Simulazione CFD esterna per centri dati
EOLIOS si prende cura del tuo Data Centre
- 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
- Convalida del layout dell'installazione
- Ottimizzare il posizionamento e il controllo dei sistemi di trattamento dell'aria
- Soluzioni su misura
I nostri progetti di Data Centre:
Perché effettuare una simulazione CFD esterna di un data center?
Studio della dissipazione del calore dai tetti
Sia nel cortile che 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.
Un layout compatto e ad alta densità per i rack dei server all’interno dell’edificio significa un layout compatto per le apparecchiature esterne.
Questo crea sfide significative e problemi di gestione del flusso 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
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 posizionate all’esterno.
EOLIOS ti aiuterà a studiare l’impatto di questi problemi per garantire un funzionamento ottimale in tutte le circostanze, anche le più estreme.
Modellazione di pennacchi termici guidati dal vento sul tetto di un data center
Perché effettuare una simulazione CFD esterna di un data center?
Convalida del progetto in condizioni estreme
Queste simulazioni forniscono risultati che aiutano i proprietari e i progettisti di data center nel processo decisionale, determinando layout e prestazioni convenienti.
L‘analisi CFD, se effettuata prima della finalizzazione e dell’implementazione del progetto, aiuta amitigare i rischi associati agli errori di progettazione, che possono portare a costose ed estese modifiche, a ritardi nella costruzione o addirittura alla 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? "
Sistemi adattati fino a un certo livello di temperatura
La maggior parte dei documenti relativi alle apparecchiature dei produttori fornisce i requisiti minimi di spazio libero per le apparecchiature di condizionamento dell’aria, che di solito sono posizionate sul tetto.
Sebbene queste informazioni siano fornite a titolo indicativo, si prevede che i progettisti tengano conto di questi parametri al momento della progettazione delle macchine.
Di solito il produttore consiglia come installare l’apparecchiatura: distanza minima tra i sistemi, temperatura massima di esercizio, 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.
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 poi 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 (temperatura alta o bassa, velocità e direzione del vento).
Illustrazione di pennacchi termici in diversi edifici di data center, durante un'ondata di calore e durante un riavvio di emergenza di sistemi di tipo generatore.
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 serpentine di scambio termico.
Questi flussi d’aria vengono soffiati nuovamente all’interno dell’edificio dal vento, 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 operativo raccomandato dal produttore.
Questi fenomeni possono portare a una perdita di potenza o addirittura allo spegnimento di alcune apparecchiature.
L’analisi CFD ci permette di 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.
Definire le perdite di potenza in condizioni estreme
Il raggruppamento dei sistemi, la sovrapposizione di sale server e il continuo aumento di 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 sul tetto, che comporta un rischio significativo di perdita di potenza e persino di guasti a cascata dei sistemi in caso di condizioni meteorologiche estreme.
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 provocare un brusco calo della potenza di raffreddamento o addirittura un arresto a cascata dei sistemi sul tetto, causando un guasto in tutto il sito.
Gli studi CFD in esterno per i data center ci permettono di studiare i rischi di perdita di potenza e di ottimizzare la disposizione dei sistemi di raffreddamento 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 porterebbero all’inquinamento dell’aria negli uffici.
A cosa serve la simulazione CFD interna per i 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 e le variazioni del carico termico delle apparecchiature IT.
Grazie a queste informazioni, il personale informatico e di cantiere può ottimizzare l’efficienza del flusso d’aria, eliminare i punti caldi e massimizzare la capacità di raffreddamento.
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