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Rechenzentrum – GAS NOVEC.

Untersuchung der Überhitzungsrisiken am Servereingang und Modellierung der Ausbreitung des Gases 3M™ NOVEC™ 1230 im Brandfall, für den Data Hall des SAMU 95.

Projekt
Rechenzentrum – GAS NOVEC
Jahr
2022
Kunde
CHU Pontoise
Standort
Frankreich
Typologie
Entrauchung · Brand
Ein Projekt besprechen

Untersuchung der Überhitzungsrisiken am Servereingang

Für ein bestehendes Rechenzentrum bestanden die Ziele nach einem Audit darin, die Überhitzungsrisiken am Servereingang zu untersuchen, die globale Aeraulik des Raums zu überprüfen und dann die Ausbreitung des Gases 3M™ NOVEC™ 1230 im Brandfall zu modellieren.

Das Wesentliche. Klima- und Brandrisikostudie des Datensaals des SAMU 95 (CHU Pontoise), durchgeführt an einem digitalen Zwilling von rund 10 Millionen Zellen. Unter Standardbedingungen bleibt die Serveransaugtemperatur um 25 °C beherrscht. Im Brandfall erreicht die Dispersion des Gases 3M™ NOVEC™ 1230 über die Düsen im Doppelboden und in der Zwischendecke eine Konzentration über 5 % in allen Risikobereichen, konform mit den Empfehlungen.

~10 M
Zellen des digitalen Zwillings
~25 °C
an der Serveransaugung
> 5 %
erreichte NOVEC-Konzentration
CHU Pontoise · SAMU 95 3M™ NOVEC™ 1230 Düsen Doppelboden & Zwischendecke ~10 M Zellen Klima & Brand

Hauptziele des Auftrags

Die größte Herausforderung bei der Auslegung eines Rechenzentrums ist die ununterbrochene Kontinuität der Dienste. Ausfälle, Wartung und Brände können auftreten, doch die IT-Geräte müssen weiterhin funktionieren, ohne beschädigt zu werden. In diesem Rahmen brachte EOLIOS seine Expertise ein, um eine Klimarisikostudie und eine Brandrisikostudie im Data Hall des SAMU 95 durchzuführen.

Die Ziele: die Eingangstemperaturen der Server visualisieren, die globale Aeraulik des Raums überprüfen und dann die Ausbreitung des Gases 3M™ Novec™ 1230 im Brandfall modellieren.

Erstellung eines digitalen Zwillings des Rechenzentrums

Für diese Studie wurde das gesamte Rechenzentrum mit einer 3D-Software nachgebildet. Alle HLK-Systeme werden in der Modellierung berücksichtigt, ebenso die Wärmeeinträge durch die Wände.

Die genaue Anordnung der Server wird implementiert: Sie berücksichtigt den Volumenstrom jedes Servers sowie seine Leistung. Je präziser der digitale Zwilling, desto näher liegen die Ergebnisse an der Realität. Das verwendete Netz enthält etwa 10 Millionen Elemente und ist in den Zonen mit starkem Gradienten verfeinert.

Digitaler Zwilling des Rechenzentrums
Digitaler Zwilling des Rechenzentrums

Wichtigste Ergebnisse — Klimarisiko

Im Rahmen der Klimarisikostudie zeigt die Leistungsbilanz des Umluftkühlers keine Überlast. Allerdings erzeugt das Fehlen von Blindplatten in den Racks, an den Stellen leerer Server, eine Luftrezirkulation.

Unter Standardbedingungen ist der Temperaturanstieg gut beherrscht: Die Temperatur beträgt etwa 25 °C an der Ansaugung der Server. Trotz des Vorhandenseins von Bypässen werden die klimatischen Bedingungen eingehalten — die Umluftkühler sind bei der Temperaturkontrolle wirksam, auch unter warmen Bedingungen. Die Auslegung wird als den Erwartungen entsprechend beurteilt.

Zu beachten. das Hinzufügen von Blindplatten an den leeren Stellen der Racks würde die parasitären Rezirkulationen beseitigen und die thermische Beherrschung weiter zuverlässiger machen.

Definition · Blindmodul

Blindabdeckung, die an den leeren Serverpositionen eines Racks angebracht wird. Sie verhindert, dass warme Luft die Geräte umgeht (Bypass), und beseitigt die parasitären Rezirkulationen zwischen Warm- und Kaltgang.

Identifizierung der Hotspots und Rezirkulationen
Identifizierung der Hotspots und Luftrezirkulationen
Thermische Strömungsröhren
Thermische Strömungsröhren unterschiedlicher Wärmeintensität

Untersuchung der Brandrisiken

Im Rahmen der Brandrisikostudie werden alle Eigenschaften des Gases in die Simulation implementiert. Die Positionierung der 3 Düsen im Doppelboden ermöglicht es, im Brandfall in dieser Zone schnell jedes Risiko zu verhüten und zugleich eine Verbreitung durch den Boden bis zum Niveau des Data Halls sicherzustellen. Dasselbe gilt für die Düsen in der abgehängten Decke.

Die Ergebnisse zeigen, dass die Ausbreitung des Gases den Erwartungen entspricht: Das System schafft es, ausreichend Gas zu verteilen, damit die Gesamtheit der IT-Geräte und der Risikozonen eine Konzentration über 5 % in der Umgebungsluft erreicht. Für diese Konfiguration ist das System also konform mit den Empfehlungen.

Definition · 3M™ NOVEC™ 1230

Gasförmiges Löschmittel, das Feuer ohne Wasser und ohne Rückstände und ohne Schaden für elektronische Geräte löscht. Seine Wirksamkeit setzt voraus, dass rasch eine ausreichende Konzentration im geschützten Volumen erreicht und gehalten wird.

Die Vorteile der CFD für Rechenzentren

Die numerische Simulation eröffnet neue Perspektiven: Sie ermöglicht es, eine große Anzahl von Szenarien vorherzusagen und somit alle mit einer schlechten Auslegung verbundenen Unwägbarkeiten zu beherrschen. Für das Klimarisiko berücksichtigt die multiphysikalische Modellierung die Gesamtheit der Phänomene, die Rückführungen oder Hotspots verursachen. Für das Brandrisiko bildet die CFD die räumliche und zeitliche Entwicklung der Gasverbreitung ab.

Know-how: die Brandsimulation der Rechenzentren
CFD-Audit des Rechenzentrums — thermische Abluftfahnen
CFD-Audit des Rechenzentrums — thermische Abluftfahnen
FAQ

Rechenzentrum NOVEC-Gas — Ihre Fragen

Klimarisiko, digitaler Zwilling und Verteilung des Löschgases: die Antworten auf die Fragen, die sich Betreiber und Planer von Rechenzentren stellen.

Warum die NOVEC-Gasverteilung mit CFD simulieren?

Weil sie die räumliche und zeitliche Entwicklung der Gasdiffusion abbildet und prüft, dass überall, auch in den Risikobereichen, eine ausreichende Löschkonzentration erreicht wird, vor der Inbetriebnahme, wie bei unserer Entrauchungstechnik in einem Rechenzentrum.

Was ist das Gas 3M™ NOVEC™ 1230?

Ein gasförmiges Löschmittel, das Feuer ohne Wasser und ohne Rückstände und ohne Schaden für elektronische Geräte löscht. Seine Wirksamkeit setzt voraus, dass rasch eine ausreichende Konzentration im geschützten Volumen erreicht und gehalten wird.

Welches Netz für diesen digitalen Zwilling?

Rund 10 Millionen Elemente, verfeinert in den Bereichen mit starkem Gradienten. Je getreuer der digitale Zwilling die Anordnung, die Volumenströme und die Leistungen der Server abbildet, desto näher liegen die Ergebnisse an der Realität.

Warum Blindmodule hinzufügen?

An den leeren Serverpositionen erzeugt das Fehlen von Blindmodulen eine Luftrezirkulation. Ihr Einbau beseitigt diese Bypässe und macht die Beherrschung der Ansaugtemperatur, die um 25 °C gemessen wird, zuverlässiger.

Wird das System als konform bewertet?

Ja: Das Klimarisiko ist beherrscht (wirksame Umluftgeräte, keine Überlastung) und die NOVEC-Verteilung erreicht in allen Risikobereichen mehr als 5 % Konzentration, konform mit den Empfehlungen.

Synthese

Video-Synthese der Studie

Modellierung der zeitlichen Verteilung des Gases NOVEC und Untersuchung der Brandbekämpfungssysteme des Data Halls SAMU 95.

Video-Synthese des Auftrags · EOLIOS Ingenieurbüro
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