’aria tipicamente posizionate sul tetto. Anche se queste informazioni sono fornite solo a titolo indicativo, i progettisti devono tenere conto di questi parametri nella progettazione delle macchine.
Di solito il produttore raccomanda come installare l’apparecchiatura: distanza minima tra i sistemi, temperatura massima di funzionamento, ecc.
Tuttavia, queste linee guida non tengono conto delle condizioni dell’aria ambiente, della velocità del vento o dell’ambiente costruito nelle vicinanze.
La figura seguente mostra come il rispetto delle distanze minime raccomandate dal produttore possa comunque portare a prestazioni indesiderate.
Varie applicazioni della CFD nei data center
Studio dell'interazione dei sistemi di condizionamento dell'aria su tetto in funzione delle condizioni del vento
L’aria calda espulsa attraverso le canne fumarie è composta dai fumi del generatore e dall’aria surriscaldata dalle batterie di scambio termico. Questi flussi d’aria vengono soffiati dal vento all ‘interno dell’edificio, facendo ricircolare il calore attraverso i sistemi di copertura.
A causa di queste condizioni, l’intervallo di temperatura dell’aria ambiente all’ingresso dell’apparecchiatura di condizionamento meccanico può essere al di fuori dell’intervallo di funzionamento raccomandato dal produttore. Questi fenomeni possono portare a una perdita di potenza o addirittura allo spegnimento di alcune apparecchiature.
L’analisi CFD aiuta a capire come diversi sistemi interagiranno tra loro. Il video qui sotto mostra l’impatto dell’aria di scarico (pennacchio termico) dei generatori in relazione alle apparecchiature di condizionamento dell’aria sul tetto.
Studio delle emissioni inquinanti - Nox dai generatori
Allo stesso tempo, è possibile verificare che i fumi di scarico (Nox) dei generatori non vengano assorbiti dalle unità di trattamento dell’aria sul tetto, che inquinerebbero l’aria degli uffici.
Utilizzare la simulazione CFD per l'interno dei data center
La modellazione CFD per interni viene generalmente utilizzata in fase di progettazione per analizzare il dimensionamento degli impianti. La simulazione al computer fornisce informazioni sulla relazione tra il funzionamento dei sistemi di condizionamento dell’aria e le variazioni del carico termico delle apparecchiature informatiche. Grazie a queste informazioni, il personale IT e di sede può ottimizzare l’efficienza del flusso d’aria, eliminare i punti caldi e massimizzare la capacità di raffreddamento.
Simulazione CDF a supporto dello studio delle isole di calore indotte dai data center
I data center sono una delle principali fonti di calore negli ambienti urbani e contribuiscono ad aggravare l’effettoisola di calore. Le loro emissioni termiche possono influenzare le temperature locali, incidere sul comfort esterno e sulla qualità dell’aria. La simulazione CFD viene utilizzata per caratterizzare la dispersione dei pennacchi di calore, tenendo conto della configurazione delle apparecchiature, della morfologia urbana, dei materiali circostanti e delle reali condizioni meteorologiche. Queste analisi incorporano anche la variabilità stagionale e oraria, dimostrando che alcuni contesti, come le ondate di calore o le notti senza vento, sono particolarmente critici. I risultati vengono utilizzati per confrontare diverse strategie di mitigazione, tra cui la collocazione delle apparecchiature, l’aggiunta di dispositivi di guida del flusso, di schermi per le piante o di soluzioni tecniche come i raffreddatori d’aria a velocità variabile. A seconda della configurazione, queste misure possono ridurre l’impatto termico locale. Infine, le simulazioni facilitano l’integrazione dei data center nelle politiche urbane e ambientali, fornendo informazioni oggettive per la pianificazione, la regolamentazione e la consultazione con i residenti locali.
Mappatura delle temperature a 1 m dal suolo prima e dopo la costruzione di un centro dati
Stai progettando o gestendo un data center?
Controllare i flussi d’aria e di calore è essenziale per garantire l’affidabilità della tua infrastruttura, evitare perdite di energia e proteggere i tuoi investimenti in caso di condizioni meteorologiche estreme.
Grazie alla simulazione CFD, i nostri ingegneri possono aiutarti a prevedere i rischi termici, ottimizzare la disposizione delle tue apparecchiature e garantire una continuità di servizio senza compromessi.
> Contatta i nostri ingegneri oggi stesso e discutiamo del tuo progetto per definire insieme la soluzione più adatta alle tue esigenze.
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Ingegneria dei centri dati
Nata in Francia, EOLIOS Ingénierie è la società di consulenza di riferimento per la simulazione termica e aeraulica dei data center in Europa e nel mondo. L’azienda supporta operatori, progettisti e proprietari di progetti in ogni fase della vita di un data center: progettazione, ottimizzazione, ristrutturazione o ampliamento.
Combinando competenze scientifiche all’avanguardia, strumenti di simulazione di ultima generazione e una conoscenza approfondita dell’ecosistema dei data center, EOLIOS Ingénierie è un partner di fiducia per garantire la disponibilità, la sicurezza e le prestazioni energetiche delle infrastrutture IT, anticipando al contempo i problemi di sostenibilità.
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