Studio termico CFD dei locali tecnici di un data center a Meudon (locale UPS, locale STS e locale trasformatori) per prestazioni ottimali e un'affidabilità ineguagliata.
Di fronte alla crescita della domanda, la gestione termica dei locali tecnici è una sfida importante. EOLIOS utilizza la CFD per proporre soluzioni personalizzate che garantiscono prestazioni, efficienza energetica e affidabilità. I locali studiati, un locale UPS, un locale STS e un locale trasformatori, sono situati a Meudon.
L'essenziale. Studio termico CFD di tre locali tecnici di un data center a Meudon (UPS, STS, trasformatori). La simulazione rivela fenomeni di ricircolo che riciclano l'aria calda verso le aspirazioni e provocano punti caldi. Le progettazioni su misura (carenatura integrale, incanalamento degli scarichi, rialzo delle aspirazioni CRAH) sopprimono il ricircolo e abbassano le temperature di 5 °C; uno studio di ridondanza conferma la tenuta con un CRAH in arresto.
Nel mondo dei data center, la gestione termica occupa un posto centrale. Di solito, i corridoi caldi e freddi sono organizzati nelle sale per ottimizzare il raffreddamento dei server e delle apparecchiature. Tuttavia, quando si tratta dei locali tecnici, la situazione è ben diversa: ogni impianto è unico, con i propri vincoli e configurazioni, il che rende le soluzioni di raffreddamento standardizzate spesso inadeguate.
In questo contesto, la competenza in CFD (Computational Fluid Dynamics) gioca un ruolo chiave. In assenza di misure consolidate e di soluzioni preconfezionate, è essenziale ricorrere a strumenti di modellazione avanzati per comprendere e ottimizzare la circolazione dell'aria, la dissipazione del calore e la ripartizione delle temperature. Grazie alla CFD, viene realizzata un'analisi approfondita delle infrastrutture, al fine di individuare le zone calde, ottimizzare i flussi d'aria e progettare soluzioni di raffreddamento adeguate a questi locali tecnici.
Per realizzare il modello 3D di un locale tecnico in vista dello studio CFD, l'approccio si basa sia sui disegni dei locali sia su sopralluoghi. In un primo momento, i disegni architettonici dettagliati del locale hanno permesso di recuperare le dimensioni e la disposizione delle apparecchiature. Successivamente, durante il sopralluogo, sono state realizzate osservazioni più approfondite e misure precise, e sono stati rilevati dettagli specifici come i sistemi di raffreddamento, le griglie di aerazione e gli ostacoli.
Utilizzando software di modellazione 3D, sono stati creati modelli geometrici dei locali, integrando le apparecchiature e gli ostacoli del locale rispettandone la posizione reale. Infine, attribuendo le proprietà fisiche appropriate a ogni elemento del modello (conducibilità termica dei materiali, scarichi calorifici delle macchine, prestazioni dei sistemi di climatizzazione), è stato possibile realizzare gli studi CFD.
Durante le nostre simulazioni sulla configurazione esistente dei locali tecnici, sono state riscontrate temperature eccessivamente elevate a livello delle prese d'aria fresca dei sistemi. Queste temperature elevate sono causate principalmente da fenomeni di ricircolo, in cui l'aria calda viene riciclata invece di essere evacuata efficacemente.
Inoltre, è stata individuata la presenza di punti caldi, zone in cui la dissipazione del calore è insufficiente, il che può comportare rischi di surriscaldamento delle apparecchiature. Una nuova progettazione è quindi necessaria per ottimizzare la circolazione dell'aria, evitare i fenomeni di ricircolo e migliorare la dissipazione termica.
Fenomeno in cui l'aria calda espulsa dalle apparecchiature viene riaspirata invece di essere evacuata. Innalza la temperatura d'ingresso dell'aria, riduce l'efficienza del raffreddamento e favorisce la comparsa di punti caldi.
Sono state proposte nuove progettazioni adeguate a ciascun locale per evitare il fenomeno di ricircolo e ridurre le temperature eccessive:
Incanalamento degli scarichi calorifici per canalizzare ed evacuare meglio il calore.
Carenatura integrale tra parte alta e bassa per compartimentare le masse d'aria calda e fredda.
Rialzo delle aspirazioni CRAH per una migliore captazione dell'aria carica di calorie.
Queste nuove progettazioni sono state sottoposte a simulazioni avanzate in CFD per valutarne l'efficacia. I risultati sono molto incoraggianti: mostrano chiaramente che le nuove progettazioni permettono di evitare il fenomeno di ricircolo e di ridurre le temperature a livello delle prese d'aria fresca dei sistemi. Le temperature hanno potuto essere abbassate di 5 °C, il che contribuisce notevolmente a garantire condizioni di funzionamento ottimali e a ridurre i rischi di surriscaldamento nei locali tecnici del data center.
Da ricordare. Le progettazioni su misura (incanalamento STS, carenatura UPS, rialzo delle aspirazioni CRAH lato trasformatori) sopprimono il ricircolo e abbassano le temperature alle aspirazioni di 5 °C.
È stata condotta un'analisi minuziosa di ridondanza nei locali tecnici per garantire un'affidabilità ineguagliata dei sistemi di raffreddamento. A tal fine, due unità CRAH sono installate in ogni locale, funzionando in parallelo per una ridondanza operativa ottimale. Questo approccio permette di mantenere una capacità di raffreddamento sufficiente anche in caso di guasto di una delle unità.
Unità di trattamento dell'aria di un locale tecnico che riprende l'aria calda, la raffredda e poi la rimanda. Le sue portate e l'altezza delle sue aspirazioni condizionano la captazione delle calorie e l'omogeneità delle temperature.
Al fine di validare l'efficacia di questa ridondanza, sono state realizzate simulazioni dettagliate considerando la disattivazione di un'unità CRAH. I risultati hanno mostrato che, anche con un CRAH in arresto, la temperatura nei locali tecnici resta in un intervallo adeguato, senza alcun rischio di surriscaldamento. Questa dimostrazione mette in evidenza l'efficacia della ridondanza messa in atto.
In EOLIOS, l'importanza capitale della ridondanza negli ambienti critici come i data center è sempre presa in considerazione. La competenza nella simulazione CFD permette di progettare soluzioni di raffreddamento robuste e affidabili, garantendo così una disponibilità continua delle apparecchiature anche in caso di guasto di un'unità.
Principio che consiste nell'installare un'unità di raffreddamento di riserva oltre allo stretto necessario, affinché un guasto o una manutenzione non comprometta il raffreddamento. La CFD verifica la tenuta in temperatura con un'unità in arresto.
Da ricordare. Provare la ridondanza con il calcolo, con un CRAH in arresto, dimostra la disponibilità del raffreddamento prima dell'incidente reale invece di presupporla.
Ricircolo, progettazioni su misura e ridondanza CRAH: le risposte alle domande che si pongono gestori e progettisti prima di uno studio termico CFD.
A differenza delle sale server con corridoi caldi e freddi, ogni locale tecnico è unico e le soluzioni standardizzate vi sono spesso inadeguate. La CFD modella la circolazione dell'aria, la dissipazione e la ripartizione delle temperature per individuare le zone calde e progettare un raffreddamento su misura, come nella nostra ottimizzazione del raffreddamento di un data center.
È il ricircolo dell'aria calda espulsa dalle apparecchiature verso le loro stesse prese d'aria fresca. Innalza le temperature d'ingresso e crea punti caldi; eliminarlo è l'obiettivo primario della riprogettazione.
A partire dai disegni architettonici (dimensioni, disposizione) e da sopralluoghi (misure dei sistemi di raffreddamento, griglie, ostacoli). Ogni elemento riceve le sue proprietà fisiche: conducibilità termica, scarichi calorifici e prestazioni di climatizzazione.
L'incanalamento degli scarichi calorifici (STS), la carenatura integrale (UPS) e il rialzo delle aspirazioni CRAH (trasformatori) sopprimono il ricircolo e abbassano le temperature alle aspirazioni di 5 °C.
Simula l'arresto di una delle due unità CRAH per locale: la temperatura resta in un intervallo adeguato senza rischio di surriscaldamento, il che garantisce la disponibilità continua anche in caso di guasto.
Esplora le nostre competenze, progetti e dossier tecnici per andare oltre la FAQ.
Studio termico CFD dei locali tecnici (UPS, STS, trasformatori): individuazione dei ricircoli e dei punti caldi, progettazioni su misura (carenatura, incanalamento, rialzo CRAH) e validazione della ridondanza.
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