Simulazione CFD esterna per Data center
EOLIOS si prende cura del vostro centro dati
- Studio dei pennacchi termici
- Validazione della temperatura massima dell'aria all'ingresso dell'apparecchiatura
- Selezione di attrezzature adatte alle condizioni climatiche
- Studio di scenari di guasto critico
- Identificazione dei flussi d'aria di bypass e ricircolo
- Valutazione dell'impatto dei generatori
- Convalida del layout dell'installazione
- Ottimizzare il posizionamento e il controllo dei sistemi di trattamento dell'aria
- Progettazione di soluzioni su misura
I nostri progetti :
Perché eseguire una simulazione CFD esterna di un data center?
Scopo della simulazione numerica
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 crea sfide e problemi significativi nella 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 di funzionamento di un raffreddatore d'aria adiabatico
Influenza del vento e delle condizioni atmosferiche sulle prestazioni dei centri dati
L’impatto dei pennacchi termici all’esterno dell’edificio è difficile da prevedere a causa delle diverse variabili che gli ingegneri progettisti e gli architetti non sono incapace di 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 vi aiuta a studiare l’impatto di questi problemi per garantire un funzionamento ottimale in tutte le circostanze, anche le più estreme.
Modellazione di pennacchi termici soggetti al vento sul tetto di un centro dati
Perché eseguire una simulazione CFD esterna di un data center?
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 della finalizzazione e dell’implementazione del progetto, permette dimitigare i rischi associati agli errori di progettazione, che possono portare a la necessità di grandi cambiamenti e costoso , ritardi di costruzione vedi perdita di capacità di calcolo in caso di guasto critico durante un’ondata di calore.
"Il vostro data center è protetto contro il guasto dei sistemi climatici durante un'ondata di calore? "
Sistemi adatti fino a un certo livello di temperatura
La maggior parte dei documenti relativi alle apparecchiature del produttore fornisce i requisiti minimi di distanza per le apparecchiature di condizionamento dell’aria tipicamente posizionate sul tetto. Sebbene queste informazioni siano fornite a titolo indicativo, si prevede che i progettisti terranno conto di questi parametri nel layout delle macchine.
Le raccomandazioni del produttore per l’installazione delle sue apparecchiature sono generalmente incluse: distanza minima tra i sistemi, temperatura massima di utilizzo, 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 determinare prestazioni indesiderate.
Un modello dettagliato che si adatta a diversi scenari
Creiamo un modello computerizzato dettagliato 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).
Illustrazione dei flussi termici in diversi edifici di data center durante un'ondata di calore e durante un riavvio di emergenza dei sistemi di condizionamento dell'aria.
Studio dell'interazione dei sistemi di climatizzazione su tetto in relazione al 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, causando il ricircolo del 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 sottostante 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
La mutualizzazione dei sistemi, la sovrapposizione di sale server, il continuo aumento di potenza dei rack di server portano a una dissipazione estremamente elevata del calore sul tetto. L’area di dissipazione è limitata dalle dimensioni dell’edificio, il che comporta una concentrazione molto elevata di sistemi di condizionamento sul tetto, con un elevato rischio di perdita di potenza e persino di cascata di sistemi in condizioni meteorologiche estreme.
In climi molto caldi o durante scenari di interruzione dell’alimentazione in loco, i pennacchi di aria surriscaldata generati dai sistemi di raffreddamento possono causare un forte calo della potenza di raffreddamento o persino l’arresto a cascata dei sistemi sul tetto che portano a un guasto generale del sito.
Gli studi CFD di data center esterni consentono di studiare i rischi di perdite di potenza e di ottimizzare la disposizione degli impianti di raffreddamento sul tetto.
Studio dei rilasci di sostanze 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 negliuffici .
A cosa serve la simulazione CFD interna per i data center?
La modellazione CFD per interni viene in genere utilizzata in fase di progettazione per l’analisi del dimensionamento della struttura. 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.
